崔穎，葛含光，溫華蔚，倪松（天津出入境檢驗(yàn)檢疫局動(dòng)植物與食品檢測(cè)中心，天津300461）

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微波消解-AFS法測(cè)定嬰幼兒配方奶粉中硒的測(cè)量不確定度評(píng)定

崔穎，葛含光，溫華蔚，倪松
（天津出入境檢驗(yàn)檢疫局動(dòng)植物與食品檢測(cè)中心，天津300461）

摘要：建立微波消解-AFS法測(cè)定嬰幼兒配方奶粉中硒含量的測(cè)量不確定度的測(cè)量模型，根據(jù)模型分析并計(jì)算不確定度各個(gè)分量、結(jié)果的不確定度以及擴(kuò)展不確定度。結(jié)果表明，引起測(cè)量不確定度的最主要來(lái)源是測(cè)定C值時(shí)用最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線所引入的不確定度。計(jì)算得到在嬰幼兒奶粉中硒含量為0.310 mg/kg時(shí)，擴(kuò)展不確定度為0.046mg/kg，包含因子k為2。該方法適用于嬰幼兒配方奶粉中硒含量的測(cè)量不確定度評(píng)定。

關(guān)鍵詞：測(cè)量不確定度；原子熒光光譜法；硒；嬰幼兒配方奶粉；微波消解

在報(bào)告測(cè)量結(jié)果時(shí)不僅要給出測(cè)定的量值是多少，還應(yīng)給出以數(shù)量表示的該值分散程度是多少。它是測(cè)量質(zhì)量的指標(biāo)，用于判斷該測(cè)定值的可靠程度。測(cè)量不確定度是“表征賦予被測(cè)量值分散性的非負(fù)參數(shù)”。本研究根據(jù)CNAS-CL07：2011《測(cè)量不確定度的要求》和JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》的規(guī)定，按照GB 5009.93-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測(cè)定》［1-3］中微波消解-氫化物原子熒光光譜法測(cè)定嬰幼兒配方奶粉中硒含量的檢驗(yàn)方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室日常檢測(cè)能力與條件，進(jìn)行測(cè)量不確定度分析與評(píng)定，為評(píng)價(jià)硒測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性提供技術(shù)依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

1.1.1樣品

嬰幼兒配方奶粉。

1.1.2試劑

硝酸、高氯酸、鹽酸、過(guò)氧化氫、氫氧化鈉、硼氫化鉀、鐵氰化鉀：天津試劑三廠，優(yōu)級(jí)純。

1.1.3儀器

原子熒光光譜儀（型號(hào)：AFS9800）：北京海光公司；分析天平（型號(hào)：MS304S）：梅特勒托利多公司；微波消解儀（型號(hào)：MARS5）：美國(guó)CEM公司；電熱板（型號(hào)：TPS2）：深圳三利公司。

1.2方法［3］

1.2.1樣品處理

稱取0.5 g～2 g（精確至0.001g）試樣于消化管中，加10 mL硝酸、2 mL過(guò)氧化氫，振搖混合均勻，于微波消化儀中消化，冷卻后轉(zhuǎn)入三角瓶中，加幾粒玻璃珠，在電熱板上繼續(xù)加熱至近干，切不可蒸干。再加5.0 mL鹽酸，繼續(xù)加熱至溶液變?yōu)榍辶翢o(wú)色并伴有白煙出現(xiàn)，將六價(jià)硒還原成四價(jià)硒。冷卻，轉(zhuǎn)移試樣消化液于50 mL容量瓶中定容，混勻備用。同時(shí)做空白試驗(yàn)。吸取10.0 mL試樣消化液于15 mL離心管中，加鹽酸2.0 mL，鐵氰化鉀溶液1.0 mL，混勻待測(cè)。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

硒標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液：取100μg/mL硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.0mL，定容至50 mL，取稀釋液1.0 mL，定容至20 mL，此應(yīng)用液濃度為100 ng/mL。

1.2.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的繪制

分別取0.00、0.10、0.50、1.00、2.00、4.00 mL標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液于15 mL離心管中用去離子水定容至10 mL，再分別加鹽酸2 mL，鐵氰化鉀溶液1.0 mL，混勻，制成標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

1.2.4樣品測(cè)定

設(shè)定好儀器最佳條件，逐步將爐溫升至所需溫度后，穩(wěn)定10 min～20 min后開(kāi)始測(cè)量。連續(xù)用標(biāo)準(zhǔn)系列的零管進(jìn)樣，待讀數(shù)穩(wěn)定之后，轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)系列測(cè)量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。轉(zhuǎn)入試樣測(cè)量，分別測(cè)定試樣空白和試樣消化液，每測(cè)不同的試樣前都應(yīng)清洗進(jìn)樣器。

2　測(cè)量模型的構(gòu)建

2.1硒含量的測(cè)量模型

式中：X為試樣中硒的含量，mg/kg；C為試樣消化液測(cè)定濃度，ng/mL；m為試樣質(zhì)量，g；V為試樣消化液總體積，mL；R為回收率，%。

2.2標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測(cè)量模型

y=ac+b

式中：y為硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的信號(hào)值；c為硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，ng/mL；a為斜率；b為截距。

2.3測(cè)量不確定度來(lái)源

不確定度來(lái)源見(jiàn)圖1。

圖1　 不確定度來(lái)源的因果關(guān)系圖Fig.1　Causal relationship of the sources of uncertainty

3　結(jié)果與討論

3.1試樣質(zhì)量m的不確定度評(píng)定

評(píng)估不確定度時(shí)，應(yīng)集中精力分析最大的不確定度分量。質(zhì)量m的不確定度有二個(gè)主要來(lái)源：其一是重復(fù)性變化，可以通過(guò)10次連續(xù)稱量測(cè)量，采用A類(lèi)方法評(píng)定，該重復(fù)性通過(guò)試驗(yàn)合成重復(fù)性考慮；其二是天平校準(zhǔn)引入的不確定度，按B類(lèi)方法評(píng)定。

檢定校準(zhǔn)證書(shū)上給出天平在20℃時(shí)的測(cè)量結(jié)果的不確定度U=4.2 mg，k=2，則天平的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uc（m）=4.2/2=2.1 mg，其相對(duì)不確定度為ur（m）=uc（m）/ m=2.1/1005=0.002 1。

3.2試樣消解液體積V不確定度評(píng)定

該不確定度主要有三個(gè)方面：一是重復(fù)性變化，采用A類(lèi)方法評(píng)定，該重復(fù)性也通過(guò)試驗(yàn)合成重復(fù)性考慮；二是校準(zhǔn)不確定度，三是溫度影響，均按B類(lèi)方法評(píng)定。

易代之際，社會(huì)失序，兵匪頻仍，不僅存世典籍存在毀滅殆盡的危險(xiǎn)，廣大士人更面臨著何去何從的考驗(yàn)。在人心易于迷失之際，朱彝尊從前明遺民的立場(chǎng)出發(fā)，由文弱書(shū)生一舉變?yōu)榭骨逯臼浚辉谇屐袢展潭骨鍩o(wú)望的情勢(shì)下，朱彝尊又及時(shí)調(diào)整人生方向，堅(jiān)守儒家士人的底色，超脫了朱姓天下的局限，以“崇儒傳道”為職志，而積極致力于故國(guó)文獻(xiàn)之整理與儒家典籍之承傳。家學(xué)淵源奠定了朱彝尊優(yōu)異的學(xué)術(shù)品格與堅(jiān)忍不拔的治學(xué)精神，龐大的學(xué)術(shù)文化圈使其能充分利用各種資源。朱彝尊弘富的著述及其所樹(shù)立的學(xué)術(shù)典范表明，中華文明生生不息，古典文獻(xiàn)傳承不墜，正是因有朱彝尊這樣追求博雅而終生治學(xué)不輟的學(xué)人的努力，才使之成為可能。

3.2.1校準(zhǔn)引入的不確定度分量

根據(jù)檢定校準(zhǔn)證書(shū)，50 mL容量瓶的允差為±0.050 mL。假設(shè)為三角形分布，則包含因子為，因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為：uc（150）=0.050/=0.0204mL。

3.2.2溫度系數(shù)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

檢定或校準(zhǔn)是在室溫20℃環(huán)境條件下進(jìn)行的［2］，本研究的溫度波動(dòng)范圍為±3℃（置信水平為95%）。水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃-1，假設(shè)正態(tài)分布，其包含因子為1.96，因此因溫度控制不充分而產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：uc2（50）==0.016 1 mL。

3.2.3試樣消解液體積V的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc（V）

其相對(duì)不確定度為

3.3濃度C的不確定度評(píng)定

3.3.1擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得C時(shí)引入的不確定度分量［2，4］

表1　硒標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液的熒光強(qiáng)度值Table 1　Fluorescence intensity values of selenium standard working solution

表1中測(cè)定數(shù)據(jù)經(jīng)最小二乘法擬合后得到的線性回歸方程得：y=5.429c+3.079，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 6。依據(jù)試驗(yàn)，對(duì)一份樣品進(jìn)行2次重復(fù)測(cè)量，由熒光強(qiáng)度值通過(guò)線性回歸方程求得C=3.23 ng/mL，則殘差標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

相對(duì)不確定度分別為：

3.3.2標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液純度引入的不確定度分量［5］

由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)獲得硒單元素溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的擴(kuò)展不確定度為1 μg/mL（k=2），因此標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：uc（P）===0.5 μg/mL，其相對(duì)不確定度表示：ur（P）===0.000 5。

3.3.3硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋操作的不確定度評(píng)定［4］

原樣液使用經(jīng)檢定或校準(zhǔn)的移液槍和單標(biāo)線A級(jí)容量瓶，進(jìn)行二級(jí)稀釋?zhuān)渲瞥涩F(xiàn)樣液。因此稀釋倍數(shù)是：

根據(jù)計(jì)量檢定證書(shū)，1 mL移液槍、A級(jí)50 mL容量瓶和20 mL容量瓶的允差分別為±0.01 mL、±0.05 mL 和±0.03 mL［2］，在（20±3）℃條件下進(jìn)行，其相對(duì)不確定度為：

則硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋操作的相對(duì)不確定度為：

3.3.4濃度C的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度［4］

3.4回收率的不確定度評(píng)定［5］

分別在空白的奶粉基質(zhì)中添加 0.25、0.50、1.00 mg/kg三個(gè)濃度水平的硒標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)水平包含n= 7次平行試驗(yàn)，m=3×7=21，另取兩份作為空白試驗(yàn)，均按照試驗(yàn)方法操作，并且進(jìn)行外標(biāo)法定量，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　回收試驗(yàn)結(jié)果（n=7）Table 2　Results of test for recovery

對(duì)測(cè)量結(jié)果求得相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為

3.5重復(fù)性的不確定度評(píng)定［6］

對(duì)n=11份奶粉樣品進(jìn)行獨(dú)立重復(fù)性試驗(yàn)，所得硒含量分別為0.316、0.312、0.304、0.312、0.315、0.312、0.308、0.305、0.315、0.306、0.310 mg/kg，平均值X=0.310 mg/kg，采用貝塞爾公式計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度等于一倍標(biāo)準(zhǔn)偏差：=0.001 3 mg/kg，其相對(duì)不確定度為：

3.6合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定硒含量X由下式計(jì)算出：

表3　 不確定度各分量的分析結(jié)果Table 3　Uncertainly in each quantity

由表3，其合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度［4］為：u（rX）==0.073 4，取包含因子k=2，嬰幼兒配方奶粉中硒含量的擴(kuò)展不確定度：U（X）=k×u（rX）×X=2×0.073 4×0.310=0.046 mg/kg，該嬰幼兒奶粉中硒含量X為：（0.310±0.046）mg/kg。

4　結(jié)論

評(píng)定嬰幼兒配方奶粉中硒含量測(cè)量不確定度，分析測(cè)量過(guò)程中存在的不確定度來(lái)源。通過(guò)各不確定度分量的分析與比較得知，使用線性最小二乘法擬合曲線程序的前提是假定橫坐標(biāo)的量的不確定度與縱坐標(biāo)的量的不確定度相差極大，因此濃度C的不確定度計(jì)算程序僅僅與熒光強(qiáng)度值不確定度有關(guān)，而標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液純度和逐次稀釋的不確定度足夠小以至于可以忽略；另外，引起測(cè)量不確定度的最主要來(lái)源是測(cè)定C值時(shí)用最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線所引入的不確定度。因此，實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)際操作中應(yīng)引起重視，嚴(yán)格按照原子熒光光譜儀操作規(guī)程進(jìn)行操作，定期做好儀器的計(jì)量檢定和期間核查工作，使儀器的技術(shù)性能處于良好狀態(tài)是保證測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確的重要手段，同時(shí)擇優(yōu)選擇移液器具，從而保證該標(biāo)準(zhǔn)方法可靠，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確。

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DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.032

基金項(xiàng)目：天津出入境檢驗(yàn)檢疫局資助項(xiàng)目（TK077-2013）

作者簡(jiǎn)介：崔穎（1986—），女（漢），工程師，本科，研究方向：食品檢測(cè)。

收稿日期：2015-05-31

Uncertaintiy Evaluation in the Measurement of Selenium in Milk Powder for Infant and Young Children with Microwave Digestion-AFS

CUI Ying，GE Han-guang，WEN Hua-wei，NI Song

（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

Abstract：A measurement model was established，the independent uncertainty，standard uncertainty and expanded uncertainty coming from analysis procedure were obtained.The major source of the uncertainty was the calibration curve calculated on the basis of the principle of method of least squares when determining C.As selenium content in milk powder for infant and young children was 0.310 mg/kg，the expanded uncertainty was 0.046 mg/kg and the coverage factor k was 2.This method was suitable for evaluating the uncertainties in the measurement of selenium in milk powder for infant and young children.

Key words：measurement uncertainty；atomic fluorescence spectrometry（AFS）；selenium；milk powder for infant and young children；microwave digestion