气相色谱-质谱法测定食品接触材料中五氯苯酚含量的不确定度评定

熊中强 李宁涛 于艳军

(天津出入境检验检疫局工业品中心，天津 300042)

国家标准《检测和校准实验室能力的通用要求》[1]规定，检测实验室应开展测量不确定度评定工作，尤其当涉及检测结果临近于临界值时。测量不确定度分析评定是检测工作的重要技术组成部分，随着我国对外贸易交流、对内质量控制要求的提高，测量不确定度日益受到重视，尤其在食品及其接触材料领域。由于同人类的食品安全、健康等直接相关，因此对于食品接触材料的检测不确定度评定显得尤为重要。五氯苯酚作为材料防腐剂在包括食品包装材料生产等领域内有着较为广泛的使用，但其所残留五氯苯酚对人体健康有着很大危害，目前已有多项关于食品接触材料中五氯苯酚含量检测标准施行。

笔者依据国家计量技术规范《测量不确定度评定与表示》[2]，对气相色谱-质谱法测量的不确定度来源进行分析和评定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：Clarus 600型，美国PE公司；

五氯苯酚标准溶液：98.5 μg/mL，美国Accu Standard公司；

乙酸酐、正己烷、氯化钠：分析纯；

实验用水为二级水。

1.2 色谱条件

DB-5MS色谱柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升温程序：初始柱温50℃，保持2 min，以30℃/min升温至220℃，保持1 min，再以6℃/min升温至260℃，保持10 min；进样器温度：260℃；进样量：1 μL；分流比：9∶1；溶剂延迟：2 min；离子源温度：280℃；选择离子扫描模式(m/z266∶264∶268∶308=100∶64∶63∶14)。

1.3 测定步骤

取试样浸泡过滤液20.0 mL于50 mL塑料离心管中，加入1 mL乙酸酐振摇1 min后加入5.0 mL正己烷、1 g氯化钠，充分振摇1 min后离心分离5 min，提取上层清液供气相色谱质谱分析测定。采用同样方法配制标准溶液进行分析，绘制标准曲线，外标法定量[3]。

1.4 数学模型

五氯苯酚含量的计算公式如下：

(1)

式中：xi——试验中五氯苯酚含量，mg/kg；

Ai——试样溶液中乙酰化五氯苯酚峰面积；

ci——标准工作液中五氯苯酚浓度，mg/mL；

V——正己烷提取液体积，mL；

As——标准工作液中乙酰化五氯苯酚峰面积；

m——称取试样质量，g；

V1——量取滤液体积，mL；

V2——加入浸泡液体积，mL。

2 不确定度来源

根据测量方法和计算公式，测定结果的不确定度来源可分为以下几个方面：

(1)实验过程中随机效应引入的不确定度，包括样品均匀性、温度、时间、试剂浓度及纯度、进样器等带来的不确定度。

(2)仪器分析引入的不确定度，包括检测器定量误差引入的不确定度、样品溶液与标准溶液采用同一仪器在相同条件下分析所引入的不确定度等。

(3)样品质量引入的不确定度，包括测量的重复性、读数的分辨率、天平校准的不确定度。

(4)样品定容体积引入的不确定度，包括容量瓶及移液管不确定度、试验温度与仪器校准温度不一致引入的不确定度。

(5)标准溶液引入的不确定度，包括标准储备液浓度不确定度、稀释过程引入的不确定度。

3 不确定度评定

3.1 样品随机检测引入的不确定度

3.2 仪器定量分析引入的不确定度

对于样品重复性进样及重复测量峰面积引入的不确定度已包含在公式(1)中，实验采用自动进样器、工作站自动积分，可忽略由其引入的不确定度。试样检测中峰面积引入的不确定度主要由质谱检测器校准引起，根据校准证书提供：U=3%，k=2，则色谱峰面积引入的相对不确定度为：

urel(S)=3%/2=0.015 0

3.3 样品称量引入的不确定度

依据标准要求，称量混合均匀的5.0 g(精确至0.01 g)样品，实验所用天平经校准最大允许误差±0.000 4 g，按均匀分布计算不确定度为：

依据规范，分辨率引入的不确定度为：

u2(m)=0.000 1×0.29=2.9×10-5(g)

称量进行两次,分毛重和皮重，则其合成相对标准不确定度为：

3.4 样品及衍生化液移取引入的不确定度

取试样浸泡过滤液20.0 mL于50 mL塑料离心管中，加入1 mL乙酸酐振摇1 min后，加入5.0 mL正己烷、1 g氯化钠，充分振摇1 min后离心分离5 min，提取上层清液供气相色谱质谱分析测定。

试验检测过程中，需移取20 mL浸泡液、1 mL乙酸酐、5 mL正己烷。A级1 mL分度吸液管最大允差为±0.008 mL，按均匀分布，则1 mL分度吸液管的不确定度为[4]：

实验室通常温度为25℃，变化范围为±5℃，水溶液膨胀系数2.1×10-4/℃，均匀分布条件下,温度引入的不确定度为：

则1 mL分度吸液管合成不确定度为：

同理，对于最大允差分别为±0.02、±0.04 mL的A级10、25 mL分度吸液管合成不确定度分别为：

则样品移取过程中引入的合成相对标准不确定度为：

3.5 五氯苯酚标准工作液引入的不确定度

五氯苯酚标准溶液浓度为50 mg/L，经1∶50比例稀释至1 mg/L的标准工作液。五氯苯酚标准溶液证书出具的相对扩展不确定为2.0%(k=2)，则标准储备液的相对不确定度为：

urel(L)=0.02/2=0.010 0

稀释过程中使用1 mL分度吸液管合成相对不确定度urel(V1)=0.004 6，所用A级50 mL容量瓶20℃时允差为±0.050 mL，按矩形分布50 mL容量瓶体积引入的相对标准不确定度为：

定容所用溶剂正己烷膨胀系数1.36×10-3/℃，实验室温度变化为±5℃，依据矩形分布，温度对体积测量引入的不确定度为：

定容体积引入的相对不确定度为：

则标准溶液引入的相对标准不确定度为：

3.6 合成相对标准不确定度与扩展标准不确定度

合成相对标准不确定度包含上述各项不确定度，其计算结果为：

考虑食品接触材料中五氯苯酚浓度的各项不确定度分量，取置信概率为95%，包含因子k=2，则其相对扩展不确定度为：

Urel=kurel=2×0.020 2×100%=4.04%

样品中五氯苯酚含量测定结果为0.640 mg/kg,其扩展不确定度为：

U=cUrel=0.026 (mg/kg)

五氯苯酚含量测定结果表示为：

(0.640±0.026) mg/kg,k=2

4 结语

从各不确定度分量评估结果可以看出，对于合成不确定度贡献最大的是色谱峰面积不确定度分量、标准溶液定容稀释不确定度分量，其中定容稀释过程中由于涉及多次稀释及操作人员操作过程及实验温度、仪器条件限制，可以通过对操作人员培训及对实验条件、仪器的严格的质量控制降低；对于仪器而言，在采用自动进样器及自动分析积分条件下，不确定度主要源于检测器性能的提升。

[1] GB/T 27025-2008 检测和校准实验室能力的通用要求[S].

[2] JJF 1059-1999 测量不确定度评定与表示[S].

[3] SN/T 2278-2009 食品接触材料 软木中五氯苯酚的测定 气相色谱-质谱法[S].

[4] JJG 196-1990 常用玻璃量器检定规程[S].