HPLC-ICP-MS法測定毛毛魚中無機砷的不確定度評定

周探春 汪 輝 崔曉嬌 周 鵬 黎 瑛 鄧 楠

(長沙市食品藥品檢驗所，湖南 長沙 410016)

毛毛魚學(xué)名為龍須炮彈，一種生活在淡水里的小魚，湖南人將其制成一種辣味小食，深受消費者喜愛。砷廣泛分布于自然界中，在空氣、土壤、沉積物和水中發(fā)現(xiàn)的主要砷化物有As2O3或亞砷酸鹽(As Ⅲ)、砷酸鹽(As Ⅴ)、一甲基砷酸和二甲基砷酸[1]。砷在不同的形態(tài)下，理化性質(zhì)也不同，毒性也存在很大差異。一般情況下，As(III)、As(V)的毒性最大，過多攝入會引起中毒，一甲基砷酸和二甲基砷酸次之，而砷甜菜堿和砷膽堿則基本無毒[2-6]。目前，關(guān)于檢測食品中無機砷不確定度評定的文獻較少，且大部分報道的是液相色譜—原子熒光光譜法[4-5]。而關(guān)于液相色譜—電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定食品中無機砷的不確定度評定的報道甚少，研究對象也僅限于糧食及其制品中無機砷的不確定度評定[3]。RH/T 214—2017《檢驗檢測機構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定能力評價 檢驗檢測機構(gòu)通用要求》規(guī)定，檢驗檢測機構(gòu)可在檢驗檢測出現(xiàn)臨界值、內(nèi)部質(zhì)量控制或客戶有要求時，需要報告測量不確定度。文章根據(jù) GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中規(guī)定，水產(chǎn)動物魚類及其制品中無機砷的限值為0.1 mg/kg，采用液相色譜—電感耦合等離子體質(zhì)譜法(GB 5009.11—2014)測定，并依據(jù)CNAS—GL006《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》和JJF 1059.1—2012《測量不確定度的評定與表示》對其進行不確定度評定。

1 材料與方法

1.1 試劑耗材與儀器設(shè)備

毛毛魚：長沙市食品藥品檢驗所抽檢樣；

As3+：(1 002±4) μg /mL，北京曼哈格生物科技有限公司；

As5+：(1 003±6) μg /mL，北京曼哈格生物科技有限公司；

濃硝酸：優(yōu)級純，德國默克生物科技有限公司；

正己烷：分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；

凈化小柱：C18柱，北京迪馬科技有限公司；

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀：Agilent 7700x型，安捷倫科技有限公司；

高效液相色譜儀：Agilent1260型，安捷倫科技有限公司；

高速冷凍離心機：ST16R型，賽默飛世爾科技公司；

純水機：Milli-Q型，美國密理博公司。

1.2 樣品前處理方法

稱取樣品，置于50 mL塑料離心管中，加入20 mL 0.15 mol/L硝酸溶液，放置過夜，90 ℃恒溫水浴中浸提2.5 h，每0.5 h振搖1 min，提取完畢，取出冷卻至室溫，8 000 r/min離心15 min。取5 mL上清液于離心管中，加入5 mL正己烷，震搖1 min后8 000 r/min離心15 min，棄去上層正己烷，吸取下層清液，經(jīng)0.45 μm有機濾膜過濾及C18小柱凈化后，進樣測定。按同一操作方法作空白試驗。

1.3 檢測條件

(1) 電感耦合等離子體質(zhì)譜條件：射頻功率1 550 W；等離子體氣、輔助氣、載氣、補償稀釋氣、氦氣流量分別為15.000，0.800，0.800，0.800，0.006 L/min；霧化室溫度2 ℃；蠕動泵轉(zhuǎn)速0.1 r/s。

(2) 液相色譜條件：流動相(10 mmol/L無水乙酸鈉、3 mmol/L硝酸鉀、10 mmol/L磷酸二氫鈉、0.2 mmol/L乙二胺四乙酸二鈉緩沖液，氨水調(diào)pH為10)∶無水乙醇=99∶1；流速1 mL/min；進樣體積80 μL；等度洗脫。

(3) 儀器環(huán)境溫度20 ℃，濕度65%；試驗用水為超純水。

1.4 數(shù)學(xué)模型

(1)

式中：

X——樣品中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)含量(以As計)，mg/kg；

m——樣品質(zhì)量，g；

C——測定溶液中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)濃度，μg/L；

C0——空白溶液中As(Ⅲ)與As(Ⅴ)濃度，μg/L；

V——試樣消化液體積，mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源

參照CNAS—GL006《化學(xué)分析中不確定度的評估指南》，經(jīng)分析無機砷含量測定不確定度的來源主要有：① 樣品稱量引入的不確定度；② 定容體積引入的不確定度；③ 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度(標(biāo)準(zhǔn)儲備液的不確定度和稀釋所引入的不確定度)；④ 標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度；⑤ 測量重復(fù)性引入的不確定度；⑥ 樣品回收率引入的不確定度。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評定

u(重) =0.5×0.1=0.05；

取樣質(zhì)量為：0.350 1 g，即350.1 mg，則取樣質(zhì)量相對不確定度為：

關(guān)節(jié)鏡手術(shù)具有術(shù)后恢復(fù)快、微創(chuàng)、患者接受度高以及并發(fā)癥少等特點[1]。研究表明，在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者接受關(guān)節(jié)鏡治療的過程當(dāng)中，對其施以系統(tǒng)性的護理干預(yù)，可顯著提升療效，縮短病情康復(fù)所需的時間[2]。此研究，筆者將著重分析綜合護理干預(yù)在膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)鏡手術(shù)治療中的應(yīng)用價值，總結(jié)如下。

urel(m)=u(m)/m=0.50/350.1=0.000 14。

urel(V20)=u(V20)/V=0.001 7/20=0.000 87。

urelb As(Ⅲ)=2.31/1 002=0.002 3。

urelb As(Ⅴ)=3.46/1 003=0.003 4。

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋引入的不確定度 稀釋不確定度主要包括稀釋中所用量具的校準(zhǔn)、重復(fù)性以及液體溫度。50 mL單標(biāo)線容量瓶(A級)，25 mL單標(biāo)線容量瓶(A級)，稀釋過程需要使用10 mL單標(biāo)線吸量管(A級)，5 mL單標(biāo)線吸量管(A級)。20 ℃水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃(溫度差異設(shè)為±5 ℃)，依據(jù)JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》和JJG 646—2006 《移液器檢定規(guī)程》的要求，玻璃量器都有對應(yīng)的最大允許誤差，因此各量具校準(zhǔn)不確定度見表1。

表1 量具校準(zhǔn)不確定度

所以，標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

urel(std)=

2.2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度 由表2可知，標(biāo)準(zhǔn)曲線所用無機砷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為0，5，10，15，20，25 μg/L，采用5個濃度水平標(biāo)準(zhǔn)系列，重復(fù)讀數(shù)3次，測定CPS計數(shù)值，標(biāo)準(zhǔn)曲線方程見式(2)。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程用最小二乘法擬合后，As(Ⅲ)：A=4 133.733×C+0，曲線的平均相關(guān)系數(shù)r=0.999 1，平均截距B0=0、平均斜B1=4 133.733；As(Ⅴ)：A=4 485.770 9×C+0，曲線的平均相關(guān)系數(shù)r=0.999 6，平均截距B0=0、平均斜B1=4 485.770 9。

Aj=CiB1+B0，

(2)

式中：

Aj——第i個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的第j次計數(shù)值；

Ci——第i個校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，μg/L；

B1——斜率；

B0——截距。

殘差標(biāo)準(zhǔn)差S為：

(3)

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合：

(4)

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

(5)

表2 校準(zhǔn)曲線引入的不確定度

表3 重復(fù)性試驗結(jié)果和引入的不確定度

表4 回收率試驗結(jié)果和引入的不確定度

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

As(Ⅲ)的合成不確定度為：

As(Ⅲ) 的合成不確定度為：

無機砷為As(Ⅲ)和As(V)的總和，兩個輸入量采用同一臺儀器測定，存在相關(guān)性。由于采用液相色譜—電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定無機砷時，As(Ⅲ)和As(V)通過色譜柱進行了分離，分離度>1.5，分離效果良好，且兩者定量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不同，因此兩個輸入量相關(guān)性較弱，即相關(guān)系數(shù)的絕對值較小，忽略其相關(guān)性[8]。無機砷的合成不確定度為：

2.4 擴展不確定度

該測量誤差的分布類型屬正態(tài)分布，在95%置信水平，包含因子k=2。無機砷i-As擴展不確定度=0.003 5×2=0.007，該樣品中無機砷含量檢測結(jié)果可以表示為(0.096±0.007) mg/kg。

3 結(jié)論

采用液相色譜—電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定毛毛魚中無機砷，試驗測得As(Ⅲ)為0.048 mg/kg，As(Ⅴ)為0.048 mg/kg，As(Ⅲ)檢測結(jié)果水平的回收率在88.0%～104.0%；As(V)檢測結(jié)果水平的回收率在86.0%～102.0%；經(jīng)分析測量過程中的不確定度主要來源為標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合和樣品加標(biāo)回收率，其他分量影響相對較小，基本可以忽略不計。該樣品無機砷i-As擴展不確定度為0.007，無機砷含量檢測結(jié)果可以表示為(0.096±0.007) mg/kg。因此在試驗過程中要充分考慮各個分量對試驗結(jié)果的影響，以確保試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。