氣相色譜法測定大米中馬拉硫磷的不確定度評定

俞慧紅

(慈溪市食品藥品檢驗(yàn)檢測中心,浙江慈溪 315300)

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氣相色譜法測定大米中馬拉硫磷的不確定度評定

俞慧紅

(慈溪市食品藥品檢驗(yàn)檢測中心,浙江慈溪 315300)

[目的]對氣相色譜法測定大米中馬拉硫磷的不確定度進(jìn)行評定。[方法]建立了氣相色譜法測定大米中馬拉硫磷的測量不確定的數(shù)學(xué)模型，分析了不確定度的主要來源，對該方法所得結(jié)果的已識別來源的不確定度進(jìn)行評價(jià)，并計(jì)算相對合成不確定度和相對擴(kuò)展不確定度。[結(jié)果]該研究測定過程所產(chǎn)生的測量不確定度主要來源于回收率和重復(fù)性試驗(yàn)，其他因素影響很小，用該法測得大米中馬拉硫磷含量為0.008 58 mg/kg，擴(kuò)展不確定度為0.000 51 mg/kg(95%，k=2)。[結(jié)論]該評價(jià)方法及結(jié)果對提高馬拉硫磷檢測數(shù)據(jù)的可靠性與準(zhǔn)確性有一定的指導(dǎo)意義。

氣相色譜;馬拉硫磷;不確定度

大米是主要的糧食之一，在人們食品消費(fèi)中占有很大的比例。隨著人們食品安全意識的提高，大米中農(nóng)藥殘留越來越引起人們的關(guān)注。馬拉硫磷作為一種高效低毒的有機(jī)磷殺蟲劑，是常用的防治農(nóng)業(yè)害蟲的化學(xué)農(nóng)藥，國家標(biāo)準(zhǔn)GB2763-2014《食品安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[1]明確規(guī)定大米中馬拉硫磷的最大殘留限量為0.1 mg/kg，因此，馬拉硫磷檢測的準(zhǔn)確性顯得至關(guān)重要。

測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，為一非負(fù)參數(shù)，即恒為正值[2]。測量不確定度是測量結(jié)果質(zhì)量的衡量尺度，合理評定測量結(jié)果的不確定度是分析實(shí)驗(yàn)室必須重視的問題。根據(jù)JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》，檢測實(shí)驗(yàn)室對有關(guān)測量不確定度的問題進(jìn)行了廣泛的研究[3-9]，馬拉硫磷的檢測方法參考GB/T 5009.20-2003食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的測定[10]，這是測定有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的常用方法之一，關(guān)于該方法的研究已屢見報(bào)道[11-13]，而有關(guān)氣相色譜法檢測馬拉硫磷含量的不確定度卻鮮有報(bào)道。筆者結(jié)合GB/T 5009.20-2003檢測方法和實(shí)際操作，以簡化評定、不遺漏、不重復(fù)為原則，建立數(shù)學(xué)模型，分析測量結(jié)果的不確定度來源并定量，對測量結(jié)果進(jìn)行不確定度評定，以期在實(shí)際檢測工作中嚴(yán)格控制影響測量不確定度的主要因素，盡可能降低測量結(jié)果的不確定度，提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。

1 材料與方法

1.1 材料

主要試劑：丙酮、二氯甲烷、氯化鈉、無水硫酸鈉、馬拉硫磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所，濃度值100 mg/L。主要儀器設(shè)備：7890A氣相色譜儀(FPD， 美國安捷倫公司)，色譜柱 DB1701(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，天平(0.01 g)，粉碎機(jī)，勻漿機(jī)，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。

1.2 檢測方法

準(zhǔn)確稱取25.00 g制備好的粉碎后大米樣品于250 ml廣口瓶中，加入50 ml水和100 ml丙酮，用高速勻漿機(jī)勻漿2 min，靜置10 min，使丙酮和水相分層，水相再用50 ml二氯甲烷振搖2 min，靜置分層，將丙酮和二氯甲烷提取液合并經(jīng)裝有無水硫酸鈉的玻璃漏斗脫水過濾至KD濃縮瓶，再以少量二氯甲烷洗滌容器和無水硫酸鈉，合并洗滌液至濃縮瓶，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓濃縮至近干，濃縮液用二氯甲烷轉(zhuǎn)移定容至10 ml，搖勻待測，進(jìn)樣1 μl，外標(biāo)法定量[14]。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 數(shù)學(xué)模型

大米中馬拉硫磷含量的計(jì)算公式如下：

(1)

式中，C為樣品中的馬拉硫磷含量(mg/kg)；C樣為由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣液中馬拉硫磷的濃度(μg/ml)；V為樣液最終定容體積( ml)；m為稱取的試樣量(g);frep為重復(fù)性因子；R為方法回收率。

由公式(1)可得合成不確定度為：

Urel(C)=

(2)

2.2 不確定度分量的主要來源

該試驗(yàn)主要根據(jù)馬拉硫磷建立的數(shù)學(xué)模型，對數(shù)學(xué)模型中各個(gè)參數(shù)包括由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣液中馬拉硫磷含量、樣品處理(定容體積與樣品稱重)、重復(fù)性試驗(yàn)以及回收率所引起的不確定度進(jìn)行分析及定量。

3 結(jié)果與分析

3.1 由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣液中馬拉硫磷含量引入的相對不確定度urel(C樣)

樣液馬拉硫磷的濃度不確定度u(C樣)包括標(biāo)準(zhǔn)使用液配制過程中的不確定度u(C標(biāo))和校正曲線擬合引起的不確定度u(curve)。

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液及稀釋過程中引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(C標(biāo))。標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程：吸取1 ml馬拉硫磷存儲標(biāo)準(zhǔn)溶液100 μg/ ml定容至25 ml容量瓶，配成4 μg/ml中間標(biāo)準(zhǔn)溶液，再各移取1 ml中間標(biāo)準(zhǔn)溶液定容至5、10、25、50、100 ml容量瓶，配成標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：0.04、0.08、0.16、0.40、0.80 μg/ml。

標(biāo)準(zhǔn)使用液配制過程中相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要影響因素有：標(biāo)準(zhǔn)品相對不確定度u1rel(C標(biāo))；配制標(biāo)準(zhǔn)使用液時(shí)所用1 ml單標(biāo)移液管引入的不確定度u2rel(C標(biāo))；配制標(biāo)準(zhǔn)使用液時(shí)所用5、10、25、50、100 ml A級單標(biāo)容量瓶引入的相對不確定度u3rel(C標(biāo))、u4rel(C標(biāo))、u5rel(C標(biāo))、u6rel(C標(biāo))、u7rel(C標(biāo))。

標(biāo)準(zhǔn)使用液配制過程中相對不確定度urel(C標(biāo))的數(shù)學(xué)模型為：

(3)

將各分量帶入公式(3)，標(biāo)準(zhǔn)溶液配制相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：urel(C標(biāo))=0.004 93。

3.1.2 校正標(biāo)準(zhǔn)曲線的相對不確定度urel(curve)。校正標(biāo)準(zhǔn)曲線各點(diǎn)馬拉硫磷的濃度和儀器響應(yīng)的峰面積列于表1。校正曲線線性方程為：

Aj=aCi+b

表1 校正曲線的濃度和儀器響應(yīng)的峰面積

式中，Aj為第j個(gè)校正溶液對應(yīng)的第j次測定峰面積；Ci為第j個(gè)校正溶液的濃度；a為斜率，為9 663.079 62；b為截距，為-59.112 96。采用最小二乘法擬合曲線，校正曲線線性相關(guān)系數(shù)r為0.999 93。對同一個(gè)樣品進(jìn)行2次測量，由曲線求得馬拉硫磷的含量為0.043 6 μg/ml。標(biāo)準(zhǔn)曲線的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

(4)

由于C樣不確定度包括標(biāo)準(zhǔn)使用液配制過程中的不確定度u(C標(biāo))和校正曲線的不確定度u(curve)，因此，由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的樣液中馬拉硫磷的濃度引入的相對不確定度為：

3.2 由樣品處理引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(m)和urel(V)

樣品處理引入的相對不確定度主要包括稱量樣品所使用的天平引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(m)和樣品處理溶液定容時(shí)所用的10 ml容量瓶引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V)。

由于樣品稱量均為50.00 g，稱量樣品引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

樣品處理溶液定容時(shí)所用的10 ml容量瓶通過JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》查得，10 ml A級容量瓶允許最大誤差為±0.020 ml，則樣品定容引起的相對不確定度為：

3.3 重復(fù)性試驗(yàn)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(frep)

則重復(fù)性引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.4 回收率的相對不確定度urel(R)

對空白樣品進(jìn)行12次加標(biāo)回收試驗(yàn)，加標(biāo)水平為0.016 mg/kg，回收率試驗(yàn)見表2。

表2 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

由表2可以知道，回收率平均值R=0.963%，標(biāo)準(zhǔn)偏差(s)=0.009 3，用t檢驗(yàn)法來檢驗(yàn)回收率是否與100%存在顯著性差異。

f=n-1=11，查t值表得，t0.05，11=2.20，t>t0.05，11,P<0.05。因此，平均回收率R與100%存在顯著性差異。方法使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)做回收試驗(yàn)，其不確定度為：

式中,s為重復(fù)分析的標(biāo)準(zhǔn)偏差，s=0.009 3；R為平均回收率0.963；n為重復(fù)次數(shù)，12次；cs為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書給定的標(biāo)準(zhǔn)值。

由于標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度已于標(biāo)準(zhǔn)使用溶液引入的不確定度已考慮過，這里不做再次考慮，上式簡化為：

由于回收率R與100%存在顯著性差異，需要進(jìn)行修正，修正公式如下：

3.5 合成不確定度

3.6 擴(kuò)展不確定度

根據(jù)測量不確定度評定指南對一般實(shí)驗(yàn)室的要求，在置信概率P=95%時(shí)，測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度包含因子k=2，則其擴(kuò)展不確定度為：

U=2×0.000 253=0.000 51 mg/kg。馬拉硫磷的測定結(jié)果為：(0.008 58±0.000 51)mg/kg,k=2。

4 討論

通過對不確定度的計(jì)算評定，比較了各相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量，影響測定大米中馬拉硫磷的不確定度主要因素是回收率和重復(fù)性試驗(yàn)，樣液濃度次之，樣品處理包括定容和稱重影響最小，因此，回收率與重復(fù)性試驗(yàn)引入的不確定度不能忽略，具體如下：由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得樣液中馬拉硫磷含量，量值0.043 6 mg/L,相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.006 96，貢獻(xiàn)率14.30%；樣品處理(定容)，量值10 ml，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.001 15，貢獻(xiàn)率2.40%；樣品處理(稱重)，量值25.00 g，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.000 230 8，貢獻(xiàn)率0.20%；重復(fù)性試驗(yàn)，量值0.008 58 mg/kg，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.019 0，貢獻(xiàn)率39.00%；回收率，量值0.963%，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.021 5，貢獻(xiàn)率44.1%。

對氣相色譜法測定大米中馬拉硫磷測量結(jié)果進(jìn)行不確定度分析與定量，一方面能了解被檢測指標(biāo)真值所處范圍及其大小，減少馬拉硫磷的判定風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，在實(shí)際檢測工作中，控制影響測量不確定度的主要因素，對樣品進(jìn)行加標(biāo)回收和平行試驗(yàn)，以回收率折算后的平均值作為檢測結(jié)果，提高檢測數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

[1] 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會.食品中農(nóng)藥最大殘留限量:GB 2763-2014[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[2] 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.測量不確定度評定與表示:JJF 1059.1-2012[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[3] 姚祖江,魏超,謝君紅,等.氣相色譜法測定蔬菜中有機(jī)磷殘留量不確定度評定[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2015(19):143-146.

[4] 李芳,王興磊,尚爽,等.氣相色譜法測定果蔬中毒死蜱的不確定度評定[J].廣州化工,2014(22):136-138，180.

[5] 殷朝珍,翟付鳳,董衛(wèi)峰.氣相色譜法測定蔬菜中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量不確定度評定研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014(17):153-155.

[6] 薛麗,孫茜,劉敏,等.氣相色譜法測定蔬菜水果中有機(jī)氯和擬除蟲菊酯類農(nóng)藥殘留量的不確定度評定[J].糧油加工(電子版),2015(1):60-62，65.

[7] 黃永忠.氣相色譜法測定白酒中乙酸乙酯的不確定度評定[J].廣州化工,2015(2):90-92，132.

[8] 劉佳,王俊澄,張輝.氣相色譜法測定熟肉制品中甜蜜素含量的不確定度評定[J].輕工科技,2014(6):15-16.

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[10] 中華人民共和國國家衛(wèi)生部中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.食品中有機(jī)磷農(nóng)藥殘留量的測定：GB/T 5009.20-2003[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

[11] 王江蓉.稻谷中馬拉硫磷殘留氣相色譜分析方法研究[J].糧食加工,2008(4):76-77.

[12] 耿玉輝,郭桂金.氣相色譜法測定糧食中農(nóng)藥殘留——馬拉硫磷[J].糧食與食品工業(yè),2007(2):50-51.

[13] 肖青,陳樹.氣相色譜法測定大米中馬拉硫磷的殘留[J].現(xiàn)代食品科技,2007(12):83-84.

Evaluation of Uncertainty for Determination of Malathion in Rice with GC

YU Hui-hong

(Cixi food and drug inspection and Testing Center, Cixi, Zhejiang 315300)

[Objective] The study was to evaluate the uncertainty of measuring malathion residue in rice with GC.[Method] The establishment of mathematical model of the measurement of malathion in rice by GC was uncertain, the main sources of uncertainty were analyzed, the influence of the identified uncertainty of the analytical result was evaluated.And the relative synthesis standard uncertainty and the relative expansion uncertainty were calculated out.[Result] The measurement uncertainty of the measurement process was mainly derived from the recovery rate and repeatability experiments, other factors were very small.The method for measuring the content of rice malathion was 0.008 58 mg/kg,the expanded uncertainty was 0.000 51 mg/kg (95%,k=2). [Conclusion] The evaluation method and results have certain guiding significance to improve the reliability and accuracy of the detection data of malathion.

GC;Malathion;Uncertainty

俞慧紅(1979- ),女,浙江新昌人,工程師,從事食品質(zhì)量管理和檢測工作。

2015-11-04

TS 212.7

A

0517-6611(2015)35-148-03