◎ 招原春,曾莉雅
(1.廣東省食品工業(yè)研究所有限公司,廣東 廣州 511442;2.廣東省食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站,廣東 廣州 511442;3.廣東省食品工業(yè)公共實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 511442)
測(cè)量不確定度是根據(jù)所用到的信息,表征賦予被測(cè)量值分散性的非負(fù)參數(shù),是與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)[1]。簡(jiǎn)單而言,不確定度是指由于測(cè)量過(guò)程中誤差的存在,對(duì)被測(cè)量值不能肯定的程度,代表測(cè)定值的可信區(qū)間,是衡量實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)能力的重要指標(biāo)。通過(guò)對(duì)檢測(cè)不確定度的主要影響因素進(jìn)行評(píng)價(jià),為測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供科學(xué)依據(jù),確保檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性[2-4]。根據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》(JJF 1059.1—2012)和《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測(cè)定》(NY/T 761—2008)[5],對(duì)氣相色譜法測(cè)定蔬菜上海青中毒死蜱含量的不確定度進(jìn)行分析和評(píng)定。
Agilent 7890B氣相色譜儀(檢測(cè)器:FPD磷濾光片,安捷倫科技公司)、電子天平(梅特勒-托利多公司)、氮吹儀(北京同泰聯(lián)科技發(fā)展有限公司)及勻漿機(jī)(IKA公司)。
BePure毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)品(純度:1 000.1 μg·mL-1,北京曼哈格生物科技有限公司)。乙腈和丙酮(色譜純,上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份公司)、氯化鈉(分析純,廣州微譜化工分析技術(shù)有限公司)、0.4 μm濾膜 (上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份公司)。
1.2.1 樣品提取與凈化
依據(jù)《蔬菜和水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測(cè)定》(NY/T 761—2008) 采用Agilent 7980B氣相色譜儀測(cè)定上海青中毒死蜱的殘留量。稱取25.0 g樣品,加入50.0 mL乙腈,在勻漿機(jī)中高速勻漿2 min后,過(guò)濾到裝有7 g氯化鈉的比色管中,劇烈振蕩1 min,室溫下靜置30 min,使乙腈相和水相分層。從比色管中吸取10.00 mL,80 ℃水浴氮吹至近干,定容5.0 mL,過(guò)0.45μm濾膜,再分取出樣液1.000 mL,用丙酮稀釋定容至2 mL容量瓶,供氣相色譜儀測(cè)定。
1.2.2 氣相色譜儀條件
色譜柱:DB-1701P(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣量:1.0 μL;進(jìn)樣口溫度:220 ℃;檢測(cè)器溫度:250 ℃;色譜柱流量:1.5 mL·min-1;載氣:氮?dú)猓贿M(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣。
升溫程序:80 ℃保持1 min,20 ℃·min-1升至 130 ℃,再5 ℃·min-1升至200 ℃,再10 ℃·min-1升至250 ℃保持10 min。
樣品中毒死蜱含量按式(1)計(jì)算。
式(1)中,X-樣品中毒死蜱含量,單位為mg·kg-1;C-樣品中毒死蜱的濃度,單位為μg·mL-1;V1-試樣提取溶劑體積,單位為mL;V2-分取的提取液體積,單位為mL;V3-試樣定容體積,單位為mL;V4-樣液再稀釋所取樣液的體積,單位為mL;V5-最終稀釋樣液定容的總體積,單位為mL;m樣-待測(cè)樣品的取樣量,單位為g。
根據(jù)測(cè)定方法的主要步驟,蔬菜上海青中毒死蜱含量分析的不確定度主要來(lái)源于:①標(biāo)準(zhǔn)品溶液。②樣品的稱樣量。③實(shí)驗(yàn)前處理等過(guò)程。④標(biāo)準(zhǔn)品曲線求樣品濃度過(guò)程。⑤在實(shí)驗(yàn)重復(fù)條件下,重復(fù)測(cè)量過(guò)程(儀器、人員等因素)。具體相關(guān)不確定度主要來(lái)源詳情見(jiàn)圖1。
圖1 不確定度主要來(lái)源分析圖
4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)品引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
標(biāo)準(zhǔn)品毒死蜱純度=1 000.1μg·mL-1,其擴(kuò)展不確定度u=30.0 μg·mL-1,屬正態(tài)分布,包含因子k=2,則不確定度計(jì)算為:
4.1.2 配制標(biāo)準(zhǔn)品溶液引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
用移液槍移取1 000.1 μg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液100 μL, 丙酮定容至10.00 mL,濃度為10.0 μg·mL-1。根據(jù) 《移液器檢定規(guī)程》(JJG 646—2006)標(biāo)準(zhǔn),100 μL移液槍的100 μL檢定點(diǎn)的容量允許誤差為±2.0%,均勻分布時(shí),則引入相對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
根據(jù)《常用玻璃量器檢定規(guī)程》(JJG 196—2006) 標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)使用到的A級(jí)單標(biāo)線容量瓶容量允許差為(10±0.020)mL,按照均勻分布,則不確定度計(jì)算為:
玻璃儀器在(20±5)℃校準(zhǔn),可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來(lái)評(píng)定引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由于液體體積膨脹明顯大于玻璃儀器體積膨脹,故溫度的變化引入不確定度只考慮液體體積膨脹。丙酮的體積膨脹系數(shù)為1.49×10-3/℃,由溫度變化引起的體積偏差為V×10 ℃×1.49×10-3/℃,按照均勻分布,由溫度變化引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制過(guò)程中引入合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.1.3 合成標(biāo)準(zhǔn)品相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
標(biāo)準(zhǔn)品的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度由標(biāo)準(zhǔn)品純度和標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制引入,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成為
依據(jù)檢測(cè)方法要求,使用千分之一的電子天平,稱取均勻上海青樣品25.0 g,該天平由檢定證書(shū)給出的0~320 g稱量范圍的允許誤差MPE=±5 mg,用20 g砝碼校正天平,該砝碼由檢定證書(shū)給出的擴(kuò)展不確度為us=0.024 mg(k2=2),用該天平稱量一份樣品6次,得到25.029 g、25.029 g、25.027 g、25.029 g、 25.028 g和25.028 g,算得均值為25.028 g,方差S2=0.000 000 667。則不確定度計(jì)算為:
4.3.1 樣品提取溶液體積引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
實(shí)驗(yàn)中加入提取溶液乙腈,總體積V1為50.00 mL,使用2.5~25 mL規(guī)格的瓶口分液器,量程為25.00 mL,加2次,該瓶口分液器由校準(zhǔn)證書(shū)給出的擴(kuò)展不確定度為±0.029 mL,為正態(tài)分布,包含因子k=2,則不確定度計(jì)算為:
瓶口分液器在(20±5)℃校準(zhǔn),可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來(lái)評(píng)定引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。乙腈的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3/℃,由于溫度變化引起的體積偏差為V×10 ℃×1.37×10-3/℃, 按照均勻分布,則溫度變化而引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
故合成加入提取溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.3.2 分取的提取液體積引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
經(jīng)過(guò)提取后,分取的提取溶液為10.00 mL,使用10 mL的分度吸量管移液,根據(jù)《常用玻璃量器檢定規(guī)程》(JJG 196—2006)標(biāo)準(zhǔn),A級(jí)10 mL的分度吸量管容量允差為±0.05 mL,按照均勻分布,則不確定度計(jì)算為:
玻璃儀器在(20±5)℃校準(zhǔn),可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來(lái)評(píng)定引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由于液體體積膨脹明顯大于玻璃儀器體積膨脹,因此溫度的變化引入不確定度只考慮液體體積膨脹。乙腈的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3/℃,由于溫度變化引起的體積偏差為V×10 ℃×1.37×10-3/℃,,按照均勻分布,則溫度變化而引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
故合成分取的提取溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.3.3 樣品定容體積引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
實(shí)驗(yàn)中使用5 mL的分度吸量管移取5.00 mL丙酮進(jìn)行定容,根據(jù)《常用玻璃量器檢定規(guī)程》 (JJG 196—2006)標(biāo)準(zhǔn),A級(jí)5 mL分度吸量管容量允差為±0.025 mL,按照均勻分布,則不確定度計(jì)算為:
玻璃儀器在(20±5)℃校準(zhǔn),可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來(lái)評(píng)定引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。由于液體體積膨脹明顯大于玻璃儀器體積膨脹,因此溫度的變化引入不確定度只考慮液體體積膨脹。丙酮的體積膨脹系數(shù)為1.49×10-3/℃,由溫度變化引起的體積偏差為V×10 ℃×1.49×10-3/℃,按照均勻分布由溫度變化引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
合成定容體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.3.4 樣液再稀釋所取樣液體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
樣品定容后,由于樣液濃度過(guò)高,需要移取1.000 mL 稀釋再進(jìn)樣。移取1.000 mL時(shí)使用1 mL移液槍,根據(jù)《移液器檢定規(guī)程》(JJG 646—2006)標(biāo)準(zhǔn), 1 000 μL移液槍的1 000 μL檢定點(diǎn)的容量允許誤差為±1.0%,按照均勻分布,則引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
移液器在(20±5)℃校準(zhǔn),可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來(lái)評(píng)定引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。丙酮的體積膨脹系數(shù)為1.49×10-3/℃,由溫度變化引起的體積偏差為V×10 ℃×1.49×10-3/℃,按照均勻分布,由溫度變化引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
標(biāo)準(zhǔn)品溶液配制過(guò)程中引入的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.3.5 最后稀釋樣液定容體積引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
樣液再稀釋用2 mL容量瓶用丙酮定容。根據(jù)《常用玻璃量器檢定規(guī)程》(JJG 196—2006)標(biāo)準(zhǔn),使用到的容量瓶為A級(jí)單標(biāo)線容量瓶,容量允許差為2±0.015 mL,按照均勻分布,則不確定度計(jì)算為:
玻璃儀器在(20±5)℃校準(zhǔn),可通過(guò)計(jì)算實(shí)驗(yàn)室溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來(lái)評(píng)定引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。丙酮的體積膨脹系數(shù)為1.49×10-3/℃,由溫度變化引起的體積偏差為V×10 ℃×1.49×10-3/℃,按照均勻分布,由溫度變化引入相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
最后稀釋樣液定容體積引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.3.6 合成實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提取、稀釋及定容體積相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提取溶液體積、稀釋過(guò)程及定容體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成為:
使用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算毒死蜱的濃度。配制6個(gè)不同濃度的校準(zhǔn)溶液點(diǎn),每個(gè)校準(zhǔn)溶液點(diǎn)分別進(jìn)樣測(cè)定3次,結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 毒死蜱標(biāo)準(zhǔn)系列溶液3次測(cè)定的結(jié)果表
以含量為橫坐標(biāo),峰面積為縱坐標(biāo)方程得:y=bx+a=8 128.554 82x+28.534 99,線性最小二乘法擬合曲線的相關(guān)系數(shù)r為0.999 94,殘留標(biāo)準(zhǔn)偏差S計(jì)算為:
測(cè)量提取溶液兩次得濃度為0.2123 μg·mL-1、 0.2177 μg·mL-1,即平均值c=0.215 μg·mL-1,最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線求樣品濃度時(shí)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
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)不確定度計(jì)算為:
4.5.1 儀器重復(fù)性分析引入的不確定度
同一瓶的樣品溶液連續(xù)進(jìn)樣6次,測(cè)得毒死蜱含量分別為0.442 mg·kg-1、0.443 mg·kg-1、0.442 mg·kg-1、 0.443 mg·kg-1、0.441 mg·kg-1和0.444 mg·kg-1,平均濃度為0.442mg·kg-1,儀器測(cè)量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
4.5.2 其他因素重復(fù)性分析引入的不確定度
除了儀器因素,還有人員操作和讀數(shù)差異及樣品不均勻等因素影響檢測(cè)結(jié)果重復(fù)性。統(tǒng)計(jì)分析中,在同一測(cè)量條件下,重復(fù)測(cè)量一系列結(jié)果,即可得人員操作和讀數(shù)差異及樣品不均勻等因素合并引起的重復(fù)性不確定度。
在實(shí)驗(yàn)同一條件下,同一人員使用同一臺(tái)檢測(cè)儀器,對(duì)同一批次的上海青樣品進(jìn)行10次重復(fù)試驗(yàn),每次樣品,測(cè)得毒死蜱含量分別為0.45 mg·kg-1、 0.47 mg·kg-1、0.42 mg·kg-1、0.46 mg·kg-1、0.43 mg·kg-1、 0.43 mg·kg-1、0.44 mg·kg-1、0.42 mg·kg-1、0.45 mg·kg-1和0.45 mg·kg-1。
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)算為:
本次測(cè)量2個(gè)樣品,平均值為0.43 mg·kg-1,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,則本次測(cè)量平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算為:
本次測(cè)量的平均值的相對(duì)不確定度計(jì)算為:
最后測(cè)量重復(fù)性引入合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì) 算為:
4.6.1 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
結(jié)合以上引入的不確定度,得到合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
4.6.2 相對(duì)擴(kuò)展不確定度和擴(kuò)展不確定度
當(dāng)置信區(qū)間為95%,包含因子k=2,相對(duì)擴(kuò)展不確定度為urel=k×ucrel(W)=2×0.043 6=8.7%,擴(kuò)展不確定度u=0.43 mg·kg-1×8.7%=0.037 mg·kg-1。
毒死蜱是一種有機(jī)磷類殺蟲(chóng)劑,對(duì)咀嚼式和刺吸式口器害蟲(chóng)有很好的針對(duì)性防蟲(chóng)作用;而且可與多種殺蟲(chóng)劑混用以達(dá)到增效作用,同時(shí)相對(duì)而言毒性低。正是因?yàn)槠浔旧淼倪@種特性而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,如水稻、蔬菜等農(nóng)作物。筆者在做日常果蔬的檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),毒死蜱易檢出,且易超出《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763—2019)[6]。 當(dāng)毒死蜱檢出值位于限量值附近時(shí),如何對(duì)受檢樣品進(jìn)行準(zhǔn)確判定,便成了檢測(cè)人員面對(duì)的難題。本研究依據(jù)《蔬菜水果中有機(jī)磷、有機(jī)氯、擬除蟲(chóng)菊酯和氨基甲酸酯類農(nóng)藥多殘留的測(cè)定》(NY/T 761—2008)[5], 結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定可得樣品中毒死蜱為0.43 mg·kg-1,其擴(kuò)展不確定度u=0.43 mg·kg-1×8.7%=0.037 mg·kg-1。
在本研究所有不確定度引入的分量中,測(cè)量重復(fù)性的不確定度分量最大,可見(jiàn)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制中,測(cè)量?jī)x器的變動(dòng)性、人員操作和讀數(shù)差異、樣品不均勻等因素應(yīng)充分重視,日常檢測(cè)中應(yīng)提高人員操作的熟練度,注意取樣樣品的均勻性,多次測(cè)量取平均值,適當(dāng)降低實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不確定度。