气相色谱法测定茶叶中γ-666残留量的不确定度评定

宋家玉，焦燕妮，刘文杰，周宇，陈金东

（1.山东省疾病预防控制中心，济南 250014； 2.新疆喀什疾病预防控制中心，新疆喀什 844000）

有机氯农药主要指六六六（HCH）、滴滴涕（DDT）等品种，是一类高效广谱杀虫剂，我国对食品中有机氯农药残留量有标准限定［1］，食品中有机氯农药残留量检测国家标准方法2008版［2］新增了毛细管柱色谱法。不确定度是与测量结果相关联的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性，一个完整测量结果的表述须同时包含被测量值及与该值相关的测量不确定度［3］。不确定度评定对提高检测结果的准确度具有重要意义［4–7］。笔者以福建铁观音茶叶为代表样品，对国标GB／T 5009.19—2008中的毛细管柱色谱法测定食品中有机氯农药多组分残留量进行了优化，建立了气相色谱法测定茶叶中六六六、滴滴涕等异构体的方法［8］，根据国家相关标准［4，9–11］以代表性组分γ-666为例，评定了其测量不确定度，确定了影响测定茶叶中有机氯农药残留的关键因素，以提高和完善检测方法的准确性和可靠性，为正确评价检测结果提供科学依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱仪：GC–14B型，附带ECD检测器，日本岛津分析仪器公司。

玻璃器皿：A级1 mL、2 mL、5 mL刻度吸管，A级10 mL移液管、10 mL容量瓶、50 mL容量瓶，天津玻璃二厂。

电子天平：AE240型，感量为1 mg，瑞士梅特勒–托利多公司。

γ-666标 准 贮 备 溶 液：100 µg／mL，U=0.07µg／mL，k=2，农业部环境保护科研检测所。

样品：福建铁观音茶叶经研钵粉碎。

1.2 仪器工作条件

色 谱 柱：OV–1701毛 细 管 柱（30 mm×0.32 mm，0.25 μm，美国DB公司）；进样口温度：260 ℃；检测器温度：300 ℃；升温程序：初始温度为150 ℃，保持3 min，以20 ℃／min升温至230 ℃，保持15 min；载气：高纯氮气，流量为2.0 mL／min；尾吹气流量：30 mL／min；进样体积：1.0 μL。

1.3 实验步骤

1.3.1 样品处理

精密称取适量有代表性茶叶样品粉末5.0 g于250 mL磨口具塞锥形瓶中，加入石油醚40 mL，放置30 min后超声提取15 min，过滤，再用30 mL石油醚分提两次，合并滤液，用无水硫酸钠脱水后移至梨形蒸馏瓶中，用旋转蒸发仪在50 ℃下水浴减压浓缩至近干，用正己烷分3～4次洗涤，并定容至5 mL，然后转至10 mL离心管中，用0.5～1.0 mL浓硫酸净化处理，振摇1 min，然后以3 000 r／min离心10 min，取上清液，待测。

1.3 标准溶液配制

将γ-666标准贮备溶液逐级稀释，配制成质量浓度分别为0.006 25，0.0125，0.025，0.050，0.100 μg／mL的γ-666系列标准工作溶液。

1.3 标准工作曲线

将γ-666系列标准工作溶液1 μL依次注入气相色谱仪毛细管柱分离，ECD进行测定，用质量浓度ρ和峰面积y建立校准曲线y=a+bρ。

1.3.4 数学模型

样品中γ-666残留量按式（1）计算。

式中：w——样品中γ-666的含量，mg／kg。

ρ——由校准曲线查得的样品溶液中γ-666的质量浓度，μg／mL。

V——样品溶液的定容体积，mL。

m——称取样品的质量，g。

对样品进行平行测定，取平均值，样品中γ-666测定结果为w=0.034 mg／kg。

2 不确定度来源分析

按照数学模型和测定方法，测定过程中的不确定来源如下。

（1）测量重复性引入的相对标准不确定度uArel。（2）称取样品质量m引入的相对标准不确定度uB1rel。（3）样品定容体积V引入的相对标准不确定度uB2rel。（4）标准溶液配制引入的相对标准不确定度uB3rel。（5）标准工作曲线绘制引入的相对标准不确定度uB4rel。（6）进样针进样引入的相对标准不确定度uB5rel。（7）气相色谱仪器校准引入的相对标准不确定度uB6rel。

3 不确定度评定

3.1 测量重复性引入的标准不确定度

对γ-666样品溶液进行5次测定，计算得标准偏差s=0.001 59 mg／kg，则测量重复性引入的标准不确定度uA=s／5=0.000 710 mg／kg，茶叶中γ-666含量测定值w=0.034 3 mg／kg，则测量重复性引入的相对标准不确定度：

3.2 称取样品质量引入的标准不确定度

制备样液过程中使用天平（编号喀什F03字20161031、天平读数为±1 mg，置信水平为95%）称样。从正态分布的百分点标准表上查得95%的置信区间σ=1.96。用天平连续称量2次，样品称量引入的标准不确定度uB1=2×(1／σ)=1.0 （mg），则称取样品质量m引入的相对标准不确定度：

3.3 样品定容体积引入的标准不确定度

样品定容使用一只5.00 mL容量瓶，其引入的不确定度分别为容量瓶最大容量允差引入的不确定度、温度变化引入的不确定度。对于A级5 mL容量瓶，根据检定规程，5 mL容量瓶的最大允许误差为±0.020 mL，按矩形分布考虑，k= 3，则5 mL容量瓶引入的标准不确定度：

5 mL容量瓶引入的相对标准不确定度：

实验室温度在±3℃范围内变化，水的体积膨胀系数为2.1×10–4／℃，则温度变化引起的体积变化为ΔV=5×3×2.1×10–4=0.003 15 （mL）。按矩形分布考虑，k= 3，则温度变化引入的标准不确定度：

温度变化引入的相对标准不确定度：

以上两项不确定分量互不相关，则样品定容体积V引入的相对标准不确定度：

3.4 标准使用溶液配制引入的标准不确定度

γ-666标准贮备溶液的质量浓度为ρ1=100 μg／mL，标准物质证书（201602）上给出的扩展不确定度为0.07 μg／mL（k=2），则γ-666标准贮备溶液引入的标准不确定度：

γ-666标准贮备溶液引入的相对标准不确定度：

γ-666标准使用溶液：用1 mL的移液管吸取1.00 mL（V1）γ-666标准贮备溶液于50 mL（V2）容量瓶中，定容配制成ρ2=0.2 μg／mL的标准使用溶液。

A级1 mL移液管的容量最大允许误差为±0.007 mL，按均匀分布考虑，k= 3，则1 mL移液管引入的标准不确定度u(V1)=0.007／3=0.004 0（mL）。则1 mL移液管引入的相对标准不确定度：

3.5 标准工作曲线绘制引入的标准不确定度

标准工作曲线绘制引入的相对标准不确定度uB4rel包括：系列标准工作溶液配制引入的相对不确定度uB41rel和校准曲线拟合引入的相对标准不确定度uB42rel。

3.5.1 系列标准工作溶液配制引入的标准不确定度

用5 mL刻度吸管分别吸取γ-666标准使用溶液5.00 mL于10 mL容量瓶中，用正己烷定容，然后再进行稀释配制，得到的γ-666系列标准工作溶液的质量浓度分别为0.006 25，0.0125，0.025，0.05，0.10µg／mL。

按均匀分布考虑，k= 3，则5 mL刻度吸管引入的标准不确定度为0.025／3=0.025 （mL），5 mL刻度吸管引入相对不确定度为0.025／5=0.30%；同理10 mL容量瓶的相对标准不确定度为0.12%；5 mL刻度吸管、10 mL容量瓶均使用5次，合成得系列标准工作溶液配制引入的相对标准不确定度：

3.5.2 标准曲线拟合引入的标准不确定度

对系列标准工作溶液的每个浓度点均进行3次测定，系列标准工作溶液测定结果见表1。

表1 γ-666系列标准工作溶液的色谱峰面积测定值（n=3）

由最小二乘法原理进行拟合求得校准曲线，γ-666的校准曲线：y＝49 143ρ–164.13（y为峰面积，ρ为样品溶液中γ-666的质量浓度），r=0.999 5。

标准工作曲线拟合引入的标准不确定度按式(2)计算：

式中：SR——标准溶液响应信号残差的标准差；

b——标准工作曲线的斜率，mL／µg；

n2——系列标准工作溶液的浓度点数，n2=5；

n1——样品溶液测定次数，n1=3；

xj——系列标准工作溶液每个拟合点的质量浓度，µg／mL；

x0——样品溶液中γ-666的测定值，µg／mL。

按式(2)计算得标准工作曲线拟合引入的标准不确定度为uB42=0.000 90 µg／mL，样品溶液中γ-666的质量浓度ρ=0.034 µg／mL，则标准工作曲线拟合引入的相对标准不确定度：

合成得到标准工作曲线绘制引入的相对标准不确定度：

3.7 进样体积引入的标准不确定度

进样采用微量注射器，根据JJG 700—2016 《气相色谱仪检定规程》附录A《微量注射器的校准》［10］的规定，每个体积点的相对标准偏差在1%以内，考虑为矩形分布，k= 3，则进样体积引入的相对不确定度：

3.8 仪器校准引入的标准不确定度

根据气相色谱仪检定证书给出的ECD检定相对扩展不确定度为3%（k=2），则仪器校准引入的相对标准不确定度：

3.9 不确定度评定结果

将以上各个不确定度分量汇总列于表2。

表2 γ-666测定结果的不确定度分量数据

以上各不确定度分量互不相关，则合成得相对标准不确定度：

样品中γ-666的测定结果w=0.034 mg／kg，则标准不确定度：

u=wurel=0.034×3.81%=0.001 3 （mg／kg）

在置信区间为95%时，k=2，则扩展不确定度U=0.001 3×2=0.003（mg／kg）。

茶叶样品中γ-666的残留量：（0.034±0.003）mg／kg，k=2。

4 结语

研究结果显示，γ-666测定结果的相对标准不确定度为3.81%，当茶叶样品中γ-666的残留量为0.034 mg／kg时，扩展不确定度为0.003 mg／kg（k=2）。该研究对文献［8］方法提供了科学评价，也是对相关检测方法的有效补充和完善。结果显示，标准曲线拟合、标准溶液配制、色谱仪器及进样和测定重复性引入的相对标准不确定度权重均较大，说明毛细管气相色谱法测定有机氯农药残留的不确定度主要由上述因素引入，是不确定度的主要来源，这与文献［13–15］具有相似性。故相关实验应选用精密度高的量器、仪器，保证实验室温度适宜且恒定，增加标准样品个数和测定次数，以及配制适宜浓度的系列标准工作溶液可有效降低标准工作溶液配制引入的不确定度。测定重复性引入的相对标准不确定度亦较大，说明应提高检测操作规范性、一致性，另外应加强定量设备的准确性、气相色谱仪器和进样器的维护和保养，保障定量设备的准确性和可靠性。