氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定果汁中4種六六六殘留量的不確定度評(píng)定

張君麗,張迪雅,遲恒,葛馳宇

(江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品藥品研究院,江蘇 淮安,223005)

六六六是一種廣譜的有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑,由于其生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,在20世紀(jì)60～80年代曾在我國(guó)大量生產(chǎn)和使用。六六六化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,降解速率慢[1],由于其毒性高,具有長(zhǎng)期殘留、生物蓄積及長(zhǎng)距離遷移等特性,給生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)極大威脅[2],我國(guó)于1983年停止了它在農(nóng)業(yè)上的使用。然而盡管六六六已經(jīng)被禁用近40年,但大量研究表明部分地區(qū)的土壤、水體及食品中仍維持一定的殘留水平[3-9]。殘留在環(huán)境中的六六六,不僅會(huì)造成環(huán)境污染,還能通過(guò)食物鏈富集作用,給人類(lèi)健康帶來(lái)危害[10]。因此準(zhǔn)確測(cè)定食品中六六六的殘留量,對(duì)食品安全控制具有重要意義。

目前關(guān)于六六六檢測(cè)方法的研究較多,其不確定度評(píng)定多采用氣相色譜法進(jìn)行分析檢測(cè)[11-14],應(yīng)用QuEChERS前處理方法,使用氣相色譜-三重四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀測(cè)定六六六的不確定度評(píng)定未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。本研究依據(jù)CNAS—GL006《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》和JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》,基于GB 23200.113—2018 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中208種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測(cè)定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》測(cè)定果汁中4種六六六的殘留量,評(píng)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度,以期為檢測(cè)結(jié)果的正確判定提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

α-六六六溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品、β-六六六溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品、γ-六六六溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品、δ-六六六溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品(質(zhì)量濃度均為1 000 μg/mL),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所;乙腈、乙酸乙酯(色譜純),德國(guó)默克公司;QuEChERS試劑盒,美國(guó)安捷倫公司;有機(jī)相微孔濾膜(0.22 μm),上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司;市售果汁。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

7890A/7000C三重四級(jí)桿氣質(zhì)聯(lián)用儀,美國(guó)安捷倫公司;ME203E電子天平,梅特勒托利多科技(中國(guó))有限公司;MD200-2氮吹儀,杭州奧盛儀器有限公司;TGL-20C高速冷凍離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;SCI-VS可調(diào)式混勻儀,美國(guó)Scilogex公司;移液器(100 μL、1 mL和5 mL),德國(guó)Eppendorf公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列工作曲線配制

100 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:準(zhǔn)確移取1.0 mL α-六六六溶液標(biāo)準(zhǔn)樣品(1 000 μg/mL)至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容,配制成100 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。同法配制β-六六六、γ-六六六、δ-六六六的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

1 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:分別移取4種六六六標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液100 μL至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容,配制成1 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液:分別精確移取0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、2.5 mL 1 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容,配制成5、10、50、100、200、250 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液。將果汁空白基質(zhì)溶液氮?dú)獯抵两?加入1 mL相應(yīng)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液復(fù)溶,用微孔濾膜過(guò)濾后得到基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液。

1.2.2 樣品前處理

將供試品搖勻,稱取10 g(精確至0.01 g)至離心管中,依次加入10 mL乙腈、QuEChERS萃取鹽包和1顆陶瓷均質(zhì)子,蓋上管蓋渦旋振蕩混勻后離心。吸取6 mL上清液加至QuEChERS凈化管中,渦旋振蕩混勻后再次離心。準(zhǔn)確吸取1 mL上清液于1.5 mL EP管中,40 ℃條件下N2吹至近干,加入1 mL乙酸乙酯復(fù)溶后過(guò)膜用于測(cè)定。

1.2.3 加標(biāo)樣品制備

稱取6份果汁空白樣品各10 g,分別精密加入1 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL,其余步驟同1.2.2節(jié)樣品前處理。

1.2.4 氣相色譜及質(zhì)譜條件

色譜柱HP-5ms(30 m×250 μm×0.25 μm);載氣為高純氦氣,1 mL/min;進(jìn)樣口溫度280 ℃;進(jìn)樣方式為脈沖不分流;進(jìn)樣量1 μL。升溫程序:柱溫90 ℃保持1 min,以30 ℃/min升溫至170 ℃,再以6 ℃/min升溫至200 ℃,保持2 min,再以30 ℃/min升溫至300 ℃,保持11 min。傳輸線溫度300 ℃;溶劑延遲3 min;離子源溫度250 ℃;電子轟擊源70 eV;檢測(cè)方式為多反應(yīng)監(jiān)測(cè);多反應(yīng)監(jiān)測(cè)條件見(jiàn)表1。

表1 四種六六六的多反應(yīng)監(jiān)測(cè)條件Table 1 Multi reaction monitoring conditions of 4 kinds of BHC

1.3 不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型

試樣中待測(cè)組分殘留量按公式(1)計(jì)算。

(1)

式中:X,試樣中待測(cè)組分殘留量,mg/kg;C,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的待測(cè)組分質(zhì)量濃度,ng/mL;V,樣品溶液定容體積,mL;m,樣品質(zhì)量,g;10,樣品質(zhì)量折算系數(shù);1 000,濃度換算系數(shù)。

2 不確定度來(lái)源分析

綜合分析樣品檢測(cè)過(guò)程及不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型,GC-MS/MS法測(cè)定果汁中六六六殘留量的不確定度主要來(lái)自于標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程、樣品溶液(包括樣品稱量、樣品溶液定容及測(cè)定)、分析儀器的測(cè)量重復(fù)性、方法回收率和標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性擬合。

3 不確定度各分量評(píng)定

3.1 配制標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度ur,C

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)值引入的不確定度

查閱標(biāo)準(zhǔn)樣品證書(shū),4種六六六標(biāo)準(zhǔn)溶液的質(zhì)量濃度標(biāo)準(zhǔn)值均為1 000 μg/mL,擴(kuò)展不確定度分別為1.30、1.00、1.30、1.30 μg/mL(k=2),由標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)值引入的相對(duì)不確定度分別為:

3.1.2 配制標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液引入的不確定度

100 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液、1 μg/mL混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液配制時(shí)使用1 mL移液器、100 μL移液器、5 mL移液器和10 mL容量瓶(A級(jí)),各類(lèi)量器的容量允差、測(cè)量重復(fù)性和溫度變化造成的溶液體積變化是不確定度的主要來(lái)源[15]。根據(jù)JJG 196—2006 《中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程 常用玻璃量器》和JJG 646—2006 《中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程 移液器》,各類(lèi)量器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。由于配制4種六六六標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液的方法步驟相同,故對(duì)于4種六六六該分量引入的不確定度相同。

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中各類(lèi)量器引入的不確定度Table 2 Uncertainty introduced by locomotive pipette and volumetric flask in the preparation of standard solution

按公式(2)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配制過(guò)程中引入的不確定度。

(2)

綜合以上2個(gè)分量,標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制引入的不確定度ur,C按公式(3)計(jì)算。

(3)

可得ur,C-α=0.019 52,ur,C-β=0.019 52,ur,C-γ=0.019 52,ur,C-δ=0.019 52。

3.2 樣品溶液引入的不確定度ur,樣

3.2.1 樣品稱量引入的不確定度ur,m

3.2.2 樣品溶液定容引入的不確定度ur,V

由樣品溶液定容引入的不確定度如公式(4)所示,相對(duì)不確定度如公式(5)所示。

=0.004 38 mL

(4)

(5)

3.2.3 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度ur,X

平行制備6份加標(biāo)樣品進(jìn)行測(cè)定,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。重復(fù)測(cè)定引入的相對(duì)不確定度代入公式(6)[16]計(jì)算。

表3 加標(biāo)樣品重復(fù)測(cè)量結(jié)果Table 3 Repeated determination results of spiked samples

(6)

可得:

綜合以上3個(gè)分量,樣品溶液測(cè)定引入的相對(duì)不確定度代入公式(7)計(jì)算。

(7)

可得:

3.3 儀器引入的不確定度ur,儀

3.4 方法回收率引入的不確定度ur,R

表4 回收率結(jié)果Table 4 Results of recovery

(8)

(9)

(10)

當(dāng)置信度為95%,n-1=5,查閱t值臨界值分布表得t(0.05,5)=2.571,t>t(0.05,5),說(shuō)明要將回收率代入公式(1)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行校正。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度ur,Q

測(cè)定基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液,得到基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量數(shù)據(jù),見(jiàn)表5。平行制備6份加標(biāo)樣品進(jìn)行添加回收試驗(yàn),樣品測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量數(shù)據(jù),依據(jù)公式(11)[18-19]計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)溶液峰面積殘差的標(biāo)準(zhǔn)差。

(11)

式中:n,基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液的測(cè)定次數(shù)(n=6)。

依據(jù)公式(12)[18-19]計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

(12)

表6 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Table 6 Relative standard uncertainty introduced by standard curve fitting

4 不確定度的合成及擴(kuò)展

4.1 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)公式(13),代入上述各不確定度分量,計(jì)算4種六六六的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度,結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 六六六不確定度評(píng)定結(jié)果Table 7 Uncertainty evaluation in determination of BHC

(13)

4.2 測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度

根據(jù)公式(14),計(jì)算4種六六六的擴(kuò)展不確定度,結(jié)果見(jiàn)表7。

(14)

5 結(jié)論

GC-MS/MS法測(cè)定果汁中六六六殘留量的不確定度主要來(lái)源于標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合,其次是標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液配制引入的不確定度,樣品前處理過(guò)程、儀器設(shè)備和方法回收率引入的不確定度較小。因此,實(shí)驗(yàn)時(shí)可以根據(jù)待測(cè)樣品農(nóng)藥殘留的情況選擇適宜的標(biāo)準(zhǔn)曲線濃度點(diǎn),擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)可以調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)曲線的權(quán)重為1/x,能顯著提高低濃度點(diǎn)的定量準(zhǔn)確性。在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),要選擇合適的稀釋方法,檢驗(yàn)人員應(yīng)選用適宜的量器,并正確使用各類(lèi)量具,同時(shí)定期對(duì)量具及儀器設(shè)備進(jìn)行檢定校準(zhǔn),以減小測(cè)定結(jié)果的不確定度。