GC-MS/MS法测定白酒中3种塑化剂含量的不确定度评定

闫顺华 叶 青 韩瑨烜 迪丽努尔·沙比托夫

(新疆维吾尔自治区食品药品检验所，新疆 乌鲁木齐 830004)

ISO/IEC 17025:2017《检测和校准实验室能力认可准则》规定，开展检测的实验室应评定测量不确定度，并采用适当的分析方法考虑测量不确定度的所有显著贡献。

白酒中塑化剂的成分主要是邻苯二甲酸酯类化合物，其毒性是三聚氰胺的20倍，可干扰人体内分泌系统，导致男性生殖能力减弱、引发女性性早熟，并且可能通过胎盘脂质及锌代谢影响胚胎发育，导致胚胎生长缓慢，甚至具有致癌性[1-4]。白酒行业的“塑化剂”问题一直受到社会的强烈关注，对此，国家和地方都在不断加大对白酒中塑化剂的监督。为了确保检测结果的可靠性，有力支撑国家食品安全监管工作，非常有必要开展白酒中塑化剂含量检测的测量不确定评定工作。目前，赵康等[5]采用GB/T 21928—2008的检测方法，对GC-MS法测定塑料包装材料中DBP含量的不确定进行了评估，但未考虑回收率的显著性差异和仪器本身的精密度对不确定度评定的影响，且评定的是单一组分。另外，有关白酒中塑化剂GC-MS/MS检测方法的研究[6-10]较多，而该方法的不确定度评定基本空缺。

本研究依据JJF 1135—2005《化学分析测量不确定度评定》和JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》，按照中国新颁布的GB 5009.271—2016《食品安全国家标准 食品中邻苯二甲酸酯的测定》中的气相色谱—质谱法(外标法)，考虑样品特性、环境因素、仪器精密度，从称量、定容、方法回收率、测量重复性及标准曲线拟合等九方面全面评定白酒中常见的3种塑化剂——邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)含量检测的不确定度，以期识别不确定度的关键影响因素并进行控制，为GC-MS/MS法准确测定白酒中塑化剂的含量提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂

邻苯二甲酸二异丁酯(DIBP)标准物质：批号40806，纯度99.5%，德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)标准物质：批号40807，纯度99.4%，德国Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)标准物质：批号40722，纯度99.6%，德国 Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

白酒酒样：国家认监委提供的能力验证样品；

正己烷：色谱纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.1.2 仪器与设备

气相色谱—质谱联用仪：GCMS-QP2010型，日本岛津公司；

分析天平：Mettler Toledo AE240型，万分之一，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

分析天平：Mettler Toledo MS205DU型，十万分之一，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

涡旋振荡器：HC-3018R型，北京中科奥博科技有限公司；

离心机：CF16RXⅡ型，日本日立公司；

可调微量移液器：20～1 000 μL，艾本德中国有限公司；

所用玻璃量器均为A级。

1.2 试验方法

1.2.1 标准溶液的配制

(1) 标准储备液的配制：用十万分之一电子天平分别精密称取DIBP、DBP和DEHP对照品0.102 72，0.106 03，0.097 11 g 置于同一个100 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容至刻度，得到DIBP(1.022 mg/mL)、DBP(1.054 mg/mL)、DEHP(0.967 mg/mL)的混合标准储备液(浓度用纯度折算后)。

(2) 标准中间液的配制：用1 mL单标线吸量管准确吸取1.0 mL混合标准储备液至100 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，摇匀，得到DIBP(10.22 mg/L)、DBP(10.54 mg/L)、DEHP(9.67 mg/L)的混合标准中间液。

(3) 标准工作溶液系列的配制：用微量移液器分别移取20，40，100，200，400 μL标准中间液至5个10 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，摇匀，得到DIBP、DBP和DEHP的5种混合标准工作溶液系列(各质量浓度数据见表6)。

1.2.2 样品前处理 准确称取1.000 0 g试样于25 mL具塞磨口离心管中，加入2.00 mL蒸馏水，涡旋混匀，再准确加入10.00 mL 正己烷，涡旋1 min，剧烈振摇1 min，超声提取30 min，1 000 r/min离心5 min，取上清液，用0.2 μm针型微孔过滤器过滤至样品瓶，供GC-MS分析。

1.2.3 加标样品制备 称取6份空白白酒平行样品(阴性样品)，每份1.000 0 g于25 mL具塞磨口离心管中，分别加入80 μL的DIBP(10.22 mg/L)、DBP(10.54 mg/L)和DEHP(9.67 mg/L)的混合标准中间液，其他步骤同1.2.2样品前处理。

1.2.4 色谱—质谱条件

(1) 气相色谱条件：色谱柱为Rti5-HJX-006(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，载气为高纯He，进样口温度260 ℃，采用不分流进样方式，进样量1 μL，流速1.0 mL/min，升温程序：柱温60 ℃，保持1 min；以20 ℃/min升温到220 ℃，保持1 min；以5 ℃/min升温到250 ℃，保持1 min；再以20 ℃/min升温到290 ℃，保持7.5 min。

(2) 质谱条件：电离方式为电子轰击离子源(EI)，电离能量70 eV，传输线温度280 ℃，离子源温度230 ℃，监测模式为SIM，溶剂延迟7 min。其他质谱采集参数见表1。

表1 质谱采集参数Table 1 Acquisition parameters for GC-MS/MS

2 测量数学模型

2.1 数学模型的建立

标准工作溶液系列经气相色谱—质谱联用仪分析，以各邻苯二甲酸酯的峰面积对其相应的质量浓度绘制标准曲线。待测样品用同样的方法分析后，将样品的峰面积代入标准曲线，计算得到样品中邻苯二甲酸酯的浓度。计算公式为：

(1)

式中：

X——样品中邻苯二甲酸酯的含量，mg/kg；

ρ——扣除空白后样品中邻苯二甲酸酯的含量，μg/mL；

V——样品定容体积，10 mL；

m——样品的质量，g；

1 000——换算系数。

2.2 不确定度来源分析

从样品的检测过程，分析不确定度的来源，用因果图表示如图1所示。

图1 气相色谱—质谱联用仪测定白酒中3种塑化剂含量的不确定来源因果图Figure 1 Uncertainty sources for determination of three-plasticizers in Liquor with GC-MS/MS

3 不确定度的分析和评定

3.1 样品溶液制备及测量过程引入的不确定度分量

3.1.2 待测样品溶液定容引入的相对标准不确定度ur(V样)

10 mL单标线吸量管(A级)的不确定度主要由容量允差及温度影响引入。

查JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》得，A级10 mL 单标线吸量管的允差为±0.020 mL，按均匀分布估算，则：

实验室温度为23 ℃，吸量管校准时温度为20 ℃，由于液体的体积膨胀明显大于吸量管的体积膨胀，可只考虑液体的体积膨胀，正己烷的体积膨胀系数为0.001 37 ℃-1，因此产生体积变化的半宽为10 mL×0.001 37 ℃-1×3 ℃=0.041 1 mL，假设体积变化为均匀分布，则：

3.1.3 气相色谱—质谱联用仪引入的相对标准不确定度ur(E气质) 查所使用气相色谱—质谱联用仪的校准证书，该仪器的测量重复性(即RSD)为0.9%，按均匀分布，则气相色谱—质谱联用仪引入的相对标准不确定度为：

当置信度为95%，n-1=5，查t值临界值分布表，发现3种塑化剂成分的t值均大于双边临界值t(0.05，5)=2.571，所以回收率与100%具有显著性[13]，回收率需要带入式(1)修正结果。

表3 加标回收率结果Table 3 Results of recovery

3.2 标准物质溶液引入的不确定度分量

3.2.1 标准物质质量分数引入的相对标准不确定度ur(P对)

3.2.2 标准物质称量引入的相对标准不确定度ur(W对)

3.2.3 混合标准系列溶液配制过程引入的相对标准不确定度ur(V对)

(1) 混合标准系列溶液配制过程使用玻璃量器引入的相对标准不确定度ur(V对1)：混合标准溶液系列配制过程中，室温23 ℃，使用1 mL单标线吸量管1次，100 mL容量瓶2次，10 mL容量瓶5次。根据JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》要求，按照均匀分布处理，则玻璃器具及温度波动引入的不确定度如表4所示。

则混合标准系列溶液配制过程所使用的玻璃量器引入的相对标准不确定为：

ur(V对1)=

(2) 混合标准系列溶液配制过程使用移液器引入的相对标准不确定度ur(V对2)：混合标准系列溶液配制过程中，使用移液器量取20，40，100，200，400 μL标准中间液各1次。根据JJG 646—2006《移液器检定规程》的要求，按照均匀分布处理，则移液器及温度波动引入的不确定度如表5所示。

则混合标准系列溶液配制过程所使用移液器引入的相对标准不确定为：

ur(V对2)=

混合标准系列溶液配制过程引入的相对标准不确定度为：

3.2.4 标准曲线拟合引入的不确定度ur(C) 用气相色谱—质谱联用仪分别对DIBP、DBP和DEHP 3种成分的系列标准溶液进行测定，每个浓度重复测定2次，对测定数据进行拟合得到线性回归方程为Ai=aCi+b，其中a为拟合曲线的斜率，b为截距，测定数据和计算结果如表6所示。

表4 标准系列溶液配制过程玻璃器量器引入的不确定度Table 4 Relative standard uncertainty from working glass container in standard solution preparation

表5 标准系列溶液配制过程移液器引入的不确定度Table 5 Relative standard uncertainty from locomotive pipette in standard solution preparation

表6 标准曲线数据Table 6 Results of standard curves

根据表2测得的样品溶液中DIBP、DBP和DEHP质量浓度的平均值，计算由标准曲线拟合产生的标准不确定度为：

(2)

式中：

n——标准溶液测定次数，n=2×5=10；

p——样品溶液的重复测定次数，p=10；

C实i——系列标准溶液的实测质量浓度，mg/L；

将相关数据代入式(2)，计算标准曲线引入的相对标准不确定如表7所示。

3.3 不确定度的合成

3.3.1 相对标准不确定度的合成 3种塑化剂成分的相对标准不确定分量见表8。

表7 标准曲线拟合引入的相对标准不确定Table 7 Relative standard uncertainty from standard curve fitting

表8 3种塑化剂相对标准不确定度分量Table 8 List of relative uncertainty components for three plasticizers

表9 不确定度评定结果Table 9 Uncertainty evaluation for the determination of three plasticizers

4 结论

试验过程中，称量、提取、仪器测定等过程均会引入不确定度。通过分析发现，标准溶液配制过程中使用的移液器和玻璃量器对不确定度的贡献比较大，其次是样品测量的重复性、仪器本身的精密度和标准曲线的拟合引入的不确定度分量。因此实际检测过程中，在兼顾经济成本的情况下，用单标线吸量管或刻度吸管移液对不确定度的降低可能有一定的效果。另外，还可以通过增加标准系列溶液和平行样的测定次数，提高检验者的操作技能，加强仪器的维护保养以提高仪器的灵敏度等方法来减小不确定度，确保检验结果的准确有效。

本研究用气相色谱—质谱法(外标法)测定3种塑化剂的回收率比较高，均在96%以上，但是DEHP的Z值为2.57，属于可疑值，经分析检测全过程并仔细查找原因，认为可能是由仪器瞬间抖动造成。由于GB 5009.271—2016的第一法是气相色谱—质谱法(同位素内标法)，在以后的工作中，应加强探索内标法和外标法的测量研究，不断提高检验检测技术能力。