殷 忠，蔣 勵(lì)

（貴州省疾病預(yù)防控制中心，貴州 貴陽(yáng) 550004）

鉛是一種具有蓄積性的有毒有害重金屬元素，長(zhǎng)期積累在體內(nèi)會(huì)造成慢性中毒，鉛和人體中的-SH基團(tuán)作用對(duì)血液和造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)均產(chǎn)生毒性作用[1-2]。成年人血鉛達(dá)到0.8 μg/mL會(huì)出現(xiàn)貧血、血管痙攣、腰痛、視網(wǎng)膜小動(dòng)脈痙攣、高血壓等臨床癥狀[3-4]，所以必須嚴(yán)格控制食品中鉛的含量[5]。

2017年6月23日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.268—2016[6]《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中多元素的測(cè)定》和2017年10月6日實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.12—2017[7]《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中鉛的測(cè)定》規(guī)定食品中鉛的測(cè)定方法有石墨爐原子吸收光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、火焰原子吸收光譜法和二硫腙比色法。用石墨爐原子吸收法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，由于醬油中含有高含量的氯化鈉和氯化鉀，按照食品的前處理方法，其很強(qiáng)的背景吸收會(huì)掩蓋鉛元素的信號(hào)，嚴(yán)重影響測(cè)定的靈敏度，導(dǎo)致樣品測(cè)定值與真實(shí)值不相符，準(zhǔn)確度差；用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）進(jìn)行分析時(shí)，高含量的氯化鈉和氯化鉀往往會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的非質(zhì)譜干擾。

氫化物原子熒光光譜（hydride atomic fluorescence spectrometry，HAFS）法是一種高效率、低成本發(fā)展較快的一種痕量分析技術(shù)，主要具有將分析元素與可能引起干擾的樣品基體分離（氣液分離），不受醬油食品中氯化鈉和氯化鉀的干擾，把待測(cè)元素充分富集，原子化效率和靈敏度較高、干擾小、操作簡(jiǎn)單、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。醬油食品中鉛的準(zhǔn)確檢測(cè)一直是公認(rèn)的難點(diǎn)，GB 5009.12—2010[8]《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中鉛的測(cè)定》第二法采用氫化物原子熒光光譜法檢測(cè)醬油中鉛時(shí)，由于前處理樣品中殘留高氯酸對(duì)儀器熒光信號(hào)強(qiáng)度值嚴(yán)重干擾，檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與真實(shí)值不符，導(dǎo)致醬油中鉛氫化物原子熒光光譜法的使用受到了限制，因此新版GB 5009.12—2017《食品安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中鉛的測(cè)定》刪除了氫化物原子熒光光譜法作為國(guó)標(biāo)方法。為了保證醬油數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性，應(yīng)對(duì)醬油中測(cè)定方法（鉛氫化物原子熒光光譜法）實(shí)施實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部和外部質(zhì)量控制分析。實(shí)際工作中參照GB/T 5750.3—2006《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》[9]水質(zhì)分析質(zhì)量控制，對(duì)該方法實(shí)施質(zhì)量控制分析，同時(shí)進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度測(cè)定和評(píng)價(jià)。通過(guò)質(zhì)量控制分析全面了解該方法在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的適用性、有效性，對(duì)主要影響因素加以有效地控制，以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L）：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；硼氫化鉀、高氯酸、鹽酸（均為分析純）：上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硝酸（分析純）：德國(guó)Merck公司；水為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

AFS—230E型原子熒光光譜儀：北京海光分析儀器公司；鉛高性能特種空心陰極燈：北京有色金屬研究總院；EH45C型數(shù)顯石墨恒溫電熱板：美國(guó)LabTech公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理方法[10-14]

準(zhǔn)確吸取5.0mL試樣置于250mL三角燒瓶中，加入15mL高氯酸＋硝酸（1∶20），加幾粒玻璃珠，放一小玻璃漏斗在瓶口上，加熱搖勻浸泡過(guò)夜（冷消化），然后置于數(shù)顯石墨恒溫電熱板上，升溫至100～120 ℃進(jìn)行消化直至無(wú)色溶液（分解試樣有機(jī)物，消除干擾，使待測(cè)元素呈離子狀態(tài)），待硝酸棕色氣體散盡后，再升溫至180～220 ℃，消解完全（消化液不發(fā)生碳化現(xiàn)象）后升溫至300 ℃左右，直至瓶?jī)?nèi)剩干燥的白色結(jié)晶物（NaCl不會(huì)迸濺），把殘留的高氯酸趕盡（不冒高氯酸白煙）。用鹽酸（1.0%）洗滌3次，移入50 mL容量瓶中，分別加入鐵氰化鉀溶液2.0 mL，草酸溶液10 mL，最后用鹽酸（1.0%）定容至刻度并搖勻，同時(shí)做樣品空白，按優(yōu)化好的儀器工作條件測(cè)定樣品熒光強(qiáng)度（fluorescence intensity，F(xiàn)I）值。

還原劑硼氫化鈉濃度對(duì)形成鉛氫化物（PbH4）生成速度影響很大：濃度太大產(chǎn)生氫氣量增多，稀釋了生成的鉛氫化物（PbH4）濃度，熒光強(qiáng)度也減小；濃度太小，反應(yīng)速度緩慢，熒光強(qiáng)度偏低。參照文獻(xiàn)[15-17]，硼氫化鈉溶液最適質(zhì)量濃度為15.0 g/L，而氫氧化鈉最適質(zhì)量濃度為2.0 g/L。

1.3.2 儀器工作條件

以已知K、Ca和Mg含量的樣品為本底，在樣品中準(zhǔn)確加入一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行回收率試驗(yàn)。然后根據(jù)樣品原含量、加標(biāo)量和加標(biāo)后樣品含量計(jì)算回收率。結(jié)果表明，K、Ca和Mg的加標(biāo)回收率分別為97.84%、95.43%、89.80%，能夠滿足分析要求。

原子化器高度：7 mm；燈電流：70 mA；光電培增管負(fù)高壓：270 V；載氣流量：600 mL/min；屏氣流量：900 mL/min；讀數(shù)時(shí)間：18 s；延遲時(shí)間：2.0 s；進(jìn)樣體積：0.5 mL；讀數(shù)方式：峰面積；測(cè)量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法[18]。

1.3.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

用移液管準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)使用液（1.0 mg/L）0、0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL于50 mL容量瓶中，加入2.0 mL鐵氰化鉀溶液，1.0 mL草酸溶液，用鹽酸（1.0%）定容至50 mL。搖勻，放置30 min后待測(cè)，配制質(zhì)量濃度為0、5.00 ng/mL、10.00 ng/mL、20.00 ng/mL、40.00 ng/mL、60.00 ng/mL、80.00 ng/mL、100.00 ng/mL鉛標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，以鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度（x）為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度（FI）值（y）為縱坐標(biāo)，繪制鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3.4 測(cè)定步驟

設(shè)置儀器工作條件并優(yōu)化測(cè)定參數(shù)，將樣品取樣量及定容體積輸入工作站后，用鹽酸（1.0%）作為載流，用鉛標(biāo)準(zhǔn)空白溶液進(jìn)樣，待基線讀數(shù)穩(wěn)定后進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)系列濃度測(cè)定，儀器自動(dòng)記錄熒光強(qiáng)度（FI）值，并擬合出鉛標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。然后進(jìn)行樣品空白測(cè)定、樣品測(cè)定，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量。

1.3.5 實(shí)驗(yàn)室分析質(zhì)量控制

分析質(zhì)量控制（analytical quality control，AQC）是指包括誤差的測(cè)定與控制在內(nèi)的各種活動(dòng)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理去發(fā)現(xiàn)和控制分析中的誤差，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制分析過(guò)程產(chǎn)生誤差的來(lái)源，以便采取措施予以糾正，以保證分析數(shù)據(jù)結(jié)果的可靠性及可比性。

（1）實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制分析

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制分析是用質(zhì)量控制圖是記錄和控制所獲得的檢驗(yàn)結(jié)果精密度和準(zhǔn)確度最好的方法。它是以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為縱坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)次序?yàn)闄M坐標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的均值為中心線，±2S（標(biāo)準(zhǔn)差）為警戒線，±3S（標(biāo)準(zhǔn)差）為控制線制作。質(zhì)量控制圖有均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（X-S圖）、均值-極差控制圖（X-R圖）、回收控制圖（p-控制圖）和空白值-控制圖（Xb-Sb圖）。

（2）實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制分析

實(shí)驗(yàn)室間分析質(zhì)量控制是在做好內(nèi)部質(zhì)量控制的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要分為二個(gè)部分：①標(biāo)準(zhǔn)溶液的比較：要求實(shí)驗(yàn)室使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液與上級(jí)實(shí)驗(yàn)室發(fā)放的標(biāo)準(zhǔn)溶液之間的誤差控制在1%～5%（試驗(yàn)的可信限為95%）。②盲樣考核（未知濃度樣考核）：由中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（China national accreditation service for conformity assessment，CNAS）組織的能力驗(yàn)證或上級(jí)實(shí)驗(yàn)室發(fā)放的未知濃度樣考核。

（3）不確定度結(jié)果分析

先建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)測(cè)量不確定度來(lái)源進(jìn)行分析，計(jì)算合成不確定度和擴(kuò)展不確定度，最后得出不確定度。

2 結(jié)果與分析

2.1 鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度在0.00～100.00 ng/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，以鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度（x）為橫坐標(biāo)，熒光強(qiáng)度（FI）值（y）為縱坐標(biāo)，繪制鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=95.83x+51.81，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 8，表明二者線性關(guān)系良好。

圖1 鉛標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of lead

2.2 儀器和方法的檢出限和定量限

檢出限（limit of detection，LOD）指產(chǎn)生一個(gè)能可靠地被檢出的分析信號(hào)所需要的某元素的最小濃度或含量。定量限（limit of quantification，LOQ）在限定誤差能滿足預(yù)定要求的前提下，用特定方法能夠準(zhǔn)確定量測(cè)定被測(cè)物質(zhì)的最低濃度或含量。根據(jù)國(guó)際理論和化學(xué)聯(lián)合會(huì)（international union of pure and applied chemistry，IUPAC）的規(guī)定，其計(jì)算公式為L(zhǎng)OD=3×K×SD，式中：K為校準(zhǔn)曲線的回歸系數(shù)的倒數(shù)=0.010 435；SD為標(biāo)準(zhǔn)偏差。

用本法（濕法）消化處理樣品，當(dāng)取樣量為5.0 mL，定容體積為50 mL時(shí)，方法的最低檢出限為0.007 4 mg/L、最低定量限=0.022 2 mg/L。

2.3 精密度和加標(biāo)回收率試驗(yàn)

按GB/T 27417—2017《合格評(píng)定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南》[19]要求在同一樣品中分別加入高、中、低3種濃度的鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，按本法分別進(jìn)行6次平行測(cè)定精密度，取平均值，計(jì)算精密度試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（relative standard deviation，RSD）及回收率，結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，精密度試驗(yàn)結(jié)果RSD為1.16%～4.48%，加標(biāo)回收率為93.3%～106.6%，表明該檢測(cè)方法精密度及準(zhǔn)確度良好。

表1 精密度和回收率試驗(yàn)結(jié)果Table 1 Results of precision and recovery tests

2.4 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制分析

圖2 氫化物原子熒光光譜法檢測(cè)醬油中鉛均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制（A）、均值-極差控制（B）Fig.2 Mean-standard deviation control (A) and mean-range control (B)chart of lead in soy sauce detected by hydride atomic fluorescence spectrometry

圖3 氫化物原子熒光光譜法檢測(cè)醬油中鉛準(zhǔn)確度控制圖Fig.3 Control chart of the accuracy of hydride atomic fluorescence spectrometry in the detection of lead in soy sauce

2.5 實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制分析

用標(biāo)準(zhǔn)溶液比較試驗(yàn)使實(shí)驗(yàn)室間的檢測(cè)數(shù)據(jù)具有可比性。實(shí)驗(yàn)室可用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)自配的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以檢查自配標(biāo)樣與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)之間的誤差。結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)室使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液與鉛標(biāo)準(zhǔn)樣品之間的誤差＜5%。

2.6 測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度檢驗(yàn)分析

本研究檢測(cè)方法的測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度檢驗(yàn)分析均獲得滿意結(jié)果。

2.7 能力驗(yàn)證計(jì)劃結(jié)果分析

參加2017年8月由中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）組織的能力驗(yàn)證——醬油中重金屬鉛（編號(hào)T0366）檢測(cè)。由于能力驗(yàn)證樣品醬油本身鹽分含量較高，給鉛的準(zhǔn)確檢測(cè)造成了很大的難度。通過(guò)在考核過(guò)程中實(shí)施該方法質(zhì)量控制分析，同時(shí)進(jìn)行精密度和準(zhǔn)確度測(cè)定和評(píng)價(jià)，對(duì)醬油中重金屬鉛含量的分析誤差進(jìn)行預(yù)測(cè)并控制在容許范圍內(nèi)后，將兩個(gè)高和低濃度測(cè)量結(jié)果X高=0.94 mg/L和X低=0.46 mg/L參與（CNAS）進(jìn)行的檢測(cè)結(jié)果指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)學(xué)評(píng)價(jià)（Z比分?jǐn)?shù)法），結(jié)果分別如下：Z值（高濃度）=1.18；Z值（低濃度）=1.09，表明考核結(jié)果符合要求（|z|≤2），成績(jī)滿意。

2.8 盲樣考核樣不確定度結(jié)果分析[20]

檢驗(yàn)結(jié)果出來(lái)以后，選擇評(píng)定結(jié)果的不確定度來(lái)表述被測(cè)量之值的分散性，對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果可靠程度作出判斷。用氫化物原子熒光光譜法對(duì)醬油中鉛的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析，找出影響不確定度的來(lái)源及其大小并采取相應(yīng)措施加以控制，對(duì)不確定度進(jìn)行評(píng)估，如實(shí)反映測(cè)量的置信度和準(zhǔn)確性。根據(jù)測(cè)定方法建立數(shù)學(xué)模型，分析測(cè)量不確定度來(lái)源，計(jì)算各不確定度分量、合成不確定度和擴(kuò)展不確定度，當(dāng)k=2（95%置信概率）時(shí)，能力驗(yàn)證食品考核盲樣中鉛含量為0.46 mg/L時(shí)，計(jì)算合成不確定度為0.049，擴(kuò)展不確定度為0.098，不確定度為0.035。

3 結(jié)論

本研究所述的分析質(zhì)量控制結(jié)果和不確定度結(jié)果分析顯示，用氫化物原子熒光光譜法對(duì)醬油中鉛的誤差可控制在允許的范圍內(nèi)，該方法的精密度和準(zhǔn)確度均符合GB/T 27417—2017《合格評(píng)定化學(xué)分析方法確認(rèn)和驗(yàn)證指南》和GB/T 27404—2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測(cè)》相關(guān)要求。通過(guò)對(duì)氫化物原子熒光光譜法測(cè)定醬油中鉛的分析質(zhì)量控制，以及從能力驗(yàn)證結(jié)果的不確定度分析中可看出，測(cè)量方法主要步驟包括稱(chēng)量取樣、樣品消化、消化液定容、儀器分析等，而標(biāo)準(zhǔn)系列配制、儀器的穩(wěn)定性所引起的不確定度包含在標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的不確定度中。評(píng)定結(jié)果顯示，其測(cè)量不確定度的最主要因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合引起的不確定度和試樣重復(fù)測(cè)定產(chǎn)生的不確定度，占合成不確定度的95%。研究結(jié)果表明：采用水質(zhì)分析質(zhì)量控制工作程序?qū)浠镌訜晒夤庾V法測(cè)定醬油中鉛進(jìn)行分析質(zhì)量控制，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差在可控制的范圍內(nèi)，獲得高度可信的分析結(jié)果。