王聯(lián)廣,伍湘竹,周樹(shù)婭,季青梅,馬 鵬,石安憲
(昭通市綠色食品發(fā)展中心,云南昭通 657000)
不確定度為測(cè)量不確定度的簡(jiǎn)稱(chēng)。1927年,德國(guó)物理學(xué)家維納海森堡提出了測(cè)量的不確定性概念,表示測(cè)量結(jié)果的分散程度,亦是分析結(jié)果準(zhǔn)確性的可疑程度,習(xí)慣俗稱(chēng)測(cè)量的“不可靠程度”,用于表達(dá)分析測(cè)量結(jié)果優(yōu)劣的一種方式,通常在測(cè)量結(jié)果完整表達(dá)中包括測(cè)量不確定度,檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)通用要求規(guī)定檢驗(yàn)檢測(cè)出現(xiàn)檢測(cè)臨界值時(shí)也要給出不確定度[1]。不確定度分為標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度兩大類(lèi)。標(biāo)準(zhǔn)不確定度分為A類(lèi)、B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。A類(lèi)是用統(tǒng)計(jì)分析方法計(jì)算,B類(lèi)是以估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度即為各類(lèi)A、B類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成。擴(kuò)展不確定度為總不確定度,是合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度與置信因子k的倍數(shù),置信因子k與概率發(fā)布關(guān)系為正態(tài)分布,k=2~3。其中,置信概率P=95.45%時(shí),k=2;P=99.73%時(shí),k=3;三角分布,平均分布,等。
百菌清作為一種廣譜、保護(hù)性殺菌劑,被廣泛應(yīng)用于蔬菜、水果真菌侵染的防治。昭通大白菜是當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)特色產(chǎn)業(yè),但其霜霉病的發(fā)生嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和質(zhì)量。百菌清對(duì)大白菜霜霉病的防治有重要的作用,不僅可促進(jìn)農(nóng)民增收,還可為昭通產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供指導(dǎo)。但百菌清農(nóng)藥的不合理使用或過(guò)量使用,使得大白菜中殘留增大。為測(cè)量其在大白菜中的含量的測(cè)量不確定度,對(duì)有效監(jiān)管大白菜中百菌清殘留提供更加可靠的結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)參考NY/T 761—2008[2]標(biāo)準(zhǔn)方法,在大白菜樣品中加入一定量的百菌清標(biāo)準(zhǔn)液,通過(guò)提取、凈化和使用氣相色譜測(cè)定以及建立不確定度測(cè)量模型,計(jì)算其不確定度值。
大白菜,購(gòu)買(mǎi)于當(dāng)?shù)?;百菌清? 000 mg·L-1),農(nóng)業(yè)農(nóng)村部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測(cè)所(天津);正己烷、二氯甲烷(色譜純),賽默飛世爾科技(中國(guó))科技有限公司;弗羅里矽柱(1 g/6 mL),天津博納艾杰爾科技有限公司;乙腈(分析純),國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;其他試劑均為分析純。
安捷倫7890B氣相色譜儀配uECD檢測(cè)器,美國(guó)安捷倫公司;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)RE-2000B,上海亞榮生化儀器廠;電子天平DT-500B,常熟市金羊砝碼儀器有限公司;勻漿機(jī)IKA T18,艾卡有限公司;固相萃取裝QSE-240011,得泰儀器科技有限公司;MFV-36智能氮吹儀,得泰儀器科技有限公司。
1.3.1 樣品前處理
準(zhǔn)確稱(chēng)取15.0 g大白菜均質(zhì)樣品,添加0.2 mg·kg-1百菌清,搖勻靜止30 min,加入30.0 mL乙腈,均質(zhì)2 min,過(guò)濾到4~5 g NaCl的100 mL具塞量筒中,振蕩搖勻,靜置30 min,量取10.00 mL上清液于150 mL旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)小瓶中,在40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至進(jìn)干后,加入2 mL正己烷,用弗羅里矽柱凈化待測(cè)。
1.3.2 色譜條件
色譜柱:DB-5石英毛細(xì)管柱(30 m×0.32 mm×0.25 μm);載氣:氮?dú)猓?9.999%),恒流;流量:3.0 mL·min-1;進(jìn)樣口溫度:220 ℃;檢測(cè)器溫度:300 ℃;柱溫:初溫150 ℃保持2 min,以8 ℃·min-1升至260 ℃,保持7.25 min;進(jìn)樣方式:不分流進(jìn)樣。
1.3.3 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液配制
用正己烷稀釋1 000 mg·L-1的百菌清配制成100 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,繼續(xù)稀釋成10 mg·L的標(biāo)準(zhǔn)工作液,再用正己烷溶液配制成0.01 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.50 mg·L-1和1.00 mg·L-1的系列百菌清校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液。
測(cè)定大白菜中百菌清農(nóng)藥殘留不確定度主要來(lái)源于樣品的稱(chēng)量、試劑的體積受環(huán)境溫度變化、量筒和移液管自帶的誤差、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度和儀器重復(fù)測(cè)定的隨機(jī)誤差等。
樣品中被測(cè)農(nóng)藥殘留量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)ω計(jì),單位以mg·kg-1表示,公式為
式中:ρ為標(biāo)準(zhǔn)溶液中農(nóng)藥的質(zhì)量濃度,mg·L-1;A為樣品溶液中被測(cè)農(nóng)藥的峰面積;AS為農(nóng)藥標(biāo)準(zhǔn)溶液中被測(cè)農(nóng)藥的峰面積;V1為提取溶劑總體積,mL;V2為吸取出用于檢測(cè)的提取溶液的體積,mL;V3為樣品定容體積,mL;m為樣品的質(zhì)量,g。
2.3.1 天平稱(chēng)量引入的不確定度
該天平在0~50 g稱(chēng)量范圍的最大允許誤差MPE=±0.05 g[3],其允許誤差的半峰寬為0.05,按均勻分布計(jì)算,稱(chēng)量15.0 g樣品引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(a)=MPE/(k×15.0)=0.192 5%。
2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度urel(b)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)給定的擴(kuò)展不確定度以及樣品中加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度。
(1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的相對(duì)不確定度urel(b1)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)給出的百菌清濃度為1 000 mg·L-1,則標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)百菌清的擴(kuò)展不確定度U(b)=1.20 mg·L-1,k=2,則B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(b1)=U(b)/(k×1 000)=0.060 0%。
(2)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)加入樣品中引入的不確定度urel(b2)。加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的B類(lèi)相對(duì)不確定度urel(b2)為稀釋1 000 mg·L-1百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液配制成100 mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,繼續(xù)稀釋成10 mg·L-1標(biāo)準(zhǔn)工作液,再移取0.3 mL工作液到樣品過(guò)程中引入的不確定度。
實(shí)驗(yàn)室溫差變化為(20±5) ℃,正己烷的膨脹系數(shù)為1.26×10-3mL·℃-1,按均勻分布計(jì)算,3次使用1 mL移液管移取1 mL百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液,2次用正己烷定容于10 mL容量瓶,按均勻分布計(jì)算,引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(b2-1)為
使用1 mL A級(jí)移液管移取3次標(biāo)準(zhǔn)溶液,根據(jù)《常用玻璃量具檢定規(guī)程》(JJG 196—2006)規(guī)定,1 mL A級(jí)移液管的最大允許誤差MPE=±0.007 mL,按三角分布計(jì)算[4],其引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(b2-2)=MPE×3/(k×1)=0.857 4%。
使用10 mL A 級(jí)容量瓶定容標(biāo)準(zhǔn)溶液2次,根據(jù)《常用玻璃量具檢定規(guī)程》(JJG 196—2006)規(guī)定,10 mL A級(jí)容量瓶的最大允許誤差MPE=±0.02 mL,按三角分布計(jì)算,其允許誤差引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(b2-3)=MPE×2/(k×10)=1.633 0%。
加入標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的B類(lèi)相對(duì)合成不確定度urel(b2)為
(3)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度urel(b)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
2.3.3 量取乙腈引入的不確定度
使用100 mL量筒取30.0 mL乙腈引入的B類(lèi)相對(duì)不確定度urel(c)為量筒的允許誤差、乙腈體積受實(shí)驗(yàn)室溫度變化和重復(fù)移取乙腈引入。
100 mL量筒量取30 mL乙腈,按《常用玻璃量器檢定規(guī)程》(JJG 196—2006)規(guī)定,100 mL的最大允許誤差MPE=±1 mL,按均勻分布計(jì)算,則允許誤差引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(c1)=MPE/(k×30.0)=1.924 5%。實(shí)驗(yàn)室溫差變化為(20±5) ℃,乙腈的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3mL·℃-1,按均勻分布計(jì)算,則由乙腈受溫度變化引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(c2)為
重復(fù)6次移取乙腈的體積分別為38.081 3 mL、30.052 8 mL、30.142 0 mL、30.032 3 mL、30.075 7 mL和30.055 6 mL,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.019 0 mL,則重復(fù)移取乙腈引入的A類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(c3)為
2.3.4 移取提取液引入的不確定度
量取10.00 mL提取試液于150 mL雞心瓶中引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(d)為乙腈體積受實(shí)驗(yàn)室溫差變化以及10 mL A級(jí)移液管允許誤差引入的不確定度。
(1)溫度變化引入的不確定度。實(shí)驗(yàn)室溫差變化為(20±5) ℃,乙腈的體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3mL·℃-1,按均勻分布算,則由乙腈體積受溫度變化引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(d1)為
(2)移液管引入的不確定度。使用10 mL A級(jí)移液管量取10 mL提取液,根據(jù)《常用玻璃量具檢定規(guī)程》(JJG 196—2006)規(guī)定,10 mL A級(jí)移液管的最大允許誤差MPE=±0.05 mL,按三角分布計(jì)算,其B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(d2)為
(3)移取10.00 mL提取液引入的B類(lèi)相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(d)為
2.3.5 定容引入的不確定度
用15 mL離心管收集經(jīng)過(guò)弗羅里硅土小柱萃取后的試液,氮吹蒸發(fā)至小于5 mL,用正己烷定容至5.0 mL,定容引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(e)為離心管允許誤差和正己烷體積受實(shí)驗(yàn)室溫度變化引入的不確定度。
(1)使用15 mL刻度離心管定容5 mL測(cè)試液,按《專(zhuān)用玻璃量器檢定規(guī)程》(JJG 10—2005)規(guī)定,15 mL刻度離心管的最大允許誤差MPE=±0.2 mL,按三角分布計(jì)算,定容到5 mL,其刻度離心管引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(e1)為
(2)實(shí)驗(yàn)室溫度變化為(20±5)℃,正己烷的膨脹系數(shù)為1.26×10-3mL·℃-1,按均勻分布計(jì)算用正己烷定容到5.0 mL,其體積受溫度變化引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(e2)為
(3)定容引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度urel(e)為
2.3.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度urel(f)
用正己烷稀釋1 000 mg·L-1的百菌清,配制成10 mg·L-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,再用正己烷溶液配制成0.01 mg·L-1、0.05 mg·L-1、0.10 mg·L-1、0.50 mg·L-1和1.00 mg·L-1的系列百菌清標(biāo)準(zhǔn)溶液,每個(gè)濃度3次平行進(jìn)樣的峰面積為1.491 9×103Hz、1.464 3×103Hz、1.490 0×103Hz;7.414 4×103Hz、7.533 3×103Hz、7.616 8×103Hz;1.460 3×104Hz、1.460 7×104Hz、1.469 3×104Hz;7.526 1×104Hz、7.581 1×104Hz、7.649 4×104Hz;1.435 5×105Hz、1.445 6×105Hz以及1.429 8×105Hz,擬合線性回歸方程為y=1.443 8×105x+7.142 1×102,相 關(guān) 系 數(shù)R=0.999 6,使 用 其擬 合 曲 線 校 準(zhǔn) 加 標(biāo) 濃 度 為C—=0.187 4mg·kg-1,標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確度按計(jì)算。其中,a為校準(zhǔn)曲線斜率;SR為殘余標(biāo)準(zhǔn)差,b為校準(zhǔn)曲線截距;j為獲得工作曲線的測(cè)量次數(shù);C0為被測(cè)量的濃度;C—為不同工作曲線溶液濃度的平均值(n次測(cè)試),,i為 第 幾 個(gè) 工作曲線溶液;n為工作曲線的校準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量次數(shù),如工作曲線有5個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn),每點(diǎn)測(cè)量3次,則n=15;p為被測(cè)樣品的測(cè)量次數(shù),如某樣品重復(fù)測(cè)量6次,p=6。
則擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線校準(zhǔn)引入的B類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(f)為
2.3.7 樣品重復(fù)測(cè)定引入不確定度urel(g)
樣品平行測(cè)定6次的結(jié)果為0.196 2 mg·kg-1、0.195 3 mg·kg-1、0.195 6 mg·kg-1、0.175 9 mg·kg-1、0.178 0 mg·kg-1和0.183 2 mg·kg-1,6次測(cè)定平均值為0.187 4 mg·kg-1,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.009 5 mg·kg-1,平均回收率為93.70%,符合GB/T 27404—2008[6]要求,則樣品平行測(cè)定引入A類(lèi)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(g)[5]為
2.3.8 測(cè)定百菌清的合成不確定度u(ω)和擴(kuò)展不確定度U(ω)
(1)大白菜中百菌清農(nóng)藥殘留測(cè)定相對(duì)合成不確定度urel(ω)。測(cè)定大白菜中百菌清濃度為C—=0.187 4 mg·kg-1,測(cè)定百菌清引入的相對(duì)合成不確定度為
(2)大白菜中百菌清農(nóng)藥殘留測(cè)定合成不確定度u(ω)為
(3)大白菜中百菌清農(nóng)藥殘留測(cè)定擴(kuò)展不確定度U(ω)。擴(kuò)展不確定度取置信區(qū)間為95%,置信因子k=2,則擴(kuò)展不確定度U(ω)為
大白菜中百菌清農(nóng)藥殘留ω表示為
本實(shí)驗(yàn)參考標(biāo)準(zhǔn)NY/T 761—2008,在大白菜樣品加入一定量的百菌清標(biāo)準(zhǔn)液,通過(guò)乙腈溶劑提取、弗羅里矽柱凈化、氣相色譜的測(cè)定,建立了不確定度測(cè)量模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,稱(chēng)量引入相對(duì)不確定度0.199 2%、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入相對(duì)不確定度1.846 4%、移取試液引入相對(duì)不確定度2.134 6%、定容引入相對(duì)不確定度1.633 0%、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入相對(duì)不確定度3.154 6%、平行測(cè)定樣品引入相對(duì)不確定度2.069 6%,最后評(píng)定總的擴(kuò)展不確定度為0.018 4 mg·kg-1,測(cè)量結(jié)果表示為(0.187 4±0.018 4) mg·kg-1,k=2。結(jié)果表明,檢測(cè)過(guò)程步驟必須按操作規(guī)程進(jìn)行,同時(shí)提升檢測(cè)人員的檢測(cè)能力才可減少測(cè)定帶來(lái)的不確定度,以保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和可靠性。