原子吸收检测乳制品中钙的测量不确定度

□ 李 娟 江苏泰诺斯检验检测技术有限公司 张 延 上海永安乳品有限公司

1 材料与方法

1.1 试剂与材料

硝酸、盐酸、氧化镧、钙标准品。

1.2 仪器与设备

原子吸收光谱仪，配火焰原子化器,钙空心阴极灯、马弗炉、分析天平：感量为0.1 mg、可调式电热板。

1.3 测试条件

仪器为Agilent 240FS火焰原子吸收光谱仪，并将仪器性能调至最佳状态。

仪器设置条件：波长422.7 nm，狭缝0.5 nm，灯电流10 mA，空气流量：13.50 L/min，乙炔流量：2.00 L/min，氘灯扣背景。

1.4 样品前处理

称取混合均匀的液体试样约1 g于瓷坩埚中，在数显恒温电炉上先小火蒸干后高温炭化至不再冒烟，移入马弗炉，于（500±25）℃下灰化5 h，待灰化完全后取出，冷却。用5～6滴50%硝酸溶液溶解灰分，用1%硝酸少量多次转移，移入10 mL具塞比色管中，定容。再从10 mL样液中准确吸取0.20 mL，并加入0.2 mL浓度为50 g/L的氧化镧溶液，同样在10 mL具塞比色管内定容。用原子吸收光谱仪，以标准溶液零点调零后，测定系列标准溶液的吸光度，以钙标准溶

液浓度为横坐标，对应的吸光度值为纵坐标绘制标准工作曲线，从工作曲线上求得空白溶液和样品溶液的钙浓度值。

2 结果与分析

2.1 数学模型

按公式（1）计算乳制品中钙的含量。

式（1）中：

X—试样中钙的含量,单位为mg/100 g；C—试样待测液中钙的质量浓度,单位为ug/mL；C0—空白溶液中钙的质量浓度,单位为ug/mL；f—试样消化液稀释倍数；V—试样消化液定容体积,单位为mL；m—试样质量,单位为g。

根据公式所示，设C1为样液中钙的实际含量，即C1=C-C0。

2.2 测量不确定度的来源分析

测量不确定度主要包括样品溶液中钙浓度的不确定度u(C1)；求拟合直线C1时产生的不确定度；由标准品移取配制标准溶液时产生的标准不确定度；重复测量产生的标准不确定度；称样量的不确定度u(m)；定容体积的不确定度u(V)；回收率的不确定度。

2.3 测量不确定度的评定

2.3.1 样品溶液中钙浓度的不确定度u(C1)

为了校准原子吸收光谱仪，用浓度为1 000 mg/L的钙标准物质分别配制成0、0.5、1.0、3.0、4.0μg/mL和5.0 μg/mL的6个不同浓度的标准工作溶液，用原子吸收光谱仪分别测定上述标准工作液各2次，得出吸光度值Abs，结果见下表1。

2.3.1.1 由拟合直线求C1时产生的不确定度u1

表1 标准工作溶液吸光度的测定值

由表1中的数据进行线性拟合得线性方程：A=0.029 49C+0.00133，按实验方法对样品溶液测量2次。由拟合直线求C1时产生的标准不确定度u1按公式（2）（3）计算：

式（2）（3）中：u1—拟合直线求C1时产生的不确定度；SR—从拟合直线求得的A与Aj测得值之差的标准偏差；p—样品溶液测定次数，p=2；n—标准溶液测定总次数，n=10；B1—常数，0.029 49；B0—常数，0.001 33；C1—样品溶液中钙的浓度，2.134 μg/mL；C—标准溶液中钙浓度的平均值，2.700μg/mL；Aj—标准溶液吸光度的测定值。

将表1中的数据代入公式（2）和（3），求得SR=0.000 228；u(1)=0.006 1 μg/mL，则u1=u(1)/c1=0.27%。

2.3.1.2 配制标准溶液产生的标准不确定度u2

2.3.1.3 重复测量产生的相对标准不确定度u3

重复测定两次样品，得到的数据如表3所示。

极差=2，依据JJF1059.1-2012[1]极差系数C及自由度v表，查表得到C=1.13

由表3数据计算重复测量产生的标准不确定度u(3)：

2.3.2 称样量m的不确定度u4

实验使用的是万分之一的天平，根据计量证书[2]，天平的最大允许误差为±0.5 mg，按均匀分布

根据标准品证书，纯度为99.999%，允许误差为0.001%，按均匀分布，转化成标准不确定度：

配制时使用的是200 μL的移液枪，依据检定证书和JJG 646-2006，200μL移液枪的最大允许误差为±3.0μL，按三角分布：

配制时使用的是100 mL的容量瓶，根据检定证书，100 mL容量瓶的最大允许误差为±0.10 mL,按三角分布

标准溶液配制过程中使用了一系列量器，根据检定证书，容量瓶和移液枪的不确定度按照三角分布来计算。如表2所示：（以3.0 μg/mL标准溶液工作液为例）

综上所述：配制标准溶液产生标准不确定度u2

2.3.3 定容体积的不确定度u5

样品在10 mL比色管中定容，用200 μL移液枪吸取200 μL稀释到10 mL比色管，最后上机检测。根据检定证书和JJG10-2005，10 mL比色管的误差为±0.10，200 μL移液枪的误差为±0.2。按三角分布

故其带入的相对不确定度：

故定容体积带入的相对不确定度：

2.3.4 回收率引入的不确定度u6样品的回收率测定结果见表4。t检验中t值为：

表2 配制标准溶液过程引入的标准不确定度

表3 牛奶中钙含量测定

表4 回收率测定结果

自由度df=n-1=5,通过查询t检验临界值表，t0.95=2.571，t＞t0.95，差异显著。则

2.4 合成标准不确定度及扩展不确定度

由于各输入量之间不相关，所以：合成标准不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度为：Urel=uc(x)×2=6.38%

则：

U=107×6.38%=6.83 mg/100 g

2.5 结果报告

火焰原子吸收光谱法测定乳制品中钙含量为X=(107±6.83)mg/100 g，k=2。

3 结论

从上述不确定度评定分析可知，对检测结果影响比较大的不确定度主要有3方面：①定容体积引入的不确定度；②试样溶液浓度（包括标准溶液、拟合直线及重复测量）产生的不确定度；③回收率引入的不确定度。而样品称样引入的不确定度对检测结果的影响相对较小。检测人员应对以上3个方面重点进行质量控制，提高检测结果的准确性。