微波消解-火焰原子吸收法測(cè)定貉毛中銅含量不確定度評(píng)定

楊趙偉，閆玉杰，趙雅楠，鄔溪芮，李 博，杜順豐

（河北省秦皇島市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心，河北 秦皇島 066000）

微波消解-火焰原子吸收法測(cè)定貉毛中銅含量不確定度評(píng)定

楊趙偉，閆玉杰，趙雅楠，鄔溪芮，李 博，杜順豐*

（河北省秦皇島市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心，河北 秦皇島 066000）

微波消解-火焰原子吸收法測(cè)定貉毛中銅含量方法的準(zhǔn)確度和精密度良好，通過分析影響測(cè)量不確定度的主要來(lái)源，對(duì)分析過程中的樣品稱量、樣品前處理、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線非線性引入的輸入值、測(cè)量重復(fù)性和儀器本身等6個(gè)不確定分量進(jìn)行分析和合成，計(jì)算出銅的擴(kuò)展不確定度，為系統(tǒng)分析檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確程度和方法的可靠性提供參考。

不確定度；微波消解；火焰原子吸收；貉子

銅是動(dòng)物體內(nèi)多種酶的必需組分和激活劑，是維持動(dòng)物生命活動(dòng)和生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是影響動(dòng)物毛皮顏色和質(zhì)量的重要微量元素，其對(duì)毛皮動(dòng)物的影響十分重要。動(dòng)物體內(nèi)銅含量只有在適當(dāng)?shù)姆秶拍馨l(fā)揮正常生理生化作用，資料報(bào)道動(dòng)物毛中銅含量可以反映飼料中銅的含量，也可以大致反映出組織中銅含量[1]，能作為機(jī)體總負(fù)荷的良好代表[2]，一些學(xué)者建立了測(cè)定動(dòng)物被毛中銅含量的方法[3-5]，而沒有對(duì)這些檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度和可靠性進(jìn)行分析。本文參考原子吸收測(cè)定其他樣品不確定度的評(píng)定方法[6]，計(jì)算了微波消解-火焰原子吸收法在測(cè)定貉毛中銅含量的不確定度，系統(tǒng)地分析了該方法的準(zhǔn)確程度和可靠性。

1 材料與方法

1.1材料、試劑與儀器將剪下的貉子被毛樣品用（1+99）“立白洗滌靈”溶液浸泡30 min，在超聲波清洗器中清洗60 min，用清水沖洗至無(wú)泡沫，用去離子水沖洗3次，在60℃鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)烘干，剪碎、編號(hào)保存在干燥器中備用。

硝酸（AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司），過氧化氫（AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司），銅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1 000μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心），試驗(yàn)用一級(jí)水，人發(fā)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07601（GSH-1），銅含量10.6±1.2μg/g，地球物理地球化學(xué)勘查研究所）。

原子吸收光譜儀（AA7000，島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司），WizAArd工作站（島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司），銅元素空心陰極燈（島津企業(yè)管理（中國(guó)）有限公司），電子天平（CP214，奧豪斯儀器（上海）有限公司），微波消解儀（WX-4000，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司），智能控溫系統(tǒng)（DKQ-1000，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）。

1.2分析方法

1.2.1 樣品消解 準(zhǔn)確稱取貉子被毛樣品0.3 g（精確到0.1 mg），將稱取的樣品置于消解罐內(nèi)，加入硝酸4.00 mL，過氧化氫1.00 mL，靜置過夜，密封消解罐，連接好溫度和壓力檢測(cè)器，開機(jī)預(yù)熱5 min并運(yùn)行正常，設(shè)置4階段的梯度升溫消解程序，程序如下：①溫度90℃，壓力10 atm，維持2 min；②溫度130℃，壓力15 atm，維持2 min；③溫度160 ℃，壓力25atm，維持2min；④溫度180℃，壓力30 atm，維持5 min。消解程序執(zhí)行結(jié)束后待消解罐溫度低于80℃放出氣體，用1%的硝酸把消解罐蓋子上的液體沖洗到消解罐內(nèi)，將消解罐置于智能控溫系統(tǒng)上趕酸，趕酸溫度為140℃，至溶液少于1 mL，用余熱趕至濕鹽狀態(tài)。用1%的硝酸溶液多次沖洗消解罐并定容于10 mL容量瓶中即為試樣溶液，所得試樣溶液清澈透明。同時(shí)制備試樣的空白溶液。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 吸取2 mL銅標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL容量瓶中，定容制備成20 μg/mL的銅中間液，再分別吸取銅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 mL于100 mL容量瓶中，定容制成濃度為0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0μg/mL的銅標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.2.3 儀器條件 AA7000原子吸收光譜儀使用火焰法測(cè)量銅含量，選擇空氣-乙炔型火焰，氘燈背景校正，設(shè)定空心陰極燈的波長(zhǎng)為324.8 nm，燈電流8 mA，狹縫寬0.7 nm，火焰原子化器燃燒頭高度7.0 mm，空氣流量15.0 L/min，乙炔流量1.8 L/min。1.2.4 溶液測(cè)定 用AA-7000原子吸收光譜儀測(cè)定空白溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品溶液的吸光度，WizAArd工作站自動(dòng)顯示所測(cè)量溶液的吸光度值和計(jì)算測(cè)定樣品溶液的質(zhì)量濃度。

2 結(jié)果與分析

2.1數(shù)學(xué)模型根據(jù)試驗(yàn)原理，分析原子吸收法測(cè)定貉子被毛中銅含量的過程，當(dāng)測(cè)定結(jié)果以mg/kg表示時(shí)，對(duì)測(cè)定結(jié)果和有關(guān)的參數(shù)建立如下函數(shù)關(guān)系：

式中：X為試樣中銅的含量/（mg/kg）；C為樣品溶液中銅的質(zhì)量濃度/（μg/mL）；V為樣品定容體積/mL；m為樣品質(zhì)量/g。

2.2測(cè)量不確定度分析

2.2.1 稱量樣品帶來(lái)的不確定度 稱量樣品所用天平為CP214電子天平，最小分值為0.1 mg，準(zhǔn)確稱量0.3000 g樣品，該天平經(jīng)檢定，最大允許差為± 0.5 mg。

標(biāo)準(zhǔn)不確定度

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.2.2 樣品前處理引入不確定度 選擇人發(fā)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW07601（GSH-1），平行稱取6份，按1.2步驟進(jìn)行消解和測(cè)定。計(jì)算銅元素的回收率結(jié)果分別為99.6%、95.3%、101.7%、102.8%、100.2%、99.0%。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度 所用ρ（Cu）= 1 000 μg/mL銅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液購(gòu)自國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，相對(duì)擴(kuò)展不確定度0.7%（k= 2），則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

配制ρ（Cu）=20 μg/mL的銅中間液時(shí)引入的不確定度：用2 mL A級(jí)單標(biāo)線吸量管移取2 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中。根據(jù)JJG 196-2006[7]，2 mL A級(jí)單標(biāo)線吸量管的容量允誤差為±0.010 mL，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

本次試驗(yàn)溫度單標(biāo)線吸量管檢定時(shí)的溫度相近（20℃），根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，溫度引起的不確定度可以忽略。

根據(jù)JJG 196-2006[7]，100 mL A級(jí)容量瓶的容量允誤差為±0.10 mL，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。本次試驗(yàn)溫度單標(biāo)線吸量管檢定時(shí)的溫度相近（20℃），根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，溫度引起的不確定度可以忽略。

則標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的非線性引入輸入值的不確定度 用1%硝酸溶液為介質(zhì)配制成0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0 μg/mL的銅標(biāo)準(zhǔn)工作液。AA7000原子吸收光譜儀設(shè)置好儀器參數(shù)，待儀器穩(wěn)定后，對(duì)該系列標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定，對(duì)樣品溶液進(jìn)行6次重復(fù)測(cè)定的吸光度值分別為0.0697、0.0674、0.0676、0.0672、0.0688、0.0673，利用范巧成設(shè)計(jì)的Excel表格[9]，按照公式

計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（Std）是0.0092（μg/mL），被測(cè)樣品溶液質(zhì)量濃度的估計(jì)值X=0.4893μg/mL的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（Std）是1.88%。測(cè)定相關(guān)參數(shù)及計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 不確定度的計(jì)算結(jié)果和相關(guān)參數(shù)Table1 Calculation and parameters of uncertainty

2.2.5 儀器測(cè)量重復(fù)性不確定度 對(duì)樣品溶液進(jìn)行6次重復(fù)測(cè)定的質(zhì)量濃度分別為0.5015、0.4849、0.4864、0.4835、0.4950、0.4842μg/mL。儀器重復(fù)性測(cè)量不確定度按《JJF 1059.1-2012》4.3.2.1節(jié)計(jì)算[8]，樣品測(cè)量重復(fù)性不確定度

注：a是標(biāo)準(zhǔn)曲線截距；b是標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；n是對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行3次測(cè)量；P是被測(cè)樣品溶液6次測(cè)量；r是標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)；x是被測(cè)溶液質(zhì)量溶度；xi是標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度的系列值；`x是全部標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均值；y是被測(cè)樣品溶液吸光值的平均值；yi是各標(biāo)準(zhǔn)溶液吸光值的系列值；Sy是直線回歸標(biāo)準(zhǔn)偏差；u（Std）被測(cè)樣品溶液質(zhì)量濃度的估計(jì)值X的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；urel（Std）被測(cè)樣品溶液質(zhì)量濃度的估計(jì)值X的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

2.2.6 儀器本身的不確定度 本試驗(yàn)使用的儀器為AA-7000型原子吸收光譜儀，儀器檢定機(jī)構(gòu)給出的原子吸收光譜儀銅元素質(zhì)量濃度在0.0～5.00μg/mL范圍內(nèi)，k=2，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（AAS）=1%。

2.2.7 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列表 將相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列于表2，由表2中各相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可知，影響微波消解-火焰原子吸收法測(cè)定貉毛中銅含量不確定度的主要因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線的非線性引入輸入值，其次是儀器測(cè)量重復(fù)性和儀器本身產(chǎn)生的不確定度，而樣品制備過程對(duì)不確定度影響較小。

2.2.8 相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度 相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

置信概率為95%時(shí)，取包含因子K=2，則擴(kuò)展不確定度ucu=k×u(x)=2×0.46=0.92 mg/kg。

則該方法測(cè)定貉毛中銅含量X=（16.31±0.92）mg/kg。

表2 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列表Table2 Component of relative standard uncertainty

3 總結(jié)

通過比較各不確定度分量對(duì)測(cè)量不確定度貢獻(xiàn)的大小可以看出,微波消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定貉毛中銅含量時(shí),樣品制備過程對(duì)不確定度影響較小，該樣品制備方法與原子吸收光譜法聯(lián)用較為適宜。影響銅含量測(cè)量不確定度的主要因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線的非線性引入輸入值，其次是儀器測(cè)量重復(fù)性和儀器本身。所以，要控制好微波消解-火焰原子吸收光譜法測(cè)定貉毛中銅含量的質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制好標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)過程，對(duì)樣品進(jìn)行多次的平行測(cè)定，保證原子吸收光譜儀的穩(wěn)定狀態(tài)。

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Uncertainty Evaluation of Cu Concentrations in Fur on Raccoon Dog by Flame Atomic Absorption Spectrometry linking Microwave Digestion

Yang Zhaowei,Yan Yujie,Zhao Yanan,Wu Xirui,Li Bo,Du Shunfeng*
（Qinhuangdao Agriculture Product Quality Safety Supervision and Inspection Center,Hebei Qinhuangdao 066000）

The method for determination of Cu in fur on nyctereutes by flame atomic absorption spectrometry linking microwave digestion has better accuracy and precision,and the impacts of major source of measurement uncertainty were discussed,uncertainty components such as sample weighing,preparation,standard process of preparation,curve fitting,measurement repratability and equipment,and the final expanded uncertainty was given.These data provided references for the reliability research of the accurate extent and method for analyzing measure results.

Uncertainty;Microwave digestion;Flame atomic absorption spectrometry;Raccoon dog

O657.31 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

B

1672-9692(2016)08-0013-05

2016-06-15

楊趙偉（1984-），男，碩士，畜牧師，主要從事農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)工作。

杜順豐（1965-），男，碩士，研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)工作。

秦皇島市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“貉子原料皮毛質(zhì)量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立的研究”項(xiàng)目編號(hào)（201502A050）。