陳 煜，何莉媛，廖 菲，王洪健

（1.廣東省食品工業(yè)公共實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 511442；2.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司，廣東 廣州 511442；3.廣東省食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站，廣東 廣州 511442；4.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司湖南分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410006）

甲基立枯磷是一種廣譜殺菌劑，可用于保護(hù)蔬菜免受立枯病、枯萎病、菌核病、根腐病等土傳病害的侵害[1-2]。甲基立枯磷具有較強(qiáng)的吸附能力，能維持長(zhǎng)期的殺菌效果，同時(shí)因其不易流失，必須嚴(yán)格執(zhí)行使用后10天的安全隔離，以降低藥物殘留。藥物殘留是食用農(nóng)產(chǎn)品走上人們餐桌的最大安全隱患，因此，準(zhǔn)確有效地檢測(cè)農(nóng)藥殘留對(duì)提升食品安全具有重要意義。

測(cè)量結(jié)果與實(shí)際的真值之間存在一定的差距，這種差距源自于實(shí)驗(yàn)過程中的人員、試劑、儀器，我們可以通過各種手段將差距減小，但卻不可能真正消除。測(cè)量不確定度是表征被測(cè)量物質(zhì)真值所處的量值范圍的評(píng)定結(jié)果，可為檢驗(yàn)合格評(píng)定準(zhǔn)確性、可靠性提供真實(shí)、有效的依據(jù)[3-7]，因此完整的測(cè)量結(jié)果應(yīng)該包括測(cè)量不確定度。在檢測(cè)過程中，檢測(cè)結(jié)果的不確定度可能有多個(gè)來源，如環(huán)境條件、儀器不確定度、干擾、隨機(jī)變異等[8-13]。尤其是在檢測(cè)行業(yè)，面對(duì)檢測(cè)結(jié)果瀕臨臨界值的情況下，測(cè)量不確定度可以幫助我們判斷產(chǎn)品是否超出標(biāo)準(zhǔn)限值，是否符合國家要求，這對(duì)檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)提出了更高的要求，也能間接推動(dòng)產(chǎn)品質(zhì)量的提升。本文研究土豆中甲基立枯磷檢測(cè)過程中測(cè)量不確定度的評(píng)定，依據(jù)相關(guān)準(zhǔn)則[14-16]建立甲基立枯磷測(cè)定的測(cè)量不確定度分析模型，分析檢測(cè)過程中的相對(duì)擴(kuò)展不確定度。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

土豆購于當(dāng)?shù)爻?，甲基立枯磷、環(huán)氧七氯標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品購于農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所；乙腈為色譜純，甲苯、正己烷為優(yōu)級(jí)純，其它試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

千分之一天平，PR223ZH/E，奧豪斯儀器（常州）有限公司；三重四極桿-氣質(zhì)聯(lián)用儀，Trace 1300-TSQ 9000，Thermo Scientific。本次實(shí)驗(yàn)中所涉及的天平，三重四極桿-氣質(zhì)聯(lián)用儀，量具等儀器均經(jīng)過湖南省計(jì)量院計(jì)量溯源，儀器狀態(tài)滿足實(shí)驗(yàn)要求。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

依據(jù)GB 23200.8-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)水果和蔬菜中500種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定氣相色譜-質(zhì)譜法》[17]，用Trace 1300-TSQ 9000測(cè)定土豆中的甲基立枯磷的殘留量。

1.3.1 提取、凈化

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 2763-2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[18]對(duì)土豆進(jìn)行樣品前處理，稱取20 g 試樣（精確至0.01 g）于80 mL 離心管后，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 23200.8-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)水果和蔬菜中500種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測(cè)定氣相色譜-質(zhì)譜法》對(duì)試樣進(jìn)行提取凈化，加入內(nèi)標(biāo)溶液，搖勻，待測(cè)。

1.3.2 測(cè)定

采用賽默飛Trace 1300-TSQ 9000三重四極桿-氣質(zhì)聯(lián)用儀，色譜柱型號(hào)為TG-1701MS（30 m×0.25 mm×0.25 μm），其余參數(shù)條件與GB 23200.8-2016相同[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

本文中所涉及的測(cè)試數(shù)據(jù)，均采用Excel工具來計(jì)算其平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 不確定度分量的分析與計(jì)算

2.1 數(shù)學(xué)模型

式中：X為樣品中甲基立枯磷殘留量（mg/kg），C為樣品溶液中甲基立枯磷的濃度（μg/mL），V1、V2、V3分別為樣品提取溶液的體積、待凈化溶液的體積以及樣品定容的體積（mL），m樣為稱取樣品的質(zhì)量（g）。

2.2 不確定度來源分析

根據(jù)測(cè)定方法的主要步驟，土豆中的甲基立枯磷含量分析的不確定度主要有以下來源：①標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品（Reference material，簡(jiǎn)稱RM）引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；②最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；③實(shí)驗(yàn)過程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；④樣品稱量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度；⑤在重復(fù)條件下，進(jìn)行6次測(cè)量的結(jié)果重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，不確定度主要來源詳情如圖1所示。

圖1 土豆中甲基立枯磷含量分析不確定度的主要來源Figure 1 Main sources of uncertainty during the analysis of tolclofos-methyl content in potato

2.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品（RM）引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品（RM）在配制成標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液時(shí)引入的測(cè)量不確定度的來源如圖1所示，配制過程中所使用的量器均經(jīng)過湖南省計(jì)量院檢定且合格，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及量具所帶來的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度如表1所示。配置過程中，用200 μL移液槍移取120 μL標(biāo)準(zhǔn)溶液至10 mL容量瓶中，并用丙酮定容至10 mL，配置成1.20 μg/mL的中間液。由于操作時(shí)的環(huán)境溫度并未完全控制在量器檢定規(guī)程中的溫度[19-20]，因此，需將溫度帶來的偏差計(jì)入測(cè)量不確定度。實(shí)驗(yàn)室的溫度在（20±5）℃之間波動(dòng)，其引起的不確定度一般通過計(jì)算所在溫度范圍內(nèi)的溶液和量取器具的膨脹系數(shù)來評(píng)定。由于液體的膨脹系數(shù)明顯大于量取器具的膨脹系數(shù)，因此，溫度變化引入的不確定度只需考慮液體的體積膨脹即可。

表1 配置過程中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、量器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Table 1 Relative standard uncertainty introduced by standard material and gauge in the process of configuration

移取標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品過程中，采用正己烷溶解甲基立枯磷，所以應(yīng)當(dāng)考慮正己烷的體系膨脹。正己烷的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3/℃，由溫度波動(dòng)引起體積偏差為u（vt1），假設(shè)為均勻分布k = 3，則溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（2）。

定容過程中，稀釋液丙酮的體積膨脹系數(shù)為1.49×10-3℃-1，由溫度波動(dòng)引起體積偏差為u（vt2），假設(shè)為均勻分布k=，由溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（3）。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制過程中引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成見式（4）。

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品（RM）引入的相對(duì)不確定度由標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品純度和標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的相對(duì)不確定度合成見式（5）。

2.3.2 樣品稱量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

依據(jù)方法要求[17]，稱取混合均勻的樣品20.00 g，使用千分之一的天平稱量，并用F1級(jí)別的20 g砝碼校正天平，由天平和砝碼引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表2。

表2 天平和砝碼引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Table 2 Relative standard uncertainty introduced by balance and weight

用砝碼校準(zhǔn)后的天平稱量一份樣品6次（n=6），得到20.052、20.054、20.063、20.060、20.057、20.046 g，算得均值為20.057 g，方差S2為3.06×10-5。算得其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（6）。

樣品稱量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（7）。

2.3.3 樣品前處理過程中定容和稀釋引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

樣品提取步驟用20 mL單標(biāo)移液管移取兩次，共40 mL乙腈進(jìn)行提取，再以20 mL單標(biāo)移液管移取提取液20 mL進(jìn)行凈化，最后用1 mL分度移液管移取1 mL正己烷定容即可完成前處理。前處理過程中所用量器均經(jīng)過湖南省計(jì)量院檢定并合格，量器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見表3。前處理過程環(huán)境與稱量時(shí)一致，因此，前處理過程中，溫度變化也會(huì)引起液體膨脹。

乙腈的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3/℃，樣品提取時(shí)使用兩次20 mL 單標(biāo)移液管引入的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（8）。

表3 前處理過程中量器引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Table 3 Relative standard uncertainty introduced by gauge in the process of pretreatment

樣品凈化時(shí)使用20 mL單標(biāo)移液管引入的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（9）。

樣品定容時(shí)使用1 mL分度移液管引入的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（10）。

合成樣品前處理過程中定容和稀釋引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（11）。

2.3.4 最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

使用校準(zhǔn)曲線計(jì)算甲基立枯磷的濃度，配制五個(gè)校準(zhǔn)溶液，其濃度分別為0.06、0.12、0.24、0.48、0.96 μg/mL，每個(gè)點(diǎn)各測(cè)三次（n=3×5），結(jié)果見下表4?？傻镁€性最小二乘法擬合曲線的相關(guān)系數(shù)r2為0.9996，橫坐標(biāo)為甲基立枯磷與環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)的濃度之比，縱坐標(biāo)是甲基立枯磷峰面積與環(huán)氧七氯內(nèi)標(biāo)峰面積之比，可得方程得：y = bx + a = 53.496x + 1.2672。

表4 甲基立枯磷標(biāo)準(zhǔn)系列溶液3次測(cè)定的結(jié)果Table 4 Results of 3 times determination of standard series solution of tolclofos-methyl

擬合曲線殘余標(biāo)準(zhǔn)偏差見式（12）、（13）。

測(cè)量提取溶液兩次（p=2）得濃度為0.447、0.453 μg/mL，即平均濃度為0.45 μg/mL，最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度時(shí)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（14）。

最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（15）。

2.3.5 測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

影響檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性的因素主要有測(cè)量?jī)x器的變動(dòng)性、人員操作和讀數(shù)差異、樣品不均勻等因素。通過對(duì)重復(fù)性測(cè)量條件下所得測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以得到各種隨機(jī)因素合并引入不確定度分量[23]。檢驗(yàn)員用同一臺(tái)儀器，在重復(fù)性條件下對(duì)同一批次的土豆進(jìn)行了6次重復(fù)性實(shí)驗(yàn)（n1=6），依據(jù)式（1）計(jì)算得到甲基立枯磷含量見下表5。

表5 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中甲基立枯磷含量Table 5 Content of tolclofos-methyl in repetitive experiments

測(cè)量的重復(fù)性以標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，按貝塞爾公式計(jì)算[14]見式（16）。

測(cè)量2 個(gè)樣品（n2= 2）依據(jù)式（1）計(jì)算得到甲基立枯磷含量為4.48 × 10-2、4.51 × 10-2mg/kg，平均值為4.50×10-2mg/kg。當(dāng)報(bào)告平均值時(shí)，應(yīng)用早先預(yù)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)偏差，按式（17）計(jì)算所得平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（17）。

進(jìn)而計(jì)算得到本次測(cè)量所得平均值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度見式（18）。

2.4 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度和相對(duì)擴(kuò)展不確定度

2.4.1 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

綜合以上由標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品（RM）、樣品稱量、樣品定容、最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度、重復(fù)性實(shí)驗(yàn)5個(gè)方面引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，得到合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

2.4.2 相對(duì)擴(kuò)展不確定度和擴(kuò)展不確定度

置信區(qū)間為95%時(shí)，取包含因子k為2，相對(duì)擴(kuò)展不確定度

樣品中甲基立枯磷檢測(cè)為0.045 mg/kg，則其擴(kuò)展不確定度為

3 結(jié)論

分析得出，本文所用土豆樣品中甲基立枯磷殘留量可表示為W=0.045±0.002 mg/kg，其中包含因子k=2，符合GB 2763-2019《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》[18]對(duì)土豆中甲基立枯磷最大殘留量的限制。土豆中甲基立枯磷殘留量測(cè)量不確定度的評(píng)定時(shí)發(fā)現(xiàn)，5個(gè)已分析的不確定度來源中，所占比重最大是標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品以及配置標(biāo)準(zhǔn)溶液，其次是最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線，其中最大的不確定度分量來源于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品的擴(kuò)展不確定度，所占比例超過了合成相對(duì)不確定度的50%。因此，選擇質(zhì)量好、不確定度低的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品、定期對(duì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品進(jìn)行狀態(tài)核查，可以有效提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)人員的操作以及實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度也是需要納入考慮的來源。