液相色譜-原子熒光聯用儀測定賴氨酸硫酸鹽中無機砷含量的不確定度評估

◎ 陸秀軍，王智亮，孫世杰

（1.赤峰市松山區疾病預防控制中心，內蒙古 赤峰 024000；2.赤峰海關綜合技術服務中心，內蒙古 赤峰 024000）

砷元素廣泛存在自然界中，是毒性較大的有害元素，受到人們的廣泛關注，也成為飼料安全重點檢測的項目。對砷的毒性作用機理研究表明，砷的毒害主要取決于它的化學形態，不同的化學形態呈現出極大的毒性差異，經過大量實驗研究，三價無機砷的毒性強于五價無機砷，五價無機砷強于有機砷，長期過量攝入三價無機砷不利于身體健康。

自然界中的砷有有機砷和無機砷兩種形式，有機砷可用于抗生素促生長類飼料添加劑，對于提高畜禽的飼料利用率、增強抗病能力有著明顯作用，現代動物營養學研究中被認為和硒碘一樣，是動物機體的一種必需元素。但無機砷卻是一種有毒有害元素，對畜禽等動物的危害性很大，飼料衛生標準中對無機砷有嚴格的限制要求，即≤2.0 mg·kg-1[1]。因此，飼料中無機砷的檢測結果正確性要求是重中之重，但檢測結果不可避免會產生誤差。對不確定度的分析可以在實驗測試過程中有效提高檢測質量水平。本次實驗使用液相色譜-原子熒光聯用儀對三價無機砷含量進行測定，并對整個測量過程中三價無機砷的不確定度來源進行分析。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

磷酸二氫銨（NH4H2PO4）、硼氫化鉀（KBH4）、氫氧化鉀（KOH）、硝酸（HNO3）、鹽酸（HCI）和氨水（NH3·H2O），以上試劑除了有特殊要求外均使用優級純。三價砷標準品（純度為≥99.5%）。C18色譜柱、北京寶德BSA-100A/B/C液相色譜-原子熒光聯用儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗原理

試樣經稀硝酸酸化提取，在液相條件下進行分離，用分離后所獲得的物質在酸性條件下再與硼氫化鉀（KBH4）反應生成氣態氫化物，用高純氬氣作為載氣，進入原子熒光光譜儀原子化器進行檢測，采用外標法定量[2]。

1.2.2 試驗步驟

準確稱取1.0 g（精確至0.001 g）賴氨酸硫酸鹽試樣，置于50 mL聚四氟乙烯塑料離心管中，加20 mL硝酸溶液（0.15 mol·L-1），浸泡過夜。置于90 ℃恒溫箱中，熱浸提2.5 h，每隔30 min取出振搖1 min。提取完畢后，取出冷卻至室溫，置于8 000 r·min-1離心機中離心15 min，取上清液，經0.45 μm水相濾膜過濾后進樣測定。按同一方法做空白實驗。

1.3 數學模型

采用外標法定量計算無機砷的含量，計算公式為：

式中：X為無機砷含量，mg·kg-1；CAs3+為測定液中扣除空白后無機砷的濃度，mg·L-1；V為試樣消解后定容體積，mL；m為試樣質量，g。

2 三價砷引入不確定度分析

2.1 試樣制備過程中引入的不確定度

（1）稱重所用天平（0.001 g）的擴展不確定度為0.002 g，取包含因子k=2，則天平所產生的標準不確定度為[3]：

（2）容量允差。查《常用玻璃量器》（JJG 196—2006）[4]，25 mL(A級)的容量瓶在20 ℃時，容量允差為±0.030 mL，取均勻分布，則所帶來的不確定度為[6]：

（3）試樣制備過程中引入的合成不確定度為：

2.2 標準物質

2.2.1 標準儲備液的不確定度

所購買三價砷標準品的純度為99.5%。純度為0.5%的分散，其半寬為0.25%，三價無機砷標準儲備液的標準不確定度為：

三價無機砷標準儲備液的相對標準不確定度為：

2.2.2 標準溶液稀釋引入的不確定度

（1）標準溶液的稀釋步驟。準確吸取標準儲備液（100 mg·L-1）于100 mL容量瓶（A級）中，用純水定容至刻度[6]。此標準使用液濃度為1 mg·L-1。取7支10 mL容量瓶，準確加入0 mL、0.50 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.30 mL、0.50 mL和1.00 mL，用純水稀釋，此方法標準溶液的濃度依次為 0 ng·mL-1、5 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、30 ng·mL-1、50 ng·mL-1和100 ng·mL-1。

（2）移液器引入的不確定度。查《可調移液器試行檢定規則》（JJG 646—2006）[5]，所用100 μL移液器在使用100 μL量程時，容量允差為±2.0%（容量允差包含體積校準、滿載液體至移液器刻度的變動性、操作員讀數）則100 μL移液器引入的不確定度為：

所用1 000 μL移液器在使用1 000 μL量程時，容量允許差為±1.5%（容量允差包含體積校準、滿載液體至移液器刻度的變動性、操作員讀數），則1 000 μL移液器引入的不確定度為：

（3）容量瓶體積的不確定度。查《常用玻璃量器》（JJG 196—2006）[4]，10 mL容量瓶（A級）在20 ℃時，允差為±0.020 mL，取均勻分布，則不確定度為[6]：

（4）純水在實驗室溫度變化（20～25 ℃）時的體積膨脹系數為2.1×10-4℃，溫度相差3 ℃，k=1.960。溫度引入的相對不確定度為：

2.2.3 標準物質的相對標準不確定度urel(std)

三價無機砷標準物質相對不確定度為：

2.3 重復性試驗的不確定度

準確稱取試樣5份，同時進行試樣處理，在相同儀器條件下測定三價砷濃度，試樣數據和結果，見表1[7]。

表1 試樣數據表

三價砷單次測量的不確定度為：

5次測定三價砷含量平均值的相對不確定度為：

2.4 標準曲線擬合產生的不確定度

使用5個濃度點的三價砷標準溶液數據x和相應的峰面積強度值y，進行一次方程擬合，擬合得到校正標準曲線：y=54 535x-52 764，則a=52 764，b=54 535，R2=0.992。共5個標準曲線濃度值，重復測2次，則P=10，則C的標準不確定度為：

則三價砷的不確定度為：

3 合成標準不確定度

三價無機砷的合成不確定度：

4 擴展不確定度

試樣中三價無機砷含量的擴展不確定度，取包含因子k=2，擴展不確定為U=2×u(x)=2×0.000 730=0.001 46 mg·g-1。

5 結論

通過不確定度分量的評估可以得出結論，對合成相對不確定度貢獻最大的分量為試樣制備過程及校準曲線擬合引入的不確定度分量。試樣制備過程和校準曲線的配制及擬合對于每一位檢測技術人員的操作水平有很高的要求，因此實驗人員的操作手法和熟練程度能夠顯著降低試驗過程中帶來的不確定度。