气相色谱法测定上海青中毒死蜱的 不确定度评定

◎ 招原春，曾莉雅

（1.广东省食品工业研究所有限公司，广东 广州 511442；2.广东省食品质量监督检验站，广东 广州 511442；3.广东省食品工业公共实验室，广东 广州 511442）

测量不确定度是根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数，是与测量结果相联系的参数[1]。简单而言，不确定度是指由于测量过程中误差的存在，对被测量值不能肯定的程度，代表测定值的可信区间，是衡量实验室检测能力的重要指标。通过对检测不确定度的主要影响因素进行评价，为测量数据的准确性提供科学依据，确保检验结果的可靠性[2-4]。根据《测量不确定度评定与表示》（JJF 1059.1—2012）和《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》（NY/T 761—2008）[5]，对气相色谱法测定蔬菜上海青中毒死蜱含量的不确定度进行分析和评定。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Agilent 7890B气相色谱仪（检测器：FPD磷滤光片，安捷伦科技公司）、电子天平（梅特勒-托利多公司）、氮吹仪（北京同泰联科技发展有限公司）及匀浆机（IKA公司）。

BePure毒死蜱标准品（纯度：1 000.1 μg·mL-1，北京曼哈格生物科技有限公司）。乙腈和丙酮（色谱纯，上海安谱实验科技股份公司）、氯化钠（分析纯，广州微谱化工分析技术有限公司）、0.4 μm滤膜 （上海安谱实验科技股份公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 样品提取与净化

依据《蔬菜和水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》（NY/T 761—2008） 采用Agilent 7980B气相色谱仪测定上海青中毒死蜱的残留量。称取25.0 g样品，加入50.0 mL乙腈，在匀浆机中高速匀浆2 min后，过滤到装有7 g氯化钠的比色管中，剧烈振荡1 min，室温下静置30 min，使乙腈相和水相分层。从比色管中吸取10.00 mL，80 ℃水浴氮吹至近干，定容5.0 mL，过0.45μm滤膜，再分取出样液1.000 mL，用丙酮稀释定容至2 mL容量瓶，供气相色谱仪测定。

1.2.2 气相色谱仪条件

色谱柱：DB-1701P（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；进样量：1.0 μL；进样口温度：220 ℃；检测器温度：250 ℃；色谱柱流量：1.5 mL·min-1；载气：氮气；进样方式：不分流进样。

升温程序：80 ℃保持1 min，20 ℃·min-1升至 130 ℃，再5 ℃·min-1升至200 ℃，再10 ℃·min-1升至250 ℃保持10 min。

2 数学模型

样品中毒死蜱含量按式（1）计算。

式（1）中，X-样品中毒死蜱含量，单位为mg·kg-1；C-样品中毒死蜱的浓度，单位为μg·mL-1；V1-试样提取溶剂体积，单位为mL；V2-分取的提取液体积，单位为mL；V3-试样定容体积，单位为mL；V4-样液再稀释所取样液的体积，单位为mL；V5-最终稀释样液定容的总体积，单位为mL；m样-待测样品的取样量，单位为g。

3 不确定度来源分析

根据测定方法的主要步骤，蔬菜上海青中毒死蜱含量分析的不确定度主要来源于：①标准品溶液。②样品的称样量。③实验前处理等过程。④标准品曲线求样品浓度过程。⑤在实验重复条件下，重复测量过程（仪器、人员等因素）。具体相关不确定度主要来源详情见图1。

图1 不确定度主要来源分析图

4 计算标准不确定度

4.1 标准品溶液引入相对标准不确定度

4.1.1 标准品引入相对标准不确定度

标准品毒死蜱纯度=1 000.1μg·mL-1，其扩展不确定度u=30.0 μg·mL-1，属正态分布，包含因子k=2，则不确定度计算为：

4.1.2 配制标准品溶液引入相对标准不确定度

用移液枪移取1 000.1 μg·mL-1的标准储备液100 μL， 丙酮定容至10.00 mL，浓度为10.0 μg·mL-1。根据 《移液器检定规程》（JJG 646—2006）标准，100 μL移液枪的100 μL检定点的容量允许误差为±2.0%，均匀分布时，则引入相对的标准不确定度计算为：

根据《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006） 标准，实验使用到的A级单标线容量瓶容量允许差为（10±0.020）mL，按照均匀分布，则不确定度计算为：

玻璃仪器在（20±5）℃校准，可通过计算实验室温度范围和体积膨胀系数来评定引起的相对标准不确定度。由于液体体积膨胀明显大于玻璃仪器体积膨胀，故温度的变化引入不确定度只考虑液体体积膨胀。丙酮的体积膨胀系数为1.49×10-3/℃，由温度变化引起的体积偏差为V×10 ℃×1.49×10-3/℃，按照均匀分布，由温度变化引入相对标准不确定度计算为：

标准品溶液配制过程中引入合成相对标准不确定度计算为：

4.1.3 合成标准品相对标准不确定度

标准品的合成相对标准不确定度由标准品纯度和标准品溶液配制引入，相对标准不确定度合成为

4.2 样品称样量引入相对标准不确定度

依据检测方法要求，使用千分之一的电子天平，称取均匀上海青样品25.0 g，该天平由检定证书给出的0～320 g称量范围的允许误差MPE=±5 mg，用20 g砝码校正天平，该砝码由检定证书给出的扩展不确度为us=0.024 mg（k2=2），用该天平称量一份样品6次，得到25.029 g、25.029 g、25.027 g、25.029 g、 25.028 g和25.028 g，算得均值为25.028 g，方差S2=0.000 000 667。则不确定度计算为：

4.3 实验过程中提取、提取液稀释、定容和样液稀释的相对标准不确定度

4.3.1 样品提取溶液体积引入相对标准不确定度

实验中加入提取溶液乙腈，总体积V1为50.00 mL，使用2.5～25 mL规格的瓶口分液器，量程为25.00 mL，加2次，该瓶口分液器由校准证书给出的扩展不确定度为±0.029 mL，为正态分布，包含因子k=2，则不确定度计算为：

瓶口分液器在（20±5）℃校准，可通过计算实验室温度范围和体积膨胀系数来评定引起的相对标准不确定度。乙腈的体积膨胀系数为1.37×10-3/℃，由于温度变化引起的体积偏差为V×10 ℃×1.37×10-3/℃， 按照均匀分布，则温度变化而引起的相对标准不确定度计算为：

故合成加入提取溶液的相对标准不确定度计算为：

4.3.2 分取的提取液体积引入相对标准不确定度

经过提取后，分取的提取溶液为10.00 mL，使用10 mL的分度吸量管移液，根据《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006）标准，A级10 mL的分度吸量管容量允差为±0.05 mL，按照均匀分布，则不确定度计算为：

玻璃仪器在（20±5）℃校准，可通过计算实验室温度范围和体积膨胀系数来评定引起的相对标准不确定度。由于液体体积膨胀明显大于玻璃仪器体积膨胀，因此温度的变化引入不确定度只考虑液体体积膨胀。乙腈的体积膨胀系数为1.37×10-3/℃，由于温度变化引起的体积偏差为V×10 ℃×1.37×10-3/℃，，按照均匀分布，则温度变化而引起的相对标准不确定度计算为：

故合成分取的提取溶液的相对标准不确定度计算为：

4.3.3 样品定容体积引入相对标准不确定度

实验中使用5 mL的分度吸量管移取5.00 mL丙酮进行定容，根据《常用玻璃量器检定规程》 （JJG 196—2006）标准，A级5 mL分度吸量管容量允差为±0.025 mL，按照均匀分布，则不确定度计算为：

玻璃仪器在（20±5）℃校准，可通过计算实验室温度范围和体积膨胀系数来评定引起的相对标准不确定度。由于液体体积膨胀明显大于玻璃仪器体积膨胀，因此温度的变化引入不确定度只考虑液体体积膨胀。丙酮的体积膨胀系数为1.49×10-3/℃，由温度变化引起的体积偏差为V×10 ℃×1.49×10-3/℃，按照均匀分布由温度变化引入相对标准不确定度计算为：

合成定容体积的相对标准不确定度计算为：

4.3.4 样液再稀释所取样液体积引入的相对标准不确定度

样品定容后，由于样液浓度过高，需要移取1.000 mL 稀释再进样。移取1.000 mL时使用1 mL移液枪，根据《移液器检定规程》（JJG 646—2006）标准， 1 000 μL移液枪的1 000 μL检定点的容量允许误差为±1.0%，按照均匀分布，则引入的相对标准不确定度计算为：

移液器在（20±5）℃校准，可通过计算实验室温度范围和体积膨胀系数来评定引起的相对标准不确定度。丙酮的体积膨胀系数为1.49×10-3/℃，由温度变化引起的体积偏差为V×10 ℃×1.49×10-3/℃，按照均匀分布，由温度变化引入相对标准不确定度计算为：

标准品溶液配制过程中引入的合成相对标准不确定度计算为：

4.3.5 最后稀释样液定容体积引入相对标准不确定度

样液再稀释用2 mL容量瓶用丙酮定容。根据《常用玻璃量器检定规程》（JJG 196—2006）标准，使用到的容量瓶为A级单标线容量瓶，容量允许差为2±0.015 mL，按照均匀分布，则不确定度计算为：

玻璃仪器在（20±5）℃校准，可通过计算实验室温度范围和体积膨胀系数来评定引起的相对标准不确定度。丙酮的体积膨胀系数为1.49×10-3/℃，由温度变化引起的体积偏差为V×10 ℃×1.49×10-3/℃，按照均匀分布，由温度变化引入相对标准不确定度计算为：

最后稀释样液定容体积引入的相对标准不确定度计算为：

4.3.6 合成实验过程中提取、稀释及定容体积相对标准不确定度

实验过程中提取溶液体积、稀释过程及定容体积的相对标准不确定度合成为：

4.4 最小二乘法拟合标准品溶液曲线求样品浓度时产生的不确定度

使用标准曲线计算毒死蜱的浓度。配制6个不同浓度的校准溶液点，每个校准溶液点分别进样测定3次，结果见表1。

表1 毒死蜱标准系列溶液3次测定的结果表

以含量为横坐标，峰面积为纵坐标方程得：y=bx+a=8 128.554 82x+28.534 99，线性最小二乘法拟合曲线的相关系数r为0.999 94，残留标准偏差S计算为：

测量提取溶液两次得浓度为0.2123 μg·mL-1、 0.2177 μg·mL-1，即平均值c=0.215 μg·mL-1，最小二乘法拟合标准曲线求样品浓度时引入的标准不确定度计算为：

最小二乘法拟合标准曲线求样品浓度时产生的相对不确定度计算为：

4.5 测量重复性引入相对标准不确定度

4.5.1 仪器重复性分析引入的不确定度

同一瓶的样品溶液连续进样6次，测得毒死蜱含量分别为0.442 mg·kg-1、0.443 mg·kg-1、0.442 mg·kg-1、 0.443 mg·kg-1、0.441 mg·kg-1和0.444 mg·kg-1，平均浓度为0.442mg·kg-1，仪器测量引入的相对标准不确定度计算为：

4.5.2 其他因素重复性分析引入的不确定度

除了仪器因素，还有人员操作和读数差异及样品不均匀等因素影响检测结果重复性。统计分析中，在同一测量条件下，重复测量一系列结果，即可得人员操作和读数差异及样品不均匀等因素合并引起的重复性不确定度。

在实验同一条件下，同一人员使用同一台检测仪器，对同一批次的上海青样品进行10次重复试验，每次样品，测得毒死蜱含量分别为0.45 mg·kg-1、 0.47 mg·kg-1、0.42 mg·kg-1、0.46 mg·kg-1、0.43 mg·kg-1、 0.43 mg·kg-1、0.44 mg·kg-1、0.42 mg·kg-1、0.45 mg·kg-1和0.45 mg·kg-1。

测量的重复性以标准偏差表示，按贝塞尔公式计算为：

本次测量2个样品，平均值为0.43 mg·kg-1，当报告平均值时，应用早先预评估的标准偏差，则本次测量平均值的标准不确定度计算为：

本次测量的平均值的相对不确定度计算为：

最后测量重复性引入合成相对标准不确定度计 算为：

4.6 合成相对不确定度和相对扩展不确定度

4.6.1 合成相对标准不确定度

结合以上引入的不确定度，得到合成相对标准不确定度为：

4.6.2 相对扩展不确定度和扩展不确定度

当置信区间为95%，包含因子k=2，相对扩展不确定度为urel=k×ucrel(W)=2×0.043 6=8.7%，扩展不确定度u=0.43 mg·kg-1×8.7%=0.037 mg·kg-1。

5 结论

毒死蜱是一种有机磷类杀虫剂，对咀嚼式和刺吸式口器害虫有很好的针对性防虫作用；而且可与多种杀虫剂混用以达到增效作用，同时相对而言毒性低。正是因为其本身的这种特性而被广泛应用于农业生产中，如水稻、蔬菜等农作物。笔者在做日常果蔬的检测过程中发现，毒死蜱易检出，且易超出《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2019）[6]。 当毒死蜱检出值位于限量值附近时，如何对受检样品进行准确判定，便成了检测人员面对的难题。本研究依据《蔬菜水果中有机磷、有机氯、拟除虫菊酯和氨基甲酸酯类农药多残留的测定》（NY/T 761—2008）[5]， 结合实验室测定可得样品中毒死蜱为0.43 mg·kg-1，其扩展不确定度u=0.43 mg·kg-1×8.7%=0.037 mg·kg-1。

在本研究所有不确定度引入的分量中，测量重复性的不确定度分量最大，可见在实验室内部质量控制中，测量仪器的变动性、人员操作和读数差异、样品不均匀等因素应充分重视，日常检测中应提高人员操作的熟练度，注意取样样品的均匀性，多次测量取平均值，适当降低实验结果的不确定度。