閆玉杰， 楊趙偉， 李 博， 武孝麗

（秦皇島市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)中心,河北秦皇島066000）

硒是對(duì)毛皮動(dòng)物產(chǎn)業(yè)影響較大且容易缺乏的礦物元素之一（李光玉，2003）。在肝臟內(nèi)，砷和硒具有拮抗作用，可以形成無(wú)毒的共軛化合物，排入膽汁，從而減弱砷、硒對(duì)肝臟的損害（劉雨田，2001），因此，準(zhǔn)確檢測(cè)肝臟中砷、硒的含量對(duì)預(yù)防毛皮動(dòng)物硒缺乏很有意義。 電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICPMS） 適用于肝臟中微量元素的測(cè)定 （歐陽(yáng)珮珮，2017）， 通過(guò)評(píng)定ICP-MS 測(cè)定肝臟中微量元素含量不確定度，分析誤差來(lái)源，確定測(cè)定結(jié)果的置信區(qū)間，使該方法更好的應(yīng)用于實(shí)際工作。 本文依據(jù)JJF1059-2012.1《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》評(píng)定微波消解-ICP-MS 測(cè)定貉肝中總砷、 硒含量的不確定度，進(jìn)一步完善對(duì)該方法檢測(cè)結(jié)果的評(píng)估。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑 電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICAP RQ，賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司）；Qtegra 工作站（賽默飛世爾科技（中國(guó)） 有限公司）；自動(dòng)進(jìn)樣器（ASX-560，TELEDYNE CETAC TECHNOLOGIES）；電子天平（CP214，奧豪斯儀器（上海）有限公司）；微波消解儀（WX-4000，上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司）； 超聲波清洗器（SB-5200DT，寧波新芝生物科技股份有限公司）；超純水系統(tǒng)（Synergy，Millipore）。

硝酸（BV-Ⅲ，北京化學(xué)試劑研究所）；過(guò)氧化氫（AR，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；調(diào)諧 液（Ba、Bi、Ce、Co、In、Li、U，1.0 ng/mL，賽 默 飛世爾科技（中國(guó)）有限公司）；砷、硒、鍺單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1000 μg/mL，國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。 試驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)溶液和內(nèi)標(biāo)溶液由各單元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液逐級(jí)稀釋而得，稀釋液為5%硝酸溶液。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制 分別吸取1.0 mL 砷、 硒標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（1000 μg/mL）于100 mL 容量瓶中，定容制備成10 μg/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)中間液Ⅰ。 吸取1.0 mL 混合標(biāo)準(zhǔn)中間液Ⅰ于100 mL 容量瓶中，定容制備成100 ng/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)中間液Ⅱ。 分別吸取10、5、1 mL 混合標(biāo)準(zhǔn)中間液Ⅱ于100 mL容量瓶中，定容制備成濃度10、5、1 ng/mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液， 分別吸取5、1 mL 濃度為10 ng/mL的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液于100 mL 容量瓶中， 定容制備成濃度0.5、0.1 ng /mL 的混合標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.3 ICP-MS 工作條件 使用調(diào)諧液優(yōu)化儀器條件，在標(biāo)準(zhǔn)模式（STD）下經(jīng)過(guò)質(zhì)量校正和自動(dòng)調(diào)諧，使得調(diào)諧液中7Li、59Co、115In、238U 的計(jì)數(shù)分別不低于7.9×104cps、1.3×105cps、2.9×105cps、4.2×105cps， 難熔氧化物產(chǎn)率的指示值140Ce·160/140Ce 為1.7%， 雙電荷產(chǎn)率的指示值137Ba＋＋/137Ba 為2.0%，ICP-MS 在氦氣碰撞模式（KED）下運(yùn)行30 min 后，多原子離子產(chǎn)率指示值59Co/35Cl·16O 為20， 最終得到的ICP-MS 工作條件見(jiàn)表1。 使用質(zhì)量濃度為1 ng/mL 的72Ge 作為75As 和77Se 的在線內(nèi)標(biāo)，監(jiān)測(cè)和校正基體效應(yīng)，減少非質(zhì)譜干擾。

表1 ICP-MS 工作條件

1.4 檢測(cè)方法 準(zhǔn)確稱取均質(zhì)后的貉肝樣品0.5 g（精確到0.1 mg），將稱取的樣品置于消解罐內(nèi)，加入硝酸3.00 mL，靜置過(guò)夜，加入過(guò)氧化氫1.00 mL，密封消解罐，連接好溫度和壓力檢測(cè)器，開(kāi)機(jī)預(yù)熱5 min 并運(yùn)行正常， 設(shè)置4 階段的梯度升溫消解程序，程序如下：（1）溫度90 ℃，壓力10 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（atm），維持2 min；（2） 溫度130 ℃，壓力15 atm， 維持2 min；（3） 溫度160 ℃， 壓力25 atm，維持2 min；（4） 溫度180 ℃，壓力30 atm，維持20 min。 消解程序執(zhí)行結(jié)束后待消解罐溫度低于80 ℃放出氣體，用純水把消解罐蓋子上的液體沖洗到消解罐內(nèi)， 將消解罐置于超聲波清洗器內(nèi)超聲5 min。 用純水多次沖洗消解罐并定容于50 mL 容量瓶中即為樣品消解液，所得樣品消解液清澈透明。 同時(shí)制備試劑空白。

按照表1 設(shè)置好ICP-MS 工作條件， 待儀器穩(wěn)定后，將標(biāo)準(zhǔn)溶液、試劑空白和樣品消解液依次用ICP-MS 進(jìn)行測(cè)定。 工作站自動(dòng)測(cè)定溶液的強(qiáng)度值并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

2 不確定度評(píng)定

2.1 不確定度評(píng)定數(shù)學(xué)模型 根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，分析電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定貉肝中總砷、硒含量的過(guò)程，當(dāng)測(cè)定結(jié)果以mg/kg 表示時(shí)，對(duì)測(cè)定結(jié)果和有關(guān)的參數(shù)建立如下函數(shù)關(guān)系：

式中：X 為貉肝中待測(cè)元素含量，mg/kg；ρ1為測(cè)定樣品消解液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，ng/mL；ρ2為試劑空白中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，ng/mL；V為樣品消解液定容體積，mL；m 為樣品稱取質(zhì)量，g；C 為扣除空白后樣品消解液中待測(cè)元素的質(zhì)量濃度，ng/mL；1000 為換算系數(shù)。

2.2 不確定度來(lái)源分析 根據(jù)檢測(cè)方法和數(shù)學(xué)模型，貉肝中總砷、硒含量檢測(cè)結(jié)果測(cè)量不確定度主要來(lái)源于樣品稱量過(guò)程引入的不確定度， 樣品消解液定容引入的不確定度； 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度（砷、硒標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度,標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制的不確定度）；標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度；樣品測(cè)定重復(fù)性引入的不確定度。

2.2.1 樣品稱量過(guò)程引入的不確定度urel（m） 電子天平的不確定度u1（m），采用B 類方法評(píng)定。電子天平最大允許誤差為±0.5 mg，概率分布均勻，取，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度g。 電子天平分辨力產(chǎn)生的不確定度u2（m），采用B 類方法評(píng)定。電子天平分辨力為0.1 mg，概率分布均勻， 取則標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2（m）==0.000029 g。 因此，電子天平產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不 確 定 度 u （m） =

本次稱取貉肝樣品平均質(zhì)量m=0.5003 g，則樣品稱量引入的相對(duì)不確定度為

2.2.2 樣品消解液定容體積引入的不確定度urel（V） 50 mL A 級(jí)容量瓶容量允差產(chǎn)生的不確定度u1（V），根據(jù)JJG 196-2006《常用玻璃量器》，20 ℃時(shí)，50 mL A 級(jí)容量瓶的容量允許誤差為±0.05 mL，概率分布均勻，取，則50 mL A級(jí)容量瓶容量允差產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（V）=。 溫度引入的不確定度u2（V），已知水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4， 溫差為±4 ℃，按95%的置信概率（k=1.96），溫度產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u2（V）==0.02143 mL。 因此， 由50 mL A 級(jí)容量瓶產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u （V）=0.03595mL。

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

2.2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度 依據(jù)砷、 硒單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1000 μg/mL）證書(shū)，相對(duì)擴(kuò)展不確定度均為0.7%（k=2），則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：urel=0.0035。

2.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的不確定度 依據(jù)1.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制， 該配制過(guò)程中每種待測(cè)元素標(biāo)準(zhǔn)工作液用到1 mL 單標(biāo)線吸量管4 次，5 mL 單標(biāo)線吸量管2 次，10 mL 單標(biāo)線吸量管1 次，100 mL容量瓶7 次。

依據(jù)JJG 196-2006 《常用玻璃量器檢定規(guī)程》，20 ℃時(shí)，1、5、10 mL A 級(jí)單 標(biāo) 線吸 量管 和100 mL A 級(jí)容量瓶的容量允差分別為±0.007、±0.015、±0.020、±0.10 mL， 概率分布均勻， 取k=， 由此計(jì)算容量允差產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。已知水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4， 溫差為±4 ℃，按95%的置信概率（k=1.96），由此計(jì)算溫度產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。 將容量允差產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和溫度產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度合并，分別計(jì)算1、5、10 mL A 級(jí)單標(biāo)線吸量管和100 mL A 級(jí)容量瓶引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程中玻璃量器引入的不確定度mL

因此， 配制標(biāo)準(zhǔn)工作液過(guò)程中1 mL A 級(jí)單標(biāo)線吸量管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel（S2）==0.004065；5 mL A 級(jí)單標(biāo)線吸量管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：A 級(jí)單標(biāo)線吸量管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel=0.001232；100 mL A 級(jí) 容 量 瓶 引 入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度=0.0007191。

綜上所述，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度：

2.2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線的非線性擬合計(jì)算引入的不確定度urel（Y） 用在線內(nèi)標(biāo)法對(duì)混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液進(jìn)行3 次重復(fù)測(cè)定， 得到待測(cè)溶液與內(nèi)標(biāo)溶液響應(yīng)值的比值的平均值， 用最小二乘法進(jìn)行擬合， 得到回歸方程YAs=3.0206C+8.6945，r=0.9997；YSe=0.1082C+0.005，r=0.9998。 由標(biāo)準(zhǔn)曲線的非線性擬合計(jì)算引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度按下式計(jì)算（歐陽(yáng)珮珮等，2017；王英民，1988），結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液、樣品測(cè)定相關(guān)參數(shù)和不確定度計(jì)算結(jié)果

2.2.5 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度urel（R） 對(duì)樣品進(jìn)行6 次測(cè)定，計(jì)算待測(cè)元素濃度的平均值x，以及標(biāo)準(zhǔn)偏差SD，由測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度樣品中總砷、硒測(cè)定重復(fù)性引入的不確定度見(jiàn)表4。

表4 測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度

2.2.6 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列表 由表5 中各相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可知， 影響ICP-MS 測(cè)定貉肝中總砷、硒含量不確定度的重要因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線非線性擬合、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和測(cè)量重復(fù)性。 因此，在實(shí)際測(cè)量配制一個(gè)適宜的濃度范圍（張學(xué)玲，2018），控制好ICP-MS 的穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)樣品進(jìn)行多次的平行測(cè)定，可以提供更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

表5 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量列表

2.2.7 相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度依 據(jù) 公 式 urel（X） =計(jì)算相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度， 得urel（XAs）=0.06487；urel（XSe）=0.01657。

經(jīng)6 次重復(fù)測(cè)定，貉肝中總砷、硒平均含量分別為0.0618、0.626 mg/kg。 則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（XAs）=0.0618×0.06487=0.004009 mg/kg；u （XSe）=0.626×0.01657=0.01037 mg/kg。

置信概率為95%時(shí)，取擴(kuò)展因子k=2，則擴(kuò)展不確定度UAs=k×u （XAs）=2×0.004009=0.0080 mg/kg，擴(kuò)展不確定度USe=k×u（XSe）=2×0.01037=0.021 mg/kg。

則該方法測(cè)定貉肝中總砷含量XAs=（0.0618±0.0080）mg/kg，硒含量XSe=（0.626±0.021）mg/kg。

3 小結(jié)

通過(guò)對(duì)ICP-MS 測(cè)定貉肝中總砷、 硒含量不確定度的來(lái)源進(jìn)行分析， 得到貉肝中總砷含量為（0.0618±0.0080）mg/kg， 硒含量為（0.626±0.021）mg/kg。 由相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量可知，影響ICPMS 測(cè)定貉肝中總砷、硒含量不確定度的主要因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線非線性擬合， 其次是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和測(cè)量重復(fù)性。因此，在實(shí)際測(cè)量中使用合格的標(biāo)準(zhǔn)品和經(jīng)過(guò)鑒定的器具，配制一組濃度適宜的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并對(duì)樣品進(jìn)行多次的平行測(cè)定， 可以提供更加準(zhǔn)確的結(jié)果。