液相色谱-原子荧光光谱法测定虾中无机砷的不确定度评定

郑 静，贺 璐

（浙江宏正检测有限公司，浙江宁波 315100）

测量不确定度评定不仅对于测量结果的评价具有重要意义，还可以通过对每个不确定度分量大小的分析，明确检测结果的影响因素，从而提高检测结果的准确性[1]。另外，合格评定国家认可委员会已明确提出要求实验室采用测量不确定度描述测量结果质量[2]。目前，液相色谱-原子荧光光谱法测定食品中无机砷相对来说是一个较新的领域。本文通过评定该法的A类不确定度和B类不确定度，为实验室在该类测量过程中不确定度的评定提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品与试剂

鲜对虾；亚砷酸盐[As(Ⅲ)]标准储备液，浓度1000 mg/L；砷酸盐[As(Ⅴ)]标准储备液，浓度 1000 mg/L；硝酸（优级纯）；正己烷；磷酸二氢铵（分析纯）；盐酸溶液，20%；硼氢化钾溶液，30 g/L；氩气纯度（99.9%）。

1.2 仪器与设备

液相色谱-原子荧光联用仪LC-AFS8500：北京海光仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 仪器条件

实验仪器条件见表1和表2。

表1 液相色谱条件

表2 原子荧光检测条件

1.3.2 检验方法

液相色谱-原子荧光光谱法[3]。根据无机砷不同的价态组分（三价砷和五价砷）性质差异，在色谱柱中的保留时间不同，从而达到价态分离。食品中的无机砷经0.15 mol/L的稀硝酸提取净化后，经液相色谱进行分离，分离后的目标化合物在酸性环境下与硼氢化钾溶液反应，生成气态砷化合物。待测元素被原子荧光检测系统转化为光谱信号，其信号强度与砷浓度成正比，按保留时间定性，外标法定量从而确定被测组分含量。

1.3.3 样品处理

称取样品1.0 g到塑料离心管，准确加入10 mL的0.15 mol/L的硝酸溶液。90 ℃恒温箱振摇提取3 h，离心。取上清液5 mL加入5 mL正己烷，振摇离心，弃去上层正己烷，吸取下层清液0.45 μm有机滤膜过滤及C18柱净化，待测。

1.3.4 标准曲线绘制

取5支10 mL容量瓶，分别准确加入1.0 mg/L的混合标准使用液0 mL、0.20 mL、0.40 mL、 0.60 mL和0.80 mL，加水至刻度。吸取标准系列溶液100 μL注入液相色谱-原子荧光光谱联用仪分析，得到色谱图，以砷浓度为横坐标，色谱峰面积为纵坐标，绘制标准曲线。

1.4 数学模型

样品中无机砷含量的计算公式如下：

式中：x为样品中无机砷的含量，mg/kg；c为测定溶液中无机砷化合物浓度，μg/L；V为试样消化液体积，mL；m为试样质量，g；1000为换算系数。总无机砷含量等于三价砷含量和五价砷含量的加和。

2 不确定度来源及评定

2.1 A类不确定度分量

对在重复性测量条件下测得的量值用统计分析的方法计算，包括称量时天平的重复性误差、读数重复性误差、测量程序重复性误差和测量系统重复性误差等[4]。在重复性条件下独立重复测定5次，结果见表3，按贝塞尔公式法计算A类标准不确定度计算公式为：

表3 无机砷含量测定结果

式中：x—为被测样品无机砷为含量的平均值，mg/kg；x为各个被测样品无机砷含量，mg/kg；uArel(x—)为无机砷含量的A类相对标准不确定度分量；S(x)为无机砷含量的标准偏差，mg/kg；n为测定次数，n=5。

2.2 B类不确定度分量

2.2.1 称取样品质量引入的相对标准不确定度urel(m)

称量所用的是精度为1/10000的数字显示电子天平，其实际分度值为0.0001 g[5]。经检定合格，检定证书中e=0.001 g，最大允许误差±0.5e，即±0.0005 g。该不确定度按B类评定，采用均匀分布，包含因子，计算标准不确定度为u(m)=。本试验称样量为1.0000 g，故。

2.2.2 试样消化液体积引入的相对标准不确定度urel(V)

本次实验使用10 mL刻度吸管吸取的提取液作为最后提取完毕的消化液，经查该刻度吸管为A级，不确定度为±0.05 mL，按均匀分布，包含因子。 假设读数误差为0.01 mL。则试样消化液体积引入的相对标准不确定度为：

2.2.3 测定样品溶液中三价砷和无价砷浓度产生的相对不确定度urel(C)

（1）配制标准溶液时量取体积引入的相对标准不确定度分量为urel(V1)。采用1 mL的A级刻度吸管移取，最大允许误差为±0.008 mL，包含 因子0.0046 mL。设1 mL 的A级刻度吸管读数视值误差b为0.002 mL，则。

合并u(a)和u(b)，有

（2）标准溶液定容体积引入的相对不确定度分量urel(V2)。A级10 mL容量瓶的最大允许差为 ±0.02 mL，假设10 mL容量瓶读数视值误差为 0.01 mL，包含因子k取，则定容体积引入的相对不确定度分量为：

（3）标准物质溶液引入的相对标准不确定度分量urel(P)。本次实验所使用的三价砷和五价砷标准溶液从美国Inorganic Ventures公司购买，其证书显示As(Ⅲ)浓度C=1000 μg/mL，相对扩展不确定度为U1=4 μg/mL，k1=2；As(Ⅴ)浓度为1000 μg/mL，相对扩展不确定度为U2=4 μg/mL，k2=2，引入的相对不确定度为：

测定样品溶液中三价砷和无价砷浓度产生的不确定为：

2.2.4 标准曲线拟合引入的相对标准不确定度urel(S)

本实验采用外标法定量，配制三价砷和五价砷的混合标准系列溶液，绘制标准曲线，被测液中的三价砷和五价砷根据标准曲线得到定量。标准曲线拟合引入的相对标准不确定度按下式计算，相关数据及结果见表4、表5、表6。

表4 被测样液三价砷和五价砷浓度

表5 三价砷和五价砷标准系列溶液浓度与响应值

表6 三价砷和五价砷标准曲线引入的相对标准不确定度

式中：n为标准曲线的点数，n=4；p为被测样品测定次数，p=5；a为斜率；Sy为标准曲线残差标准偏差；urel(Sx)为三价砷和五价砷的标准曲线引入的相对不确定度分量；Cx为被测样品的平均浓度，μg/L；为标准系列溶液的平均浓度，μg/L；yi为标准溶液点的实际响应值；yi’为标准溶液点的理论响应值。

将三价砷和五价砷的工作曲线拟合引入的不确定度合成得到urel(S)，则urel(S)=

2.3 B类合成标准不确定度uB(x)

B类合成标准不确定度uB(x)不确定度分量彼此相互独立，无机砷含量的相对合成不确定度为

2.4 总合成标准不确定度u(x)

已 知uA(x)=uArel(x)×=0.0152×0.474= 0.0072 mg/kg，合成标准不确定度为u(x)为

2.5 扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度为U=u(x)×2=0.077 mg/kg。液 相 色 谱-原 子 荧 光光谱法测定虾中无机砷含量，测定结果表示为（0.474±0.077）mg/kg。

3 结论

本文对液相色谱-原子荧光光谱法测定对虾中无机砷的A类和B类不确定度进行了评定，通过对各个不确定度分量的结果比较分析，其中标准曲线拟合对不确定的影响最为显著。因此，为了减少误差，在应用该法测定水产动物中无机砷时，对标准曲线的绘制要加以控制，合理地选择适当的标准曲线。