莊惠明 陳大舟 吳 雪 湯 樺

(1.云南省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，昆明 650228；2.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100029)

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濃縮蘋(píng)果汁中擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研制*

莊惠明1陳大舟2吳 雪2湯 樺2

(1.云南省計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，昆明 650228；2.中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院，北京 100029)

為了滿足國(guó)內(nèi)外實(shí)驗(yàn)室對(duì)于果汁類產(chǎn)品中農(nóng)藥基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的需求，研制了濃縮蘋(píng)果汁中10擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。選擇濃縮蘋(píng)果清汁作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)原料，采用添加的方式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備。通過(guò)對(duì)10種擬除蟲(chóng)菊酯在濃縮蘋(píng)果汁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的均勻性檢驗(yàn)和22個(gè)月穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性和穩(wěn)定性均達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)規(guī)范的要求。采用GC-ECD內(nèi)標(biāo)法和GC-IDMS對(duì)10種擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥定值。通過(guò)對(duì)影響定值結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)估和計(jì)算，10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的特性量值范圍在0.98～1.16μg/g，不確定度范圍在7.5%～10.3%。

濃縮蘋(píng)果汁；標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥

0 引言

擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥(Pyrethroids)是20世紀(jì)70年代研發(fā)成功的一類仿生殺蟲(chóng)劑，被廣泛的應(yīng)用在蔬菜、果樹(shù)害蟲(chóng)防治等方面[1]。我國(guó)是世界第一大蘋(píng)果生產(chǎn)國(guó)，種植面積和產(chǎn)量分別占全球40.6%和42.2%，均居世界首位。我國(guó)濃縮蘋(píng)果汁貿(mào)易占世界貿(mào)易總額的50%以上,在國(guó)際市場(chǎng)占絕對(duì)主導(dǎo)份額。然而由于發(fā)達(dá)國(guó)家近年來(lái)對(duì)我國(guó)濃縮蘋(píng)果汁采取的技術(shù)性貿(mào)易壁壘限制逐年嚴(yán)格[2]，準(zhǔn)確檢測(cè)濃縮蘋(píng)果汁中的農(nóng)藥殘留已成為保證我國(guó)濃縮蘋(píng)果汁出口的關(guān)鍵。

基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在檢測(cè)量值溯源、方法開(kāi)發(fā)、檢測(cè)過(guò)程中的質(zhì)量控制、檢測(cè)方法驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室能力考查等多方面[3]。其中食品中農(nóng)藥類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是目前需求最為急迫的基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。本研究選擇10種常用的擬除蟲(chóng)菊酯農(nóng)藥[4-5]，采用空白樣品添加的方法，制備了濃縮蘋(píng)果汁中10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并對(duì)此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行定值、均勻性、穩(wěn)定性檢驗(yàn)和不確定度評(píng)估。此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外果汁類食品中農(nóng)藥殘留的基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)空白，初步滿足了食品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)需求。

1 材料與方法

1.1 試劑與材料

1.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的來(lái)源

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：氯菊酯GBW(E)060549、聯(lián)苯菊酯GBW(E)060548、三氟氯氰菊酯GBW(E)061099、氰戊菊酯GBW(E)060072、氯氰菊酯GBW(E)060139、甲氰菊酯GBW(E)060978和溴氰菊酯GBW(E)060138純品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供；苯氧菊酯、氟氯氰菊酯和氟胺氰菊酯由德國(guó)Dr公司提供。

1.1.2 試劑與材料

溶劑：正己烷，HPLC級(jí)和丙酮，農(nóng)殘級(jí)(美國(guó)Tedia公司)；異辛烷，農(nóng)殘級(jí)(Fisher公司)；無(wú)水硫酸鈉濃縮蘋(píng)果汁樣品(陜西恒星果汁廠)。

材料：VF-1MS色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)；DB-5MS色譜柱30m×250μm×0.25μm，；DB-17色譜柱(30m×0.25mm×0.25μm)。均由Agilent公司提供。

1.2 儀器與方法

1.2.1 儀器

檢測(cè)儀器：Agilent 6890-5975氣相色譜質(zhì)譜儀；Agilent 6890氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀配電子捕獲檢測(cè)器和火焰熱離子檢測(cè)器(GC-ECD&FID)。

前處理儀器：RE-2000B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠)；氮?dú)獯祾邇x(美國(guó)Organomation公司)；UMX2高精密分析天平，d=0.1μg；XS205 DualRang分析天平，d=0.01mg(瑞士梅特勒托利多公司)。

1.2.2 檢測(cè)方法

1.2.2.1 樣品前處理方法

準(zhǔn)確稱取濃縮蘋(píng)果汁樣品4.0g至分液漏斗中，添加相應(yīng)濃度的內(nèi)標(biāo)溶液，加入20mL水搖勻，再加入30mL的丙酮，充分振搖10min，再加入40mL的正己烷，充分振搖10min后，靜置分層，將有機(jī)相層通過(guò)裝有無(wú)水硫酸鈉的漏斗脫水轉(zhuǎn)移至100mL的平底燒瓶中。重復(fù)以上提取步驟，合并有機(jī)相提取液到平底燒瓶中。將提取液濃縮至500μL后，轉(zhuǎn)移到樣品瓶中，準(zhǔn)備進(jìn)樣。

1.2.2.2 氣相色譜-質(zhì)譜檢測(cè)條件

色譜柱：VF-1MS，30m×250μm×0.25μm；載氣：高純氦氣，流速：1.0mL/min；進(jìn)樣口溫度：210℃；采用分流進(jìn)樣，分流比：10:1，進(jìn)樣量：1μL；傳輸線溫度：250℃；質(zhì)譜離子源：EI，70eV，溫度：230℃。

升溫程序：初始溫度70℃，保留1min，以25℃/min的速度升溫至120℃，再以5℃/min的速度升溫至280℃，保留6min。最終定量提取的離子見(jiàn)表1。

1.2.2.3 氣相色譜-電子捕獲器檢測(cè)條件

色譜柱：DB-5MS，30m×250μm×0.25μm；載氣：高純氮?dú)猓魉伲?.0mL/min；進(jìn)樣口溫度：230℃，檢測(cè)器：μ-ECD，檢測(cè)器溫度：250℃；采用分流進(jìn)樣，分流比：10:1，進(jìn)樣量：1μL；升溫程序：初始溫度70℃，保留1min，以25℃/min的速度升溫至180℃，再以4℃/min的速度升溫至260℃，保留17min。

2 濃縮蘋(píng)果汁基體樣品的制備

2.1 濃縮蘋(píng)果汁基體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)原料的篩選

制備濃縮蘋(píng)果汁的原料為陜西某果汁廠生產(chǎn)的無(wú)任何添加的濃縮蘋(píng)果汁，由完整的275L無(wú)菌灌裝包裝中直接采取。采用GC-ECD對(duì)濃縮蘋(píng)果汁原料進(jìn)行初測(cè)后，未檢出10種擬除蟲(chóng)菊酯類菊酯類農(nóng)藥。

表1 10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的定性、定量離子及同位素內(nèi)標(biāo)

2.2 制備工具與器皿的滅菌

濃縮蘋(píng)果汁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備過(guò)程所用的玻璃窄口瓶，硅膠管，磁子等器皿均經(jīng)過(guò)75%酒精的浸泡滅菌。分裝用的棕色安瓿瓶經(jīng)蒸餾水清洗后，在120℃干燥箱中滅菌4小時(shí)。

2.3 濃縮蘋(píng)果汁中10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的添加與分裝

準(zhǔn)確稱取10.00kg濃縮蘋(píng)果汁樣品到窄口玻璃瓶中。將盛有濃縮蘋(píng)果汁原料的玻璃瓶通入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，磁力攪拌瓶?jī)?nèi)的濃縮蘋(píng)果汁，逐滴加入配制好的擬除蟲(chóng)菊酯類儲(chǔ)備液，添加完畢后，繼續(xù)避光攪拌10小時(shí)。將濃縮蘋(píng)果汁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選物熔封于棕色安瓿瓶，10.0mL/瓶，-18℃冰箱冷凍保存。

3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值

3.1 定值用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的溯源性的確認(rèn)

10種擬除蟲(chóng)菊酯純品中，苯氧菊酯、氟氯氰菊酯和氟胺氰菊酯不是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，故而需要對(duì)其進(jìn)行純度的測(cè)定，確認(rèn)其溯源性。分別采用GC-FID[6]和HPLC-DAD[7]方法測(cè)定其純度。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，計(jì)算得出3種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的純度和不確定度，合并其余7種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的純度和不確定度[8]，見(jiàn)表2。

表2 10種定值用擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的純度和不確定度

3.2 定值過(guò)程

隨機(jī)抽取6瓶樣品，分別采用GC-ECD內(nèi)標(biāo)法和氣相色譜-同位素稀釋質(zhì)譜法(GC-IDMS)兩種檢測(cè)方法進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次并取平均值，結(jié)果見(jiàn)表3。按照“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)JJG 1006-94”文件[9]中技術(shù)要求，對(duì)兩種方法定值數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行格拉布斯(Grubbs)法和夏皮羅-威爾克(Shapiro-Wilk)法的統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，確認(rèn)定值數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布無(wú)離群值后，將兩種檢測(cè)方法得到的定值數(shù)據(jù)的平均值作為標(biāo)準(zhǔn)值，得到標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)最終定值如表3。

4 均勻性檢驗(yàn)

隨機(jī)抽取15瓶濃縮蘋(píng)果汁樣品，每瓶測(cè)定3次。采用方差分析法對(duì)測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

表3 濃縮蘋(píng)果汁中10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的定值數(shù)據(jù)

均勻性檢驗(yàn)結(jié)果判斷：根據(jù)所取顯著性水平a 和自由度ν1,ν2，從F檢驗(yàn)臨界值表查得Fa。比較F和Fa，若F>Fa，則認(rèn)為組內(nèi)和組間無(wú)明顯差異，樣品是均勻的。

均勻性的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4，從中可以看出，臨界值F0.05(14,15)=2.42，10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥均勻性檢驗(yàn)的F值均小于臨界值，說(shuō)明該濃縮蘋(píng)果汁樣品的均勻性良好。

5 穩(wěn)定性考察

短期穩(wěn)定性主要是考察標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的高溫造成標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的變質(zhì)和量值變化。由于濃縮蘋(píng)果汁在高溫下，容易發(fā)生變質(zhì)問(wèn)題，在運(yùn)輸過(guò)程中需采用冷凍運(yùn)輸保存，故而不考慮此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的短期穩(wěn)定性。

長(zhǎng)期穩(wěn)定性是考察標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效使用的時(shí)間。濃縮蘋(píng)果汁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定性考察的時(shí)間間隔選擇采用了先密后疏的原則，分別對(duì)1個(gè)月、2個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、9個(gè)月、12個(gè)月、18個(gè)月和22個(gè)月的10種擬除蟲(chóng)菊酯進(jìn)行測(cè)定。每次測(cè)定，隨機(jī)抽取3瓶樣品進(jìn)行。

表4 濃縮蘋(píng)果汁中10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的均勻性和22個(gè)月穩(wěn)定性檢測(cè)結(jié)果

6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度評(píng)估

濃縮蘋(píng)果汁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度來(lái)源由三個(gè)部分組成：樣品定值過(guò)程帶來(lái)的不確定度、均勻性帶來(lái)的不確定度和穩(wěn)定性帶來(lái)的不確定度。

6.1 定值不確定度uc

6.1.1 測(cè)量過(guò)程的不確定度

體現(xiàn)在測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差上。定值數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)，確定平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差無(wú)顯著性差異，將兩組測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值作為測(cè)量結(jié)果的不確定度，將兩組數(shù)據(jù)的平方和開(kāi)方求出標(biāo)準(zhǔn)偏差，記為不確定度ua。

6.1.2 校準(zhǔn)溶液的不確定度

來(lái)源于純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和純品不確定度、天平稱量帶來(lái)不確定度和標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中不確定度。經(jīng)過(guò)合成得到不確定度ub。

6.1.3 樣品質(zhì)量的不確定度

來(lái)源于稱量過(guò)程和操作過(guò)程中的由天平和轉(zhuǎn)移過(guò)程所帶來(lái)的不確定度，估計(jì)為0.1%。記為usm，將上述3個(gè)分量合成即得到定值合成不確定度uc。

6.2 樣品均勻性引入的不確定度ubb

均勻性研究采用單因素方差分析進(jìn)行研究，表明樣品均勻性良好。因此，可以用單因素方差分析結(jié)果計(jì)算均勻性引入的不確定度，用方差分析法進(jìn)行計(jì)算。s1為均勻性檢驗(yàn)中組間方差，而s2為均勻性檢驗(yàn)中的組內(nèi)方差，經(jīng)計(jì)算得到，故而物質(zhì)不均勻性產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

6.3 樣品穩(wěn)定性引入的不確定度us

對(duì)濃縮蘋(píng)果汁標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了n=8次穩(wěn)定性檢驗(yàn)，穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔為x=22個(gè)月。如以x表示穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的時(shí)間(月)，y表示每次穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)的檢驗(yàn)結(jié)果，則存在y=b1x+b。采用趨勢(shì)分析法進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)估時(shí)，在穩(wěn)定性變化趨勢(shì)不明顯的情況下，由穩(wěn)定性引入的不確定度由式us=s(b1)·x計(jì)算得到，其中s(b1)為斜率b1的不確定度。

6.4 合成標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度

通過(guò)以上分析，將得到的3個(gè)不確定度分量合成即得到溶液合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以擴(kuò)展因子2得擴(kuò)展不確定度U，具體值見(jiàn)表5：

表5 濃縮蘋(píng)果汁中10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的不確定度

7 結(jié)論

研究了濃縮蘋(píng)果汁中的10種擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，采用GC-IDMS和GC-ECD兩種方法定值，并且考察了此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的均勻性和22個(gè)月穩(wěn)定性。結(jié)果證明本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性和穩(wěn)定性均良好。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度進(jìn)行了評(píng)估。已申報(bào)并于2012年12月批準(zhǔn)為國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10084)，本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)可用于食品檢測(cè)領(lǐng)域果汁樣品中擬除蟲(chóng)菊酯類農(nóng)藥的分析方法的評(píng)價(jià)、分析過(guò)程的質(zhì)量控制、未知樣品的賦值及樣品合格檢驗(yàn)的判定。

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