原子吸收分光光度法測定考核盲樣中鉛含量的測量不確定度評定*

楊 柳，武靜文，王道權，張 璞，李 莎，范能全△

（1.重慶市食品藥品檢驗檢測研究院，重慶 401121； 2.重慶華森制藥有限公司藥物研究院，重慶 401120）

鉛是一種嚴重危害人體健康的重金屬元素。人或動物接觸鉛可對中樞神經、生殖、發育、免疫、心血管和腎臟健康產生影響[1-3]。測量不確定度是表示被測量值分散性的參數，不確定度評定的開展可確認測量結果的可靠性[4]。根據ISO/IEC 17025-2017《檢測和校準實驗室能力的通則要求》，檢驗實驗室或校準實驗室必須制定測量不確定度的評估程序[5]。校準實驗室出具的證書或報告都應包括測量不確定度的說明；檢測實驗室則應有能力對所檢測結果進行不確定度評定，尤其應在能力驗證、實驗室比對中使用測量不確定度來進行評定。原子吸收分光光度法具有靈敏度高、精密度好、測定結果準確、穩定等優點[6-8]。本研究中采用2020年版《中國藥典（四部）》通則2321項下鉛、鎘、砷、汞、銅測定法[9]的標準操作程序，考核盲樣中鉛的含量，并按JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[10]的評定方法找出影響不確定度的來源，對不確定度進行分析，確保測定結果控制在規定的置信水平內，以提高實驗室鉛的檢測能力。現報道如下。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

iCAP7400型原子吸收分光光度計（Thermo Fisher公司）；MARS6型微波消解儀（美國CEM公司）；EHD-16型趕酸器（北京東航科儀儀器有限公司）；Milli-Q Advantage A10型Millipore超純水機（美國Millipore公司）；移液管（A級，規格分別為1，2，5 mL）；容量瓶（A級，規格分別為25，50，100 mL）。器具均按JJG196-2006常用玻璃量器檢定規程要求[11]進行檢定，結果見表1。

表1 玻璃量器檢定結果Tab.1 Verification result of glass measuring device

1.2 試劑

硝酸（Merck公司，批號為K49249156729）；水為自制純化水；鉛標準溶液（GBW08619，中國計量科學研究院，批號為18103，質量濃度為1 000μg/mL）。實驗室間比對盲樣（中國檢驗檢疫科學研究院，編號為2019Y004）。

2 方法與結果

2.1 檢測條件

光源：鉛空心陰極燈；測定波長：283 nm；燈電流：10 mA；進樣量：20μL；背景校正：塞曼；經優化的石墨爐升溫程序見表2。

表2 石墨爐升溫程序Tab.2 Temperature program of GFAAS

2.2 溶液制備

將鉛標準溶液（批號為18103，質量濃度為1 000μg/mL）按表3的程序逐級稀釋為工作標準溶液（質量濃度為50μg/L），取液用移液管，定容用容量瓶，儀器自動配制標準曲線溶液。精密量取考核盲樣2.0 mL，置微波消解罐中，參照2020年版《中國藥典（四部）》通則2321項下鉛、鎘、砷、汞、銅測定法制備樣品和試劑空白溶液，定容至25 mL容量瓶中，即得供試品溶液。

表3 鉛工作標準溶液配制程序Tab.3 Preparation program of lead working standard solution

2.3 建立數學模型

式中，X為試樣中鉛的質量濃度（μg/L）；C為由校準曲線查得的待測元素的質量濃度（μg/L）；V1為試樣取樣量（mL）；V2為試樣定容量（mL）。

2.4 不確定度來源分析

測量不確定度由若干分量組成，其中根據一系列測量值的統計分布的按不確定度A類進行評定，另一些基于經驗或其他概率函數按不確定度B類進行評定。其中，A類不確定度來源于樣品重復測量，B類不確定來源于兩方面：1）樣品制備過程引入的不確定度，包括樣品取樣和樣品消解后定容量引入的不確定度；2）標準物質引入的不確定度包括貯備標準溶液定值、工作標準溶液稀釋及標準曲線擬合過程引入的不確定度。各不確定度的因果關系見圖1。

圖1 各不確定度分量的因果關系Fig.1 Causality of each uncertainty component

2.5 標準不確定分量評定

2.5.1 樣品前處理過程引入的不確定度[u rel（A）]

取樣：精密移取供試品溶液2 mL，由表1可知，移液管允差誤差為±0.010 mL，按三角分布處理，k取[12-13]，由移液管允差引入的不確定度為u（V2 mL）=0.010/=0.004 1 mL。本研究中實驗溫度控制在（20±5）℃，定容溶液中主要為水，20℃時水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，按均勻分布k=[14]，2mL移液管因溫度變化帶來的體積變化引起的不確定度為u（T2 mL）=（t×r×V）/=（5×2.1×10-4×2.0）/=0.0012mL。由樣品取樣引入的標準不確定度為u（V1）=；其相對標準不確定度為urel（V1）=0.004 3÷2.0=0.22%。

樣品消解定容：本研究中定容使用的是A級的25mL容量瓶，假定為三角分布處理，k取[12-13]，由容量瓶允差引入的不確定度為u（V25 mL）=0.03/=0.012 2 mL。實驗室的溫度在±5℃之間變化，25 mL容量瓶因溫度變化帶來的體積變化引起的不確定度假定為均勻分布，k取[14]，其引起的不確定度為u（T25mL）=標 準 不 確 定 度 為0.019 5 mL；其相對標準不確定度為urel（V2）=0.019 5÷25=0.08%。

樣品前處理過程：引入的不確定度為urel（A）=

2.5.2 標準溶液引入的不確定度

貯備標準溶液定值：鉛標準溶液質量濃度為（1 000±2）μg/mL，k=2，則鉛標準溶液引入的不確定度為urel標=2÷（2×1 000）=0.10%。

工作標準溶液配制：鉛工作標準溶液的配制程序見表3，移液管和容量瓶的允差誤差見表1。容量瓶的允差誤差引入的不確定度假定為三角分布處理，k取[12-13]；本實驗溫度控制在（20±5）℃，20℃時水的體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，按均勻分布k=[14]，則1 mL移液管的合成相對標準不確定度為：

同理，5 mL移液管、50 mL容量瓶、100 mL容量瓶的合成相對標準不確定度分別為0.14%，0.07%，0.07%。標準溶液配制引入的不確定度為：

標準曲線擬合：本研究中所用鉛標準溶液質量濃度分別為5，10，15，25μg/L，分別測定2次，得相應吸光度（A），結果見表4。用最小二乘法擬合得到線性回歸方程A=0.01016C+0.006 0（r=0.999 8）。

表4 系列標準溶液吸光度測定值Tab.4 Absorbance values of standard solution

式中，Sy為回歸方程的剩余標準差；b為回歸方程的斜率；P為待測樣品的重復測定次數（P=2）；n為標準溶液的測定總次數，n=10（每個標準溶液質量濃度測量2次，共10次）；為待測樣品質量濃度的平均值；為回歸方程各點濃度的平均值；C0i為各標準液質量濃度。

式中，A0i為各標準液的實際響應值；a+bC0i為根據回歸方程算出來的理論值。

標準溶液引入的不確定度為：

2.5.3 重復測量引入的不確定度[u rel（C）]

對樣品進行2次重復測量，結果分別為10.168，11.049μg/L。

重復測量結果的算術平均值為：

單次測定結果的實驗標準差為：

重復測量結果的標準不確定度為：

相對標準不確定度為：

2.6 合成標準不確定度及擴展不確定度

2.6.1 各不確定度分量的合成

采用原子吸收分光光度法測定考核盲樣中鉛的不確定度，由樣品前處理過程引入的不確定度、標準溶液引入的不確定度和重復測量引入的不確定度合成。

合成相對標準不確定度為：

樣品中鉛含量為X=132.61μg/L，合成標準不確定為u（X）=132.61μg/L×4.17%=5.53μg/L。

2.6.2 擴展不確定度的評定

當包含因子k=2時，則擴展不確定度為U（X）=2 u（X）=11.06μg/L。

2.6.3 報告結果

鉛含量的結果為X=（132.61±11.06）μg/L，k=2。

3 討論

本研究中對石墨爐原子吸收法測定鉛含量的測量不確定度進行分析與評定發現，鉛元素的相對標準不確定度在0.23%～4.15%之間，可滿足實驗室日常檢測的正常需求。比較各分量大小，可以看出檢測結果不確定度主要來自測量重復性。因此，可通過提高儀器的穩定性，增加樣品的重復測量次數，以減小由此引入的不確定度。

在日常樣品檢測中，每個步驟都可能存在誤差，各種誤差的累積最終會造成測量結果的不確定性。因此，有必要分析測量不確定度的來源，確定影響測定結果的主要因素，優化實驗方案，確保測量結果的可靠性與準確性，為實驗室質量控制提供科學依據和參考。