原子荧光光谱法测定海产品中锡的不确定度评定

崔颖，倪松，张海滨，肖亚兵

（天津出入境检验检疫局，天津300461）

原子荧光光谱法测定海产品中锡的不确定度评定

崔颖，倪松，张海滨，肖亚兵

（天津出入境检验检疫局，天津300461）

建立原子荧光光谱法测定海产品中锡含量的测量不确定度的测量模型，根据模型分析并计算不确定度各个分量、结果的不确定度以及扩展不确定度。结果表明，引起测量不确定度的最主要来源是测定C值时用最小二乘法拟合标准工作曲线所引入的不确定度。计算得到在海产品中锡含量为0.293 mg/kg时，扩展不确定度为0.288 mg/kg，包含因子k为2。该方法适用于海产品中锡含量的测量不确定度评定。

测量不确定度；原子荧光光谱法；锡；海产品；微波消解

在报告测量结果时，不仅要给出测定的量值，还应给出量值的分散程度。测量不确定度是“表征赋予被测量值分散性的非负参数”，它是测量质量的指标，用于判断该测定值的可靠程度。本研究根据CNASCL07：2011《测量不确定度的要求》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》的规定，改进并优化了即将于2015年7月28日实施的GB 5009.16-2014《食品安全国家标准食品中锡的测定》[1-3]中的检验方法，优化了前处理过程，采用微波消解-氢化物原子荧光光谱法测定海产品中的锡含量，结合实验室日常检测能力与条件，进行测量不确定度分析与评定，为今后评价锡测定结果的准确性和可靠性提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

1.1.1 材料

牡蛎：市售。

1.1.2 试剂

硝酸、硫酸、高氯酸：天津市风船化学试剂科技有限公司；硫脲、抗坏血酸、氢氧化钠：天津光复科技发展有限公司。

1.1.3 仪器

AFS9800原子荧光光谱仪：北京海光公司；MARS5微波消解仪：美国CEM公司；MS304S分析天平：梅特勒托利多公司；101-A烘箱：天津润通精试公司；TPS2电热板：深圳三利公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理

称取试样1.0 g于锥形瓶中，加入20.0 mL硝酸-高氯酸混合溶液（硝酸∶高氯酸为4∶1，体积比），加1.0 mL硫酸，3粒玻璃珠，放置过夜。次日于微波消解仪上加热消化40 min，取下置电热板上加热继续消化至冒白烟，待液体体积近1 mL时取下冷却。用水将消化试样转入50 mL容量瓶中，加水定容至刻度，摇匀备用。同时做空白试验。取定容后的试样10.0 mL于50 mL比色管中，分别加入10.0 mL硫酸溶液（硫酸∶水为1∶9，体积比）和5.0 mL硫脲溶液（硫脲∶水为1∶9，体积比），再用水定容至50 mL，摇匀。

1.2.2 标准溶液配制

锡标准使用液（1.0 μg/mL）：准确吸取锡标准溶液1.0 mL于50mL容量瓶中，用硫酸溶液（硫酸∶水为1∶49，体积比）定容至刻度。准确吸取该溶液1.0 mL于20 mL容量瓶中，用硫酸溶液（硫酸∶水为1∶49，体积比）定容至刻度。

1.2.3 标准溶液的绘制

分别吸取锡标准使用液 0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00 mL于50 mL比色管中，分别加入10.0 mL硫酸溶液（硫酸 ∶水为1∶9，体积比）和5.0 mL硫脲溶液（硫脲∶水为1∶9，体积比），再用水定容至50 mL。该标准系列溶液浓度为：0、5、10、20、40、80 ng/mL和100 ng/mL。

1.2.4 样品测定

设定好仪器测量最佳条件，根据所用仪器的型号和工作站设置相应的参数，点火及对仪器进行预热，预热30 min后进行标准曲线及试样溶液的测定。

2 测量模型的构建

2.1 锡含量的测量模型

式中：X为试样中锡的含量，mg/kg；C为试样消化液测定浓度，ng/mL；m为试样质量，g；V1为试样消化液定容体积，mL；V3为测定用溶液定容体积，mL；V2为测定用所取试样消化液的体积，mL；1 000为换算系数；R为回收率。

2.2 标准工作曲线的测量模型

式中：y为锡标准溶液的信号值；c为锡标准溶液的浓度，ng/mL；a为斜率；b为截距。

不确定度来源见图1。

3 结果与讨论

3.1 试样质量m的不确定度评定

评估不确定度时，应集中精力分析最大的不确定度分量。质量m的不确定度有二个主要来源：其一是重复性变化，可以通过10次连续称量测量，采用A类方法评定，该重复性通过实验合成重复性考虑；其二是天平校准引入的不确定度，按B类方法评定。

图1 不确定度来源的因果关系图Fig.1 Causal relationship of the sources of uncertainty

检定校准证书上给出天平在20℃时的测量结果的不确定度U=4.5 mg，k=2，则天平的标准不确定度为uc（m）=4.5÷2=2.2 mg，其相对不确定度为ur（m）=uc（m）÷m=2.2÷1 076=0.002 0。

3.2 试样消解液体积V不确定度评定

该不确定度主要有3个方面：一是重复性变化，采用A类方法评定，该重复性也通过试验合成重复性考虑；二是校准不确定度，三是温度影响，均按B类方法评定。

3.2.1 校准引入的不确定度分量

根据检定校准证书，50 mL容量瓶的允差为±0.050 mL，10 mL移液管的允差为±0.010 mL。假设均为三角形分布，则包含因子为因此标准不确定度分别为

3.2.2 温度系数引入的标准不确定度分量

检定或校准是在室温20℃环境条件下进行的[2]，本研究的温度波动范围为±3℃（置信水平为95%）。水的体积膨胀系数为2.1×10-4℃-1，假设正态分布，其包含因子为1.96。50 mL容量瓶和10 mL移液管，因温度控制不充分而产生的标准不确定度分别为：

3.2.3试样消解液体积V的合成标准不确定度uc（V）

其相对不确定度为

3.3 浓度C的不确定度评定

浓度C的不确定度由3个部分组成：一是由拟合标准工作曲线求得C时测量所产生的不确定度；二是标准储备液的纯度对C测量带来的不确定度；三是由标准储备液配制成不同浓度锡标准应用液所产生对C测量带来的不确定度；均按B类方法评定。

3.3.1 拟合标准工作曲线求得C时引入的不确定度分量[2-4]

锡标准应用液的荧光强度值见表1。

表1 锡标准应用液的荧光强度值Table 1 Fluorescence intensity values of selenium standard working solution

表1中测定数据经最小二乘法拟合后得到的线性回归方程得：y=1.014c+1.786，相关系数R2=0.999 8。依据实验，对一份样品进行3次重复测量，由荧光强度值通过线性回归方程求得C=1.25 ng/mL，则残差标准偏差为：

3.3.2 标准储备液纯度引入的不确定度分量[5]

由标准物质证书获得锡单元素溶液标准物质的扩展不确定度为1 μg/mL（k=2），则其相对不确定度为：因此标准不确定度为其相对不确定度表示

3.3.3 锡标准储备液稀释操作的不确定度评定[4]

原样液使用经检定或校准的移液枪和单标线A级容量瓶，进行二级稀释，配制成现样液。因此稀释倍数是

根据计量检定证书，1 mL移液枪、A级50 mL容量瓶和20 mL容量瓶的允差分别为±0.01 mL、±0.05 mL和±0.03 mL[2]，在（20±3）℃条件下进行，其相对不确定度为：

3.3.4 浓度C的相对标准不确定度[4]

3.4 回收率的不确定度评定[5]

分别在空白的海产品基质中添加0.25、0.50、1.00 mg/kg 3个浓度水平的锡标准，每个水平包含n=6次平行试验，m=36=18，另取两份作为空白试验，均按照试验方法操作，并且进行外标法定量，结果见表2。

表2 回收试验结果（n=6）Table 2 Results of test for recovery（n=6）

对测量结果求得相对标准偏差为

3.5 重复性的不确定度评定[6]

对同一海产品样品进行n=11次独立重复性试验，所得锡含量分别为 0.292、0.293、0.292、0.295、0.298、0.296、0.292、0.290、0.288、0.299、0.288 mg/kg，平均值=0.293 mg/kg，采用贝塞尔公式计算，标准不确定度等于一倍标准偏差：

3.6 合成标准不确定度的评定

不确定度各分量的分析结果见表3。

表3 不确定度各分量的分析结果Table 3 Uncertainly in each quantity

由表3，其合成相对标准不确定度[4]为：取包含因子k=2，海产品中锡含量的扩展不确定度：U（X）=k×ur（X）×X=20.492×0.293=0.288 mg/kg。

所以，该海产品中锡含量X为：（0.293±0.288）mg/kg。

4 结论

评定海产品中锡含量测量不确定度，分析测量过程中存在的不确定度来源。通过各不确定度分量的分析与比较得知，使用线性最小二乘法拟合曲线程序的前提是假定横坐标的量的不确定度与纵坐标的量的不确定度相差极大，因此浓度C的不确定度计算程序仅仅与荧光强度值不确定度有关，而标准储备液纯度和逐次稀释的不确定度足够小以至于可以忽略；另外，引起测量不确定度的最主要来源是测定C值时用最小二乘法拟合标准工作曲线所引入的不确定度。因此，试验人员在实际操作中应引起重视，严格按照原子荧光光谱仪操作规程进行操作，定期做好仪器的计量检定和期间核查工作，使仪器的技术性能处于良好状态是保证测定结果准确的重要手段，同时择优选择移液器具，从而保证该标准方法可靠，检测结果准确。

[1]全国法制计量管理计量技术委员会.JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与管理[S].北京:中国质检出版社,2012:8-9

[2]全国流量容量计量技术委员会.JJG 169-2006常用玻璃量器检定规程[S].北京:中国计量出版社,2006:6-8

[3]中华人民共和国卫生部.GB 5009.16-2014食品安全国家标准食品中锡的测定[S].北京:中国标准出版社,2014:1-5

[4]中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南[M].北京:中国计量出版社,2002:27-77

[5] 李其树.湿法消解-原子荧光分析法测定饮料中锡含量的不确定度评定[J].广西轻工业,2011,27(12):14-17

[6]杜英秋.微波消解_原子荧光光谱法测定豆粉中总汞的不确定度评定[J].黑龙江农业科学,2014(5):106-109,124

Uncertaintiy Evaluation in the Measurement of Tin in Seafood with Microwave Digestion-AFS

CUI Ying，NI Song，ZHANG Hai-bin，XIAO Ya-bing
（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

A measurement model was established，the independent uncertainty，standard uncertainty and expanded uncertainty coming from analysis procedure were obtained.The major source of the uncertainty was the calibration curve calculated on the basis of the principle of method of least squares when determining C.As tin content in seafood was 0.293 mg/kg，the expanded uncertainty was 0.288 mg/kg and the coverage factor k was 2.This method was suitable for evaluating the uncertainties in the measurement of tin in seafood.

measurement uncertainty；atomic fluorescence spectrometry （AFS）；tin；seafood；microwave digestion

2016-04-15

崔颖（1986—），女（汉），工程师，本科，研究方向：食品检测。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.040