QuEChERS-氣相色譜法測定黃瓜中毒死蜱殘留量的不確定度分析

余優(yōu)霞 王輝 謝冉陽 郭俊 胡佳穎

摘 要：實驗采用QuEChERS-氣相色譜法測定黃瓜中毒死蜱殘留量，分析實驗結(jié)果的不確定度。結(jié)果表明，不確定度的主要引入因素有標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合和回收率。測試樣品中毒死蜱含量為0.019 mg·kg-1，擴(kuò)展不確定度為0.001 4 mg·kg-1（k=2）。該方法適用于QuEChERS-氣相色譜法測定黃瓜中毒死蜱殘留量的不確定度分析。

關(guān)鍵詞：QuEChERS-氣相色譜法；不確定度；毒死蜱；黃瓜

Abstract： The residual amount of chlorpyrifos in cucumber was determined by QuEChERS-gas chromatography， and the uncertainty of the experimental results was analyzed. The results show that the main leading factors of uncertainty are the preparation of standard solution， the fitting of standard curve and the recovery rate. The content of chlorpyrifos in the test sample was 0.019 mg·kg-1 and the extended uncertainty was 0.001 4 mg·kg-1（k=2）. The method can be used to determine the uncertainty of chlorpyrifos residue in cucumber by QuEChERS-gas chromatography.

Keywords： QuEChERS-gas chromatography; uncertainty; chlorpyrifos; cucumber

蔬菜中毒死蜱的不合格率較高，因此需要重視毒死蜱農(nóng)藥殘留的檢測，尤其是其限量值附近的檢測[1]。不確定度是對測量值進(jìn)行定量分析的重要參數(shù)，直接影響檢測結(jié)果的質(zhì)量[2-3]。當(dāng)檢測值在限量值附近時，需要進(jìn)行不確定度分析來確保測量數(shù)據(jù)的可靠性[2-4]。而在《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》（GB 2763—2021）中，黃瓜中毒死蜱的限量值為0.02 mg·kg-1[5]。

《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 植物源性食品中90種有機(jī)磷類農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜法》（GB 23200.116—2019）[6]提出了用標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計算樣品中的農(nóng)藥殘留結(jié)果，《食品安全國家標(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定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》（GB 23200.113—2018）[7]運(yùn)用QuEChERS方法對蔬菜樣品進(jìn)行前處理，而且QuEChERS方法具有操作簡單、快速有效、穩(wěn)定安全的特點[8-9]。相較于氣相色譜，這些方法涉及的儀器的維護(hù)和試驗成本較高，不利于基層實驗室的規(guī)?；瘧?yīng)用[2-3，8-9]；不同研究者利用QuEChERS-氣相色譜法測定蔬菜和水果的農(nóng)藥殘留[9]，但對農(nóng)藥殘留的不確定度的研究分析較少。因此，本文根據(jù)《測量不確定度評定與表示》（JJF 1059.1—2012）[10]建立了QuEChERS-氣相色譜法測定黃瓜中限量值附近殘留量的數(shù)學(xué)模型，評估了其中影響不確定度的關(guān)鍵步驟，保證檢測機(jī)構(gòu)出具檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

黃瓜，購買于當(dāng)?shù)爻小?/p>

毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品（100 μg·mL-1），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所；乙腈、丙酮（色譜純），默克公司；QuEChERS萃取鹽包（4 g MgSO4、1 g NaCl、1 g檸檬酸鈉、0.5 g檸檬酸氫二鈉），Aglient公司；QuEChERS凈化鹽包（900 mg MgSO4、150 mg PSA），Aglient公司。

7890A氣相色譜儀，安捷倫公司；高速離心機(jī)（DD5M），長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司；PTFE濾膜（0.22 μm），天津市津騰實驗設(shè)備有限公司。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制

毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1 μg·mL-1）：準(zhǔn)確移取0.5 mL毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品于50 mL容量瓶中，用丙酮定容，旋渦均勻備用。

標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：分別移取0.05 mL、0.10 mL、0.20 mL、0.60 mL和1.00 mL的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)儲備液于5個10 mL容量瓶中，用空白黃瓜基質(zhì)定容，配制濃度為0.005 μg·mL-1、0.010 μg·mL-1、0.020 μg·mL-1、0.060 μg·mL-1和0.100 μg·mL-1的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，旋渦均勻備用。

1.3 樣品前處理

稱取10 g樣品（精確至0.001 g）于PP離心管中，加入10 mL乙腈、QuEChERS萃取鹽包、1顆陶瓷均質(zhì)子，蓋上管蓋，劇烈振蕩1 min后，4 200 r·min-1離心5 min；吸取6 mL上清液到含有QuEChERS凈化鹽包的15 mL試管中，4 200 r·min-1離心5 min；吸取2 mL上清液于10 mL試管中，40 ℃水浴中氮吹至近干，2 mL丙酮定容，濾膜過濾，上機(jī)測定。

1.4 氣相色譜條件

色譜柱：DB-1701毛細(xì)柱（30 m×0.32 mm×0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；檢測器溫度：250 ℃；柱溫變化：70 ℃保持2 min，以10 ℃·min-1升溫至160 ℃，保持2 min，再以5 ℃·min-1升溫至250 ℃，保持5.5 min；載氣：氮氣，純度≥99.99%，流速為1 mL·min-1；燃?xì)猓簹錃?，純度?9.99%，流速為75 mL·min-1；助燃?xì)猓嚎諝?，流速?00 mL·min-1；進(jìn)樣體積：1 μL，不分流進(jìn)樣。

1.5 測量不確定度數(shù)學(xué)模型

黃瓜中毒死蜱含量的不確定度數(shù)學(xué)模型測定公式為

式中：w為黃瓜中毒死蜱的含量，mg·kg-1；c為黃瓜中毒死蜱的質(zhì)量濃度，μg·mL-1；V為最后的定容體積，mL；f為稀釋倍數(shù)；m為稱樣質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 評估測量不確定度的主要影響因素

通過上述建立的測量不確定度數(shù)學(xué)模型評估整個檢測過程，確定了影響黃瓜中毒死蜱測定的各個不確定度分量，主要包括標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制urel（S）、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合urel（A）、樣品的稱量允差urel（m）、樣品的前處理urel（V）、測量的重復(fù)性urel（w）以及方法的回收率urel（R）等。

2.2 不確定度分析

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（S）

（1）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（S1）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書信息，100 μg·mL-1毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)溶液的擴(kuò)展不確定度為0.11 μg·mL-1。在包含因子k=2時，因標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用而引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

（2）標(biāo)準(zhǔn)系列溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（S2）。實驗室的溫度為（20±5） ℃，丙酮的體積膨脹系數(shù)為0.001 43/℃，乙腈的體積膨脹系數(shù)為0.001 37/℃，則環(huán)境溫度波動而引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（V溫度）的計算公式為

式中：α溫度為溫度變化而產(chǎn)生的體積偏差，計算方式為溫度波動×液體膨脹系數(shù)×使用體積；k為包含因子，k=（按矩形分布）；V為使用體積，mL。

依據(jù)《常用玻璃量器檢定規(guī)程》（JJG 196—2006）[11]和《移液器量器檢定規(guī)程》（JJG 646—2006）[12]，得到配制過程中使用的量器的最大允許誤差。則量器的最大允差引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定urel（V允差）的計算公式為

式中：α允差為容量允差，mL；V為使用體積，mL；當(dāng)量器為移液器時，包含因子k=（按矩形分布）；當(dāng)量器為容量瓶時，包含因子k=（按三角分布）。

則玻璃儀器和移液器引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

在配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的過程中，所用的玻璃量器經(jīng)檢定均為A級。其中用到50 mL容量瓶1次，10 mL容量瓶5次，200 μL移液器3次，1 000 μL移液器3次。依據(jù)表1計算標(biāo)準(zhǔn)系列溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（S2）為

則標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（A）

（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線方程的建立。對標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行上機(jī)測定，對測定結(jié)果進(jìn)行線性擬合（表2）。以濃度（ci）為橫坐標(biāo)，以峰面積（Af）為縱坐標(biāo)，求得曲線的擬合方程為Af=11.793+5 582.8ci，相關(guān)系數(shù)r=0.999。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（A）。用標(biāo)準(zhǔn)曲線定量樣品濃度，則標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（A）為

式中：s為擬合曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差；b為擬合曲線的斜率；p為樣品的實驗測定次數(shù)，p=6；n為實驗的標(biāo)準(zhǔn)溶液的測量次數(shù)，n=5；c為樣品溶液中毒死蜱濃度的平均值，μg·mL-1；c為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中毒死蜱濃度的平均值，μg·mL-1；ci為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中毒死蜱各個濃度，μg·mL-1；對預(yù)處理的樣品進(jìn)行6次測定，測得黃瓜中毒死蜱濃度的平均值c=0.019 0 μg·mL-1。

其中，Ai是各標(biāo)樣濃度經(jīng)曲線擬合對應(yīng)的峰面積。

因此，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（A）為

2.2.3 樣品的稱量允差引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（m）

根據(jù)《電子天平檢定規(guī)程》（JJG 1036—2022）[13]，

稱量用的電子天平的允差為±0.005 g。按照1.3樣品前處理，稱樣量為10 g，按均勻分布，k取，因此由天平稱量允差引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.4 樣品的前處理引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（V）

在1.3樣品前處理過程中，10 mL移液器使用3次。依據(jù)表1玻璃儀器和移液器產(chǎn)生的不確定度，同理可得樣品前處理中移液器的使用引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.5 測量的重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（w）

樣品被平行測定6次，測得的結(jié)果如表3所示。

按A類評定應(yīng)用貝塞爾公式，可計算得到測量的重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.6 方法的回收率引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel（R）

在6份樣品中加入不同體積的毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)儲備液，按照本實驗方法測定毒死蜱的回收率，結(jié)果如表4所示。按A類評定應(yīng)用貝塞爾公式計算相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度?；厥章势骄狄氲臉?biāo)準(zhǔn)不確定度為

方法的回收率引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.2.7 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucrel

上述各測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量獨立，合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

3 結(jié)論與討論

當(dāng)測試樣品中毒死蜱含量為0.019 mg·kg-1時，其在實驗過程中的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.019×0.037=0.000 703 mg·kg-1。在95%的置信概率下，取包含因子k=2，計算擴(kuò)展不確定度為U=0.000 703×2=0.001 4 mg·kg-1。樣品中毒死蜱的殘留量為（0.019±0.001 4） mg·kg-1，k=2。

在采用QuEChERS-氣相色譜法對黃瓜中毒死蜱農(nóng)藥殘留量的不確定度分析中，其測量不確定度主要受標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合和回收率的影響。因此，為了降低實驗中的不確定度，建議采取以下措施。①采用更高容量和精度的量具配制溶液，適當(dāng)增加定容和移液體積，同時增加標(biāo)準(zhǔn)溶液的上機(jī)測定次數(shù)。②在適當(dāng)?shù)臐舛确秶鷥?nèi)，可以減少標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。③嚴(yán)格規(guī)范樣品的前處理，控制氮吹速度和溫度，增加平行次數(shù)，減少回收率對不確定度的影響，提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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