金 立,沈林輝,曹向英,孫文梅,朱 駿
(上海市松江區(qū)食用農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)督檢測中心,上海 松江 201611)
三聚氰胺俗稱密胺、蛋白精,相對分子質(zhì)量為126.12,其進入體內(nèi)后幾乎不能被代謝,而是從尿液中原樣排出。但是,由于體質(zhì)不同,它會在身體內(nèi)與氰脲酸結(jié)合生成晶體狀聚合物,從而引起腎結(jié)石、膀胱結(jié)石等癥狀。本文通過數(shù)學(xué)建模,對GB/T 22388-2008《原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法——高效液相色譜法》測定牛奶中三聚氰胺殘留量的不確定度來源進行分析,并對測量的不確定度進行評定。
1.1 儀器與設(shè)備 Waters2695高效液相色譜儀(2487紫外檢測器);Eppendorf 5810離心機;AE240分析天平(感量為 0.000 01g),Mettler Toledd公司生產(chǎn);科導(dǎo)超聲波清洗機;Waters SCX陽離子交換固相萃取柱(60mg/3mL)。
1.2 材料與試劑 樣品為隨機抽檢的牛奶三聚氰胺高純度試劑(純度>99%),F(xiàn)LUKA;己烷磺酸鈉、甲醇、乙腈為色譜純,其他試劑均為分析純。
1.3 樣品處理 稱取2g(±0.01g)試樣,置50mL具塞離心管中,加1%三氯乙酸溶液15mL和5mL乙腈,超聲提取10min,4 000 r/min離心10min。上清液用三氯乙酸溶液潤濕的濾紙過濾后,再用三氯乙酸溶液定容至25mL,移取5mL濾液,加入5mL水混勻后作待凈化液。
固相萃取柱依次用3mL甲醇和5mL水活化。取所有待凈化液過柱,依次用3mL水和3mL甲醇洗滌,擠干,用6mL氨化甲醇洗脫。洗脫液于50℃下用氮氣吹干,用流動相1.0mL定容,渦旋混合1min,經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾后作為試樣溶液,供高效液相色譜法測定。
1.4 數(shù)學(xué)模型
式中:X——供試試樣中三聚氰胺的殘留量(mg/kg);
A——試樣溶液中相應(yīng)三聚氰胺的峰面積;
As——對照溶液中相應(yīng)三聚氰胺的峰面積;
Cs——對照溶液中相應(yīng)三聚氰胺的濃度(μg/kg);
V——樣液最終定容體積(mL);
m——供試試樣的質(zhì)量(g)。
2.1 標(biāo)準溶液濃度的不確定度u(Cs)
2.2 試樣的稱樣量不確定度u(m)
2.3 標(biāo)準工作曲線的不確定度u(std)
2.4 試樣峰面積測定的不確定度u(A)
2.5 定容體積的不確定度u(V)
2.6 試樣中添加回收率的不確定度u(R)
3.1 標(biāo)準溶液濃度的不確定度u(Cs)
3.1.1 根據(jù)標(biāo)準物質(zhì)證書提供的信息,三聚氰胺的純度≥99.0%,不確定度半寬a=1%,服從均勻分布不確定度為:
3.1.3 配制標(biāo)準儲備液的不確定度
(2)充滿液體至容量瓶刻度的變動性,通過重復(fù)測定進行統(tǒng)計,重復(fù)10次統(tǒng)計出標(biāo)準偏差為0.12mL,從而引起的相對不確定度:
(3)實驗室的溫度波動范圍一般為±5℃,20℃玻璃器具膨脹系數(shù)為2.5×10-5/℃,水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃,甲醇體積膨脹系數(shù)為 1.2×10-3/℃。實驗過程中使用的甲醇溶液(1∶1,V/V)的平均體積膨脹系數(shù)為7.0×10-4/℃。容量瓶校準溫度與使用溫度不同引起的體積不確定值:
按照均勻分布換算成標(biāo)準偏差為:
3.1.4 標(biāo)準工作液配制過程產(chǎn)生的不確定度 評定標(biāo)準工作液是由三聚氰胺標(biāo)準儲備液逐級稀釋得到的,質(zhì)量濃度分別為 0.8、2、20、40 μg/mL。標(biāo)準工作液制備過程使用了一系列玻璃量具,根據(jù)JJG 196-2006要求,均有相應(yīng)最大允差,按均勻分布,相對不確定度分量見表1。
求出此分量的合成標(biāo)準不確定度:
表1 標(biāo)準液配制過程中量具校準引起的不確定度
3.2 試樣的稱樣量u(m)
(1)天平稱量變動性:標(biāo)準偏差0.02mg。
相對不確定度:ur(elm)=u(m)/m=0.035(/2.0×1000)=0.0000175
3.3 標(biāo)準工作曲線擬合的不確定度u(std) 用最小二乘法擬合標(biāo)準溶液質(zhì)量濃度-峰面積曲線。分別測定4 種質(zhì)量濃度的三聚氰胺標(biāo)準液 0.8、2、20、40μg/mL,每種質(zhì)量濃度分別測3次,得到相應(yīng)的峰面積A,測定結(jié)果見表2。
表2 最小二乘法擬合標(biāo)準溶液質(zhì)量濃度-峰面積結(jié)果
用表2數(shù)據(jù)以最小二乘法擬合的標(biāo)準曲線為:Y=87276X-9127,R2=0.9998。
峰面積測量的標(biāo)準偏差S為:
校準曲線擬合的標(biāo)準不確定度u(std)為:
標(biāo)準工作曲線擬合的相對不確定度:
對被測樣品處理溶液測量兩次,即p=2;n表示標(biāo)準溶液測定次數(shù),n=12;a表示截距,a=-9 127;b為斜率,b=87 276;C0為處理液中三聚氰胺最佳估計值(2.00mg/kg);Ci表示標(biāo)準溶液各點的三聚氰胺含量;表示標(biāo)準溶液中三聚氰胺含量的平均測定值(15.7mg/L)。
3.4 樣品峰面積測定的不確定度u(A) 由于測量次數(shù)較少,根據(jù)JJF 1059-1999《測量不確定度評定與表示》中,采用極差法進行評定,其中n=6,C=3.0。標(biāo)準不確定度:uA=(222706-217451)/3=1751。
表3 重復(fù)進樣測量結(jié)果
3.5 定容體積的相對標(biāo)準不確定度urel(V)
3.5.1 定容采用1mL單刻度吸量管A級,按檢定規(guī)程JJG 196-2006要求,最大允差為0.007mL,按照均勻分布考慮,則定容體積的相對標(biāo)準不確定度:
3.5.2 1mL單標(biāo)線吸量管校準溫度與使用溫度不同引起的體積不確定度:
按照均勻分布換算成標(biāo)準偏差:
由以上兩項合成得出:
3.6 試樣中添加回收率的不確定度u(R) 因樣品前處理不完全或處理過程中三聚氰胺的損失,通過添加三聚氰胺(質(zhì)量濃度7.5mg/kg)計算加標(biāo)回收率:
表4 回收率測定結(jié)果(添加濃度為7.5mg/kg,n=6)
3.7 合成標(biāo)準不確定度的計算
3.8 擴展不確定度 擴展不確定度可由合成標(biāo)準不確定度乘以包含因子,取置信水平為95%,則k=2,試樣中三聚氰胺含量測定的相對擴展不確定度u=urel(X)×k=0.080。試樣中三聚氰胺含量的最佳估計值(X)=2.00mg/kg,故其擴展不確定度 u=2.00mg/kg×0.080=0.160mg/kg。
用高效液相色譜法測定奶粉中的三聚氰胺含量,當(dāng)取樣量為2.00g,k=2(95%置信度)時,測得牛奶中三聚氰胺的含量為(2.00±0.160)mg/kg。
[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T 22388-2008原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法[S].北京:中國標(biāo)準出版社,2008.
[2]田玉平,王 虎,蔣和平.高效液相色譜法測定乳及乳制品中三聚氰胺含量的不確定評定[J].實驗室研究與探索,2010,29(1):41-43.
[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJF 1135-2005化學(xué)分析測量不確定度評定[S].北京:中國計量出版社,2005:1-12.
[4]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG 196-2006常用玻璃量器檢定規(guī)程[S].北京:中國計量出版社,2006:6-9.
[5]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJF 1059-1999測量不確定度評定與表示[S].北京:中國計量出版社,1999:1-31.