劉志榮，曾建偉

（中輕檢驗(yàn)認(rèn)證（晉江）有限公司，福建晉江 362200）

前言

富馬酸二甲酯（DMF）俗稱防霉保鮮劑霉克星1 號(hào)，具有毒性，可以經(jīng)過食道吸入對(duì)人體腸道、內(nèi)臟產(chǎn)生腐蝕性損傷和引起過敏，接觸引發(fā)接觸性皮炎、發(fā)癢和灼燒，對(duì)人類身體健康造成極大的危害，尤其影響兒童的成長(zhǎng)發(fā)育[1-3]。

我國是鞋類產(chǎn)品出口的大國，而富馬酸二甲酯憑借廣譜抗菌、高效穩(wěn)定等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于皮革、紡織材料及其制品中用于防霉處理，甚至在鞋、家具和服裝的包裝中投放于防潮袋中防止運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中發(fā)霉[4-5]。目前歐盟、美國等國家明令禁止富馬酸二甲酯含量超過0.1 mg/Kg 的產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)銷售[4-5]。因此，準(zhǔn)確測(cè)量鞋類部件中富馬酸二甲酯的含量具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，國內(nèi)外富馬酸二甲酯的檢測(cè)方法有高效液相色譜法[1-2]，氣質(zhì)聯(lián)用法[4-6]，液相色譜質(zhì)譜法[7]，頂空-氣相色譜-質(zhì)譜法[8]，微波萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法[9]，反相高效液相色譜法[10]，RP-HPLC 法[11]，凝膠滲透色譜凈化-氣相色譜-質(zhì)譜-內(nèi)標(biāo)法[12]，加壓毛細(xì)管電色譜[13]等。也發(fā)布了相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 26713-2011[14]和ISO/TS 16186:2012[15]。對(duì)于提高科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)對(duì)于檢測(cè)行業(yè)來說是不可忽視的，因此測(cè)量不確定度漸漸受到各個(gè)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的重視。本文在參考其他學(xué)者研究成果上，建立一種相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)方法更加快速、簡(jiǎn)單的方法測(cè)定鞋類材料中富馬酸二甲酯的含量，并參考CNAS-GL006:2018[16]、RB/T 141-2018[17]和JJF 1059.1-2012[18]中的相關(guān)規(guī)定，對(duì)超聲萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定鞋類材料中富馬酸二甲酯的含量進(jìn)行不確定度來源分析及評(píng)估，可以分析各個(gè)影響檢測(cè)結(jié)果的因素，從而提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

1 材料與試驗(yàn)方法

1.1 儀器及試劑

氣質(zhì)聯(lián)用儀（安捷倫5977B-7890B）；電子天平（精度0.001 g、0.0001 g，梅特勒-托利多儀器有限公司）；超聲清洗器（昆山超聲儀器有限公司）；乙酸乙酯（色譜純，美國Tedia 公司）；富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（純度為99.5%，CAS：624-49-7，德國Dr.Ehrenstorfe）。

1.2 色譜-質(zhì)譜條件

1.2.1 色譜條件

經(jīng)過試驗(yàn)，使用安捷倫色譜柱DB-35MS 柱（柱長(zhǎng)30 m 直徑250 膜厚0.25）；進(jìn)樣口溫度（℃）：250；流量：1.0 mL/min；進(jìn)樣量：1；進(jìn)樣方式：不分流；升溫程序：初始溫度60 ℃，保持1 min，然后以25 ℃/min 升至250℃該條件下分離顯著，出峰時(shí)間為4.401 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

離子源采用電子轟擊型；色譜-質(zhì)譜接口溫度為280 ℃；測(cè)定方法：全掃描和選擇離子掃描；定性離子（m/z）:113、85、59，定量離子（m/z）：113。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線

取0.0503 g 的富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制成1000 mg/L 的母液于50 mL 容量瓶，再用乙酸乙酯稀釋成10 mg/L 中間工作液于10 mL 容量瓶，再用乙酸乙酯逐級(jí)稀釋成5、10、20、50、100 μg/L 的標(biāo)準(zhǔn)工作液于50 mL 容量瓶。

1.4 樣品測(cè)定

稱取1 g（精確至1 mg）剪碎的試樣，于反應(yīng)瓶中，加入10 mL 乙酸乙酯，立即密閉，在60 ℃的超聲中提取60 min 后，冷卻，過濾，用氣質(zhì)聯(lián)用儀進(jìn)行定性、定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法精密度與準(zhǔn)確度

采用乙酸乙酯作為提取溶劑，分別測(cè)定鞋類部件中紡織、皮革、發(fā)泡材料、橡膠部件中加標(biāo)量為小、中、大三個(gè)濃度（0.1、0.5、1 mg/kg）的加標(biāo)回收率，具體見表1。富馬酸二甲酯的平均加標(biāo)回收率為84.3%～ 107.2%，精密度為2.8%～4.3%之間均滿足檢測(cè)要求。

2.2 方法線性關(guān)系、檢出限與定量限

取樣量按1 g 計(jì)算，分別取適量標(biāo)準(zhǔn)曲線點(diǎn)上機(jī)測(cè)試，橫坐標(biāo)為濃度，縱坐標(biāo)為響應(yīng)值，如圖2 所示，該方法在5～100 μg/L 范圍內(nèi)線性關(guān)系好。檢出限為3 倍信噪比下的濃度，定量限為10 倍信噪比下的濃度。具體數(shù)據(jù)見表3。

2.3 不確定度分析

2.3.1 數(shù)學(xué)模型

X-試樣中富馬酸二甲酯的含量，mg/kg；C-從校準(zhǔn)曲線得來的富馬酸二甲酯的濃度，；V-提取液的體積，mL；m-樣品的質(zhì)量,g。

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

使用電子天平精度為0.001 g，其校準(zhǔn)證書上給出的示值誤差為0.003 g，根據(jù)矩形分布，天平引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

表1 方法回收率與精密度（n=6）

圖2 富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)曲線

表3 方法的線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限和定量限

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(2)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書可知，在置信水平95%，k=2，富馬酸二甲酯的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(2)=0.003。

2.3.4 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度值引入的不確定度urel(3)

標(biāo)準(zhǔn)工作溶液配置過程中，引入不確定度的有天平（精度0.0001 g）、10 和50 mL 容量瓶、1000 μL 移液器，同時(shí)溫度也會(huì)對(duì)體積產(chǎn)生影響從而引入不確定度。

根據(jù)天平（精度0.0001 g）校準(zhǔn)證書可知，示值誤差為0.0002 g，按矩形分布計(jì)算，精度為0.0001 g 的天平引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

10 mL 容量瓶根據(jù)校準(zhǔn)證書可知，體積誤差為0.05 mL，按照三角形分布，其引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

50 mL 容量瓶根據(jù)校準(zhǔn)證書可知，體積誤差為0.05 mL，按照三角形分布，其引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

1000 μL 移液器根據(jù)校準(zhǔn)證書給出的誤差為0.004 mL，按三角形分布，其引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

由于有兩種體積10 mL 和50 mL 容量瓶，因此溫度引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度有兩種情況。乙酸乙酯在20 ℃下的膨脹系數(shù)為0.00138/℃，按矩形分布計(jì)算，實(shí)驗(yàn)室溫度允差為5 ℃，因此其引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別

因此，由標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度值導(dǎo)致的不確定度urel(3)為：

2.3.5 樣品測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度urel(4)

對(duì)加標(biāo)水平為0.10 mg/Kg 的樣品進(jìn)行6 次重復(fù)性測(cè)定，測(cè)定結(jié)果為：0.0984、0.0947、0.1012、0.1004、0.1026、0.0953 mg/Kg，平均值為0.0988 mg/Kg，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.003224 mg/Kg，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.26%，樣品重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為urel(4)為：

2.3.6 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的擬合引入的不確定度urel(5)

本實(shí)驗(yàn)采用外標(biāo)法，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列5 個(gè)點(diǎn)分別為5、10、20、50、100 ug/L 的富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)溶液各測(cè)定1 次，測(cè)得的一系列響應(yīng)值分別為：1056、1737、3404、8680、17044 用最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線得到標(biāo)準(zhǔn)曲線y=bci+a=169.5ci+109.4，截距a=109.4，斜率b=169.5。n=5，樣品重復(fù)測(cè)定2 次，那么殘差標(biāo)準(zhǔn)偏差S 為：

根據(jù)u(5)公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

式中：n--測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的次數(shù)，n=5；P--測(cè)試樣品的次數(shù)，P=2；C--測(cè)定樣品中富馬酸二甲酯濃度平均值，C=9.88 ug/L；--富馬酸二甲酯標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的平均值，=37 ug/L；Ci--標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度值；b--標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。S—標(biāo)準(zhǔn)偏差。

則工作曲線的擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.3.7 不確定度各個(gè)分量

通過計(jì)算富馬酸二甲酯的不確定度分量及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，得到結(jié)果見表4。

2.3.8 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)表3 給出的各個(gè)分量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度，計(jì)算合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucrel(c)為：

試樣中富馬酸二甲酯的最終測(cè)定結(jié)果c 為0.0988 mg/Kg，因此：合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(c)=c×ucrel(c)=0.0988×0.05857=0.0058 mg/kg。

表3 富馬酸二甲酯的不確定度分量及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.3.9 擴(kuò)展不確定度

在95%置信概率，k=2，將合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U 為：U=k·u(c)=2×0.0058=0.0116 mg/Kg。

2.3.10 結(jié)果表示

本研究中平行測(cè)定2 個(gè)樣品，測(cè)量結(jié)果表示為C=(0.0988±0.0116)mg/kg，k=2。

3 結(jié)論

本研究建立的方法比標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法更為簡(jiǎn)便，該方法檢出限為0.05 mg/kg，平均加標(biāo)回收率為84.3%～107.2%，精密度為2.8%～4.3%等指標(biāo)能滿足檢測(cè)方法要求，適用于鞋類材料中富馬酸二甲酯的測(cè)定。同時(shí)，對(duì)鞋類材料中富馬酸二甲酯檢測(cè)的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析，分析結(jié)果可知標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)測(cè)定過程影響最大，在實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注和質(zhì)量控制。