气相色谱法测定食醋中邻苯二甲酸二丁酯及其不确定度评定

杨莹莹

（山西省医药与生命科学研究院，山西太原030006）

气相色谱法测定食醋中邻苯二甲酸二丁酯及其不确定度评定

杨莹莹

（山西省医药与生命科学研究院，山西太原030006）

建立食醋中邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的气相色谱测定方法，并进行方法学验证，同时对所建方法进行不确定度评定。结果表明，DBP在0.19～4.75 mg/L质量浓度范围内线性关系良好（R2=0.999 9），检出限为0.01 mg/L，精密度试验相对标准偏差（RSD）为0.96%，加标回收率在90.14%～96.41%之间，RSD为2.53%。样品中DBP平均检测结果为（0.111±0.005）mg/L，表明所测样品中DBP的迁移量均未超出相关规定的限量（0.3 mg/kg）。该方法的不确定度主要来源于标准曲线的拟合，其次为前处理回收率。

邻苯二甲酸二丁酯；不确定度；食醋；气相色谱法

邻苯二甲酸二丁酯（dibutyl phthalate，DBP）是一种邻苯二甲酸酯类的增塑剂，用于提高产品的可塑性和强度，被广泛用于医药、化工等领域，其中在食品包装材料尤其是聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）产品中大量使用[1]。邻苯二甲酸酯类具有迁移效应，可从塑料中迁移出来，造成对土壤、水、特别是食品的污染[2]。食品包装材料中增塑剂对人体产生直接危害的就是迁移到食品中的那一部分。食醋是一种重要的调味品，食醋包装中塑料居多，塑料包装中的增塑剂有可能会迁移到食醋中，进而危害消费者健康[3]。因此对食醋中增塑剂迁移量的分析和研究十分必要。

测量不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性，与测量结果相关联的参数。由于结果测量定量表征是通过测量不确定度进行的，中国实验室国家认可委员会（China national accreditation of laboratory，CNAL）对实验室认可时候均需开展对测量不确定度的评定[4]。本研究采用气相色谱（gas chromatography，GC）法测定食醋中邻苯二甲酸二丁酯的含量，旨在提供一种操作简便，检测成本低，适用于各基层单位的塑化剂检测方法，从而完善食醋中塑化剂的检测手段。在建立含量测定方法的同时，根据中华人民共和国国家计量技术规范JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[5]和中国合格评定国家认可委员会文件CNAS-GL06《化学分析中不确定度的评估指南》，并参考文献[6-9]定量测定不确定度评定方法，对测定结果进行不确定度评定，为评定测量结果的准确性和可靠性提供理论基础和科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）标准品（纯度≥99.5%）：美国Chemservice公司；正己烷（色谱纯）：天津风船化学试剂公司；超纯水：由优普系列超纯水机制备；食醋样品：市场随机购买的塑料包装食醋（其中：1～6号样品为塑料桶包装，7～12号样品为塑料袋包装）。

1.2 仪器与设备

Thermo Trace 1310气相色谱、火焰离子检测器（flame ionization detector，FID）、Thermo Sorvall LYNX6000型高速离心机：美国Thermo Scientific公司；AB104.N分析天平：上海托利-梅特勒公司；UPHW-I-90T优普系列超纯水机：成都超纯科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液的配制

精密称取邻苯二甲酸二丁酯标准品9.50mg，置于10mL容量瓶中，用正己烷溶解并稀释至刻度，得邻苯二甲酸二丁酯950mg/L的标准储备液，4℃冰箱中保存。将储备液稀释至质量浓度为0.19 mg/L、0.48 mg/L、0.95 mg/L、1.90 mg/L、4.75 mg/L的系列标准工作溶液，4℃冰箱中保存备用。

1.3.2 玻璃器皿处理

由于增塑剂是环境污染物，实验过程中应尽量使用玻璃器皿，并且所有玻璃器皿需要经过超声洗净，经丙酮洗涤后，使用超纯水淋洗3次，100℃烘干，冷却至室温备用。为降低邻苯二甲酸酯的污染，实验过程中避免使用塑料制品。

1.3.3 样品处理

将完整包装的食醋样品混合均匀，精密量取5.0 mL置于20 mL具塞玻璃试管中，加入2.0 mL正己烷，振荡萃取1 min，于1 500 r/min离心5 min，取上清液作为供试液，同时以水作空白对照，经上述步骤萃取后进行气相色谱分析。

1.3.4 气相色谱条件

色谱柱：TR-5毛细管柱（30 m×0.53 mm×1.5 μm）；进样口温度：250℃，检测器温度：280℃；载气：氦气；流速为lmL/min；升温程序：初始柱温60℃保持1min，以20℃/min的速率升温至220℃，保持1 min，再以5℃/min的速率升温至280℃，保持4 min；进样量：1 μL；进样方式：不分流。

1.3.5 定性定量方法

定性方法：采用标准品保留时间对照法对样品中DBP色谱峰进行定性。

定量方法：采用外标标准曲线法对样品中的DBP进行定量分析。样品中DBP含量的计算公式如下：

式中：X表示样品中DBP的含量，mg/L；Ci表示经标准曲线计算所得供试液中DBP的质量浓度，mg/L；V表示供试液体积，mL；V0表示样品量取体积，mL。

1.3.6 不确定度评价

通过分析整个实验过程的影响因素，并参照DBP含量计算公式，不确定度的主要来源有：标准溶液的配制、标准曲线的拟合、样品和溶剂的量取、样品前处理回收率、仪器重复性等方面。通过对测定过程中的不确定度来源进行分析，建立了其测量结果不确定度的数学模型，评定出各不确定度分量，从整体对检测方法进行不确定度评定，定量描述实验方法的可信度。

2 结果与分析

2.1 方法学考察

2.1.1 系统适用性试验

取DBP标准品溶液、供试品溶液、空白对照溶液，按“1.3.4”项下色谱条件进行气相色谱检测，结果供试液中各组分得到良好的分离，峰型对称性较好，结果见图1。

图1 空白对照(A)、DBP标准品(B)和食醋样品(C)的气相色谱图Fig.1 Gas chromatograms of blank control(A),dibutyl phthalate standard(B)and vinegar samples(C)

2.1.2 线性范围与检出限

精密量取制备好的DBP标准工作溶液，经气相色谱分析。采用峰面积外标法定量，以DBP质量浓度（x）为横坐标，峰面积（y）为纵坐标建立DBP标准曲线，结果见图2。

由图2可知，DBP标准曲线回归方程为y=0.3112x-0.0046（R2=0.9999，n=5），表明DBP质量浓度在0.19～4.75mg/L之间具有良好的线性关系。根据S/N=3的峰面积响应值计算出DBP的检出限（limit of detection，LOD）为0.01 mg/L。

图2 DBP标准曲线Fig.2 Standard curve of dibutyl phthalate

2.1.3 精密度与加标回收率试验

按样品测定方法，吸取DBP标准溶液（1.90 mg/L）进行精密度试验，连续进行6次GC测定，计算测定结果的相对标准偏差（relative standard deviation，RSD），结果见表1。精密量取5.0 mL食醋样品6份，置于20 mL具塞玻璃试管中，分别添加950 mg/L的标准储备液10 μL（相当于样品加标量为1.90 mg/L），经“1.3.3”节方法处理后进行GC测定，同时做空白对照，计算加标回收率，结果见表2。

表1 精密度试验结果Table 1 Results of precision tests

表2 加标回收率试验结果Table 2 Results of adding standard recovery rate experiments

由表1可知，精密度实验结果的RSD为0.96%，表明该方法精密度良好。由表2可知，加标回收率在90.14%～96.41%，RSD为2.53%，表明该方法准确度高。

2.1.4 稳定性试验

在手术的围手术期，应对患者进行有效全面的认知干预，如在术前应对患者就腰椎间盘突出症及手术治疗方案进行详细介绍，注意结合图文、视频等，提高患者的认知程度；并讲解术后康复锻炼的重要性、锻炼方法及注意事项等，使其有一个深刻的了解和掌握，便于术后开展康复锻炼，促进病情的恢复。

按“1.3.3”项下方法制备供试品溶液，放置不同时间后进行GC测定，结果见表3。由表3可知，DBP测定结果的RSD为4.35%，表明供试品溶液在12 h内稳定性良好。

表3 稳定性试验结果Table 3 Results of stability experiments

2.2 不确定度评价

通过分析整个实验过程的影响因素，并参照DBP含量计算公式，不确定度的主要来源有：标准溶液的配制u（S）、标准曲线的拟合u（Std）、样品和溶剂的量取u（V）、样品前处理回收率u（R）、仪器重复性u（GC）等方面。

2.2.1 标准溶液的配制的不确定度

标准品的称量引入的不确定度：

根据使用的电子天平检定证书，其最大允许误差为±0.01 mg，称取标准品量为9.5 mg，由称量引入的不确定度可按B类评定，按矩形分布考虑，包含因子k=3，则其相对标准不确定度为：

标准工作液的配制引入的不确定度：

标准工作液是由DBP标准储备液逐级稀释得到的，质量浓度分别为0.19 mg/L、0.48 mg/L、0.95 mg/L、1.90 mg/L、4.75 mg/L。标准工作液制备过程使用了一系列玻璃量具，按照中华人民共和国国家计量检定规程JJG 196—2006《常用玻璃量具检定规程》[10]的要求，均有相应的最大允差，按B类评定，按照矩形分布考虑，k=3，相对不确定度分量见表4。

表4 标准工作液配制过程中量具校准引起的不确定度Table 4 Uncertainty induced by calibration of measuring implement used in preparation process of standard working solution

制备过程中共使用10 mL容量瓶5次，50 mL容量瓶1次，1 mL移液管3次，2 mL移液管1次，5 mL移液管1次，合成相对标准不确定度:

由于配制过程中，吸管和容量瓶中的溶液几乎处于相同的温度下，因此可以忽略标准工作液配制中温度带来的影响。

由上述分量合成DBP标准溶液配制的相对标准不确定度：

2.2.2 标准曲线的拟合

制备5个浓度水平的DBP标准溶液分别为0.19 mg/L、0.48 mg/L、0.95 mg/L、1.90 mg/L、4.75 mg/L，每一浓度测定3次，得到相应的峰面积，测定的结果见表5。用加权最小二乘法拟合浓度-峰面积曲线，得到标准曲线回归方程：y=0.311 2x－0.004 6（R2=0.999 9，n=5），即拟合曲线的截距a和斜率b分别为-0.004 6和0.311 2。

表5 标准工作溶液峰面积测定结果Table 5 Peak area determination results of standard working solution

标准曲线的标准偏差为：

实际测定中，对被测样品供试液测定3次，平均响应值为0.091 9，代入校准曲线，测得处理液中DBP的最佳估计值为C=0.305 5 mg/L，得到标准曲线的相对标准不确定度urel(Std)为[11]：

式中：S为标准曲线的标准偏差；p为样品测定次数；n为标准曲线浓度水平。

2.2.3 样品和溶剂的量取

由温度变化引入的标准不确定度：

在样品处理过程中需量取样品5 mL、正己烷2 mL，实验室的温度在±4℃之间变动，20℃水体积膨胀系数为2.1×10-4/℃，正己烷体积膨胀系数为1.36×l0-3/℃。在实验操作时，移液器和容量瓶中的溶液所处环境的温度差异很小，因此可以忽略不计。假设温度变化是矩形分布，样品与溶剂由温度变化产生的不确定度为：

合成温度引入的相对标准不确定度：

由校准引入的标准不确定度：

按照JJG 196—2006《常用玻璃量具检定规程》的要求，5 mL和2 mL分度吸量管的允许误差分别为±0.025 mL和±0.012 mL，按B类评定，按照矩形分布考虑，k=3，合成样品与溶剂量取引入的相对不确定度：

由上述分量合成样品和溶剂量取引入的相对标准不确定度为：

2.2.4 前处理回收率

样品前处理过程中的萃取、离心等步骤可产生的误差来源，采用回收率不确定度的评定来表示前处理过程对检测结果的影响。根据2.1.3节中加标回收率的测定结果，6份样品的加标回收率平均值为R=92.63%，测定实验标准偏差SR用贝塞尔公式计算[12]：

因此，前处理回收率的相对不确定度为：

2.2.5 仪器重复性测量

根据JJG 700—1999《气相色谱仪检定规程》[13]中规定气相色谱-FID的定量重复性不大于3.0%，重复进样检测6次，计算相对标准偏差S6。取质量浓度为0.95 mg/L的DBP标准溶液，重复进样6次，测得仪器定量重复性S6=1.63%，符合矩形均匀分布，仪器定量重复性引入的相对不确定度为：

2.2.6 计算合成标准不确定度

上述各分量相对独立，根据其结果合成相对标准不确定度：

2.2.7 样品测试结果与扩展不确定度

应用所建立的方法对市售12种塑料包装的食醋进行了检测，结果见表6。由表6可知，12个样品中DBP的含量均未超出国标GB9685—2008《食品容器、包转材料用添加剂使用卫生标准》[14]规定的特定迁移量0.3 mg/kg的标准，但均高于国家标准[15]检出限0.05 mg/L，其中5、8、9、11号样品低于方法定量限。总体比较，桶装食醋比袋装食醋的DBP迁移量略大。

取包含因子k=2，置信水平95%，则相对扩展不确定度U95(y)=urel(y)×k=0.023 7×2=0.047 4。根据数学模型计算得到1号样品中DBP含量X=0.122 2 mg/L，故其扩展不确定度为：U=0.122 2×0.047 4=0.005 8 mg/L，其他样品的扩展不确定度见表6。

表6 12种塑料包装食醋样品中DBP的含量及其扩展不确定度Table 6 Contents of dibutyl phthalate in 12 kinds of plastic-packaged vinegars and their expanded uncertainty

3 结论

本实验基于气相色谱法建立了食醋样品中DBP含量测定的方法，该方法的检出限为0.01 mg/L，精密度试验RSD为0.96%，回收率在90.14%～96.41%，RSD为2.53%。在此基础上对该方法的不确定度进行了评定，结果显示其不确定度主要来源于标准曲线的拟合，其次为样品前处理回收率，而贡献最小的是样品和溶剂的量取。因此，在同等实验操作条件下，应对标准曲线的拟合过程和样品前处理过程加强控制，以保证DBP测定结果的准确性。同时应用所建方法对市售食醋样品进行了检测，DBP平均检测结果为（0.110 9±0.005 3）mg/L，表明所测样品中DBP的迁移量均未超出相关规定的限量（0.3 mg/kg）。本研究结合方法学验证数据，从整体对检测方法进行不确定度评定，定量的描述了实验方法的可信度，可作为食醋中DBP含量测定方法学验证的一种补充，为评定最终数据的准确性和可信度提供科学依据。

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Determination of dibutyl phthalate in vinegar by GC and its uncertainty evaluation

YANG Yingying(Shanxi Institute of Medicine and Life Sciences,Taiyuan 030006,China)

The content of dibutyl phthalate(DBP)in vinegar was determined by gas chromatography(GC),and the method was established and validated.The uncertainty evaluation was discussed simultaneously.The results showed that DBP had a good linear relationship in the range of 0.19-4.75 mg/L(R2=0.999 9).The limit of detection was 0.01 mg/L,the relative standard deviation(RSD)of precision tests was 0.96%.The adding standard recovery rate was 90.14%-96.41%and the RSD was 2.53%.The average content of DBP in the samples was(0.111±0.005)mg/L,which indicated the migration quantity of DBP in the tested samples did not exceed the relevant limit(0.3 mg/kg).The uncertainty of the method was mainly derived from the fitting of standard curve,followed by the recovery rate of the sample pretreatment.

dibutyl phthalate;uncertainty;vinegar;gas chromatography

O657.7

0254-5071（2017）01-0171-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.036

2016-10-25

山西省基础研究项目（2015021190）

杨莹莹（1984-），女，工程师，硕士，研究方向为食品与药品质量控制与评价。