◎ 張丹丹,李國輝,唐德紅,李 梅
(1.遵義市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗檢測院,貴州 遵義 563000;2.遵義師范學院 化學化工學院,貴州 遵義 563006)
乙螨唑(Etoxazole)隸屬于二苯基惡唑啉殺蟲劑[1-2],具有觸殺和胃毒作用,對螨卵胚胎的形成有較好的抑制作用,還能阻礙幼螨到成螨的蛻皮過程。乙螨唑因具有活性高、持效期長、滲透力強、耐雨水沖刷等特點,對二斑葉螨、山楂葉螨、紅蜘蛛、茶黃螨、朱砂葉螨等有較好防治效果[3-8]。但其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的頻繁使用會導致不同程度的農(nóng)藥殘留。乙螨唑具有生物富集和非靶向毒性[9],可損害人體細胞的正常生理功能[10],在農(nóng)作物上的殘留量過高會給人體健康帶來安全隱患。《食品安全國家標準 食品中農(nóng)藥最大殘留限量》(GB 2763—2021)[11]對蘋果中乙螨唑殘留限量值有明確的規(guī)定,即不能超過0.1 mg·kg-1。
一份完整的定量報告包括測量值及其測量不確定度[12-13]。測量不確定度與實驗測定結(jié)果緊密關(guān)聯(lián)[14-15],在評價測量結(jié)果的準確性和可信度方面發(fā)揮著重要作用,能為測定結(jié)果提供更加科學的保障[16-17]。不確定度數(shù)值越小,說明測量結(jié)果越準確,測量結(jié)果越接近真值。因此,在實驗過程中進行不確定度評定是一項必不可少的工作,不僅可以為臨界值提供數(shù)據(jù)支撐,降低誤判風險,還有助于實驗室加強內(nèi)部質(zhì)量控制[18-22]。
本文根據(jù)《食品安全國家標準 植物源性食品中208 種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》(GB 23200.113—2018)對蘋果中乙螨唑殘留量進行測定,外標法定量。同時參考測量不確定度評定及表示的相關(guān)標準[23-26]建立數(shù)學模型,對乙螨唑殘留量檢測結(jié)果進行不確定度評定,明確影響測定結(jié)果的主要因素,以便在日后的檢驗工作中對其進行優(yōu)化和改進,進一步提升檢驗結(jié)果的準確性。
乙腈、乙酸乙酯,色譜純,阿達瑪斯試劑(中國)公司;氯化鈉,分析純,廣東云星生物技術(shù)有限公司;硫酸鎂,分析純,天津市華盛化學試劑有限公司;檸檬酸鈉,分析純,上海普譽科貿(mào)有限公司;檸檬酸氫二鈉,分析純,上海麥克林生化科技有限公司;PSA,天津博納艾杰爾科技有限公司;乙螨唑標準品:100 μg·mL-1,不確定度0.15 μg·mL-1,溶劑為甲醇,農(nóng)業(yè)部農(nóng)村環(huán)境保護科研監(jiān)測所。
蘋果,采購于遵義市任家坳農(nóng)貿(mào)市場。
8890-7000D 氣質(zhì)聯(lián)用儀(EI 源),美國Agilent公司;電子天平(ME204E),瑞士梅特勒-托利多(上海)有限公司;HT-200 多管旋渦混勻儀,上海滬析實業(yè)有限公司;SIGMR 3-18KS 臺式高速冷凍離心機,德國Sigma 公司;YDCY-12L 水浴氮吹儀,上海熙揚儀器有限公司。
1.3.1 樣品處理
按照《食品安全國家標準 植物源性食品中208 種農(nóng)藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法》(GB 23200.113—2018)中方法進行樣品提取和凈化,外標法定量。
1.3.2 標準溶液配制
準確移取乙螨唑標準品1.00 mL至25 mL容量瓶中,用乙酸乙酯稀釋并定容,配成質(zhì)量濃度為4 μg·mL-1的標準儲備液。依次準確移取一定量的乙螨唑標準儲備液,用乙酸乙酯定容,得到濃度分別為0.10 μg·mL-1、0.12 μg·mL-1、0.16 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.24 μg·mL-1的標準工作溶液。
將空白蘋果樣品按GB 23200.113—2018 中方法處理至氮吹近干,再分別準確加入不同濃度的乙螨唑標準工作溶液1 mL 復溶,得到質(zhì)量濃度分別為0.10 μg·mL-1、0.12 μg·mL-1、0.16 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1、0.24 μg·mL-1的基質(zhì)標準工作溶液,待用。
1.3.3 儀器條件
(1)氣相條件。ThermoTG-5MS 色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm);進樣口溫度:300 ℃;進樣體積:1 μL;載氣:高純氦氣;流速:1.2 mL·min-1;進樣方式:不分流進樣。升溫程序見表1。
表1 升溫程序表
(2)質(zhì)譜條件。離子源:EI 源;電子能量:70 eV;接口溫度:280 ℃;離子源溫度:230 ℃;四極桿溫度:150 ℃;溶劑延遲時間:5 min。掃描方式:MRM 模式。乙螨唑定量離子對141.0/113.0,碰撞電壓15 V;定性離子對141.1/63.1,碰撞電壓30 V;定性離子對204.0/176.1,碰撞電壓10 V;定性離子對299.9/269.9,碰撞電壓20V。
蘋果中乙螨唑含量按照公式(1)計算。
式中:X為試樣中乙螨唑的含量,mg·kg-1;C為依據(jù)標準曲線計算出樣品待測液中乙螨唑的質(zhì)量濃度,μg·mL-1;V為待測液定容體積,mL;V1為提取溶液的體積,mL;V2為分取溶液體積,mL;m為稱取蘋果試樣的質(zhì)量,g。
參考整個實驗過程并結(jié)合數(shù)學模型分析,氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(Gas Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,GC-MS/MS)測定蘋果中乙螨唑含量的過程中引入的不確定度來源有乙螨唑標準溶液配制、標準曲線擬合、樣品稱量、樣品待測液制備、測量重復性、回收率。
2.1.1 標準品質(zhì)量濃度引入的相對標準不確定度urel(S1)
查閱乙螨唑標物證書,標準品的質(zhì)量濃度為100 μg·mL-1,擴展不確定度為0.15 μg·mL-1,按矩形分布計算,由乙螨唑標準品質(zhì)量濃度引入的相對標準不確定度為
2.1.2 標準儲備液配制引入的相對標準不確定度urel(S2)
標準儲備液在配制過程中用到了A 級1 mL 單標線吸量管、25 mL 容量瓶。1 mL 單標線吸量管和25 mL 容量瓶對應的容量允差分別為±0.007 mL和±0.03 mL[26]。按照矩形分布考慮,,則1 mL 單標線吸量管和25 mL 容量瓶的容量允差引入的相對標準不確定度分別為
因玻璃量器(硼硅玻璃體積膨脹系數(shù)為1.0×10-5℃-1)與溶劑隨溫度變化而產(chǎn)生的體積變化相比,可忽略不計,只需考慮后者引入的不確定度。當實驗室環(huán)境溫度為(20±5)℃時,甲醇和乙酸乙酯的體積膨脹系數(shù)分別為1.19×10-3℃-1、1.38×10-3℃-1。依照矩形分布考慮,,則1 mL 單標線吸量管和25 mL 容量瓶因環(huán)境溫度改變而引入的相對標準不確定度分別為
因此,在標準儲備液配制過程中,由1 mL 單標線吸量管和25 mL 容量瓶引入的相對標準不確定度分別為
合成得乙螨唑標準儲備液配制引入的相對標準不確定度為
2.1.3 試劑標準工作溶液配制引入的相對標準不確定度urel(S3)
試劑標準工作溶液配制過程中用1 mL 刻度吸量管和10 mL 容量瓶稀釋并定容,不確定度按2.1.2 評定方法進行評定,不確定度結(jié)果詳見表2。表2 中的各相對標準不確定度分量互不相關(guān),則試劑標準工作溶液引入的相對標準不確定度為
表2 玻璃量器及溫度變化引入的不確定度表
2.1.4 基質(zhì)工作溶液配制引入的相對標準不確定度urel(S4)
基質(zhì)工作溶液配制過程使用1 mL 單標線吸量管(A 級)5 次,不確定度參考2.1.2 評定過程。蘋果空白基質(zhì)溶液體積膨脹系數(shù)參考乙酸乙酯,當實驗室環(huán)境溫度為(20±5)℃時,基質(zhì)標準工作溶液配制引入的相對標準不確定度為
以上各項不確定度分量互不相關(guān),合成乙螨唑標準溶液配制過程引入的相對標準不確定度為
對空白基質(zhì)配制的5 個不同濃度點的乙螨唑標準溶液進行測定,每個濃度點平行測定3 次。以乙螨唑質(zhì)量濃度為橫坐標,峰面積響應值為縱坐標,繪制標準曲線方程,得到回歸方程為Y=1 597 291.463C-129 7,r=0.999。乙螨唑基質(zhì)標準工作液的測試數(shù)據(jù)詳見表3。
表3 基質(zhì)標準曲線數(shù)據(jù)表
對蘋果陽性試樣測定7 次,得出蘋果試樣中乙螨唑的質(zhì)量濃度分別為0.197 7 μg·mL-1、0.196 5 μg·mL-1、0.192 6 μg·mL-1、0.198 8 μg·mL-1、0.194 8 μg·mL-1、0.193 4 μg·mL-1和0.192 9 μg·mL-1,則標準曲線引入的標準不確定度計算為
式中:S(A)為標準溶液峰面積標準偏差;Yfi為乙螨唑標準溶液不同濃度級別點峰面積實際響應值;b為標準曲線斜率;Ci為不同濃度級別乙螨唑標準溶液理論質(zhì)量濃度,μg·mL-1;a為標準曲線的截距;n為乙螨唑標準溶液測定次數(shù)(5 水平×3 平行=15);p為樣品溶液平行測定次數(shù),p=7;C0為待測試樣通過校準曲線所得的濃度平均值,0.195 2 μg·mL-1;C-為不同濃度級別乙螨唑標準溶液的平均值,0.164 μg·mL-1;Cfi為乙螨唑標準溶液的實測濃度,μg·mL-1。
將表3 數(shù)據(jù)帶入公式(3)中計算得S(A)=3 881.64,u(Cal)=0.001 176 μg·mL-1,則標準曲線擬合引入的相對標準不確定度為
查看天平檢定證書,其允許誤差為±0.5 mg(即±0.000 5 g)。依照矩形分布計算,樣品稱量引入的相對標準不確定度為
提取過程中采用10 mL 單標線吸量管移取10 mL乙腈加至樣品中。A 級10 mL 單標線吸量管容量允差為±0.020 mL[26],在(20±5)℃時乙腈體積膨脹系數(shù)為1.37×10-3℃-1,不確定度評定參考2.1.2,則10 mL單標線吸量管引入的相對標準不確定度為
分取樣液時,用2 mL 單標線吸量管吸取離心上清液2 mL,A 級2 mL 單標線吸量管容量允差為±0.010 mL[26]。因此,分取過程引入的相對標準不確定度為
定容時,用A 級1 mL 單標線吸量管吸取1 mL 乙酸乙酯,則定容過程引入的相對標準不確定度為
以上3 個不確定度分量互不相關(guān),則樣品待測液制備引入的相對標準不確定度為
添加4 μg·mL-1乙螨唑標準儲備液0.25 mL 到空白蘋果樣品中,按1.3.1 方法處理,進行7 次重復實驗測定。樣品7 次重復測定結(jié)果的標準偏差S(X)依據(jù)計算,測量重復性引入的標準不確定度為,詳細測定和計算結(jié)果見表4。
表4 重復性測定結(jié)果表
樣品測量重復性引入的相對標準不確定度為
蘋果試樣在前處理過程中可能會引起乙螨唑的部分損失,導致試樣中的乙螨唑無法全部進入儀器進行檢測。在空白蘋果試樣中添加一定量的乙螨唑標準儲備液,加標量為0.1 mg·kg-1,按1.3.1 處理方法,進行7 次重復實驗。經(jīng)測定計算,回收率結(jié)果依次為98.9%、98.3%、96.4%、99.4%、97.4%、96.7%、96.4%,平均回收率為97.6%。
回收率的標準偏差為
則回收率引入的標準不確定度為
采用t檢驗考察平均回收率與100%之間的差異是否顯著。當n=7,即自由度為6,置信概率為95%時,t(0.05,6)=2.447。當平均回收率=97.6%時,t=|100%-97.6%|/0.467%=5.14,t>2.447,需要用回收率對結(jié)果進行修正。則由回收率引入的相對標準不確定度為
蘋果中乙螨唑的各個相對標準不確定度分量信息見表5,根據(jù)各分量數(shù)據(jù)結(jié)果計算乙螨唑的合成相對標準不確定度為
表5 測定過程中各相對標準不確定度分量表
蘋果樣品中乙螨唑殘留量平均值為0.097 5 mg·kg-1,則乙螨唑合成標準不確定度為
在95%置信概率條件下,取k=2,擴展不確定度U=u×k=0.003 62×2=0.007 2 mg·kg-1,蘋果中乙螨唑含量的結(jié)果可表示為(0.097 5±0.007 2)mg·kg-1,k=2。
本研究采用GC-MS/MS 結(jié)合外標法對蘋果中乙螨唑含量進行測定,通過建立不確定度數(shù)學測量模型,對可能影響最終測定結(jié)果的不確定度分量進行分析和評價。結(jié)果發(fā)現(xiàn),試劑標準工作溶液配制、基質(zhì)標準工作溶液配制引入的不確定度較大,而試樣稱量過程引入的不確定度則較小。因此,在日常檢驗工作中,應根據(jù)樣品的實際濃度選擇適宜的工作曲線范圍以及合適的量具,定期對量具進行檢定校準,減小實驗室環(huán)境溫差波動范圍等,以降低檢測結(jié)果的不確定度,提升測定結(jié)果的準確性。