气相色谱法测定豆角中乙酰甲胺磷的不确定度评定

陈嘉敏，张慧琼

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

乙酰甲胺磷属于有机磷类农药，是一种广谱杀虫剂，因其价格低廉、效果好而深受大多数农业生产者尤其是农户的青睐。但使用乙酰甲胺磷可能会导致甲胺磷残留在水果、蔬菜、茶叶及其他食品中，会对人们的健康造成损害。乙酰甲胺磷会抑制人体内的胆碱酯酶，在进入人体后会通过血液、淋巴被运送至身体各个器官，对身体伤害较大[1-2]。《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》（GB 2763—2021）中[3]乙酰甲胺磷的最大残留限量已由2019年的 1 mg·kg-1降低为 0.02 mg·kg-1。由此可见，对于控制食品中乙酰甲胺磷的残留更为严格。在这样的背景下，本文对豆角中的乙酰甲胺磷的检测进行不确定度评定，为确保检测数据准确性奠定基础。本文依据《测量不确定度评定与表示》（JJF 1059.1—2012）[4]中的要求，采用《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]中第1部分方法二对豆角中的乙酰甲胺磷含量进行不确定度评定。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 供试样品

某市售豆角。

1.1.2 药品与试剂

乙酰甲胺磷标准物质（纯度：97.9%）；乙腈（分析纯）；丙酮（分析纯）；氯化钠。

1.1.3 仪器设备

Agilent 7980B气相色谱仪带有火焰光度检测器（FPD）；DB-17色谱柱（30 m×0.53 mm×1.0 μm）；离心机；电子天平（十万分之一/千万分之一）；玻璃砂芯漏斗（G3）；氮吹仪；匀浆机；食品加工器；漩涡混合器；移液枪。

1.2 实验方法

1.2.1 标准溶液的配制

①标准储备液。使用十万分之一天平称取乙酰甲胺磷标准物质12.51 mg，并用丙酮稀释定容到10.0 mL，配制浓度为 1 224.7 μg·mL-1[5]。②标准中间液。取40.8 μL储备液，用丙酮稀释定容到5.00 mL，配制浓度为10.0 μg·mL-1。③标准系列溶液。取此标准使用液用丙酮按照一定比例逐级稀释，乙酰甲胺磷标准曲线浓度为 0.01 μg·mL-1、0.02 μg·mL-1、0.05 μg·mL-1、0.10 μg·mL-1、0.20 μg·mL-1和 0.50 μg·mL-1，本研究采用外标法进行定量。

1.2.2 样品前处理

准确称取25.0 g经食品加工器加工后的豆角，使用单标线吸量管加入乙腈50.0 mL后高速匀浆2 min，过滤，在离心管中收集滤液至50 mL，加入7 g氯化钠，盖上盖子后在漩涡混合器上剧烈振荡1 min，使用离心机离心，离心后乙腈和水分层。在离心管中吸取10 mL乙腈溶液，在80 ℃水浴用氮气吹到接近全干，最后用丙酮定容至5.0 mL，在漩涡混合器中振荡均匀，混合液过0.22 μm滤膜，供气相色谱仪测定。

1.2.3 仪器检测条件

仪器检测条件为进样口温度：220 ℃；柱流速：5mL·min-1；检测器FPD温度：250 ℃；空气流量：100 mL·min-1；进样模式：不分流进样；柱箱温度程序：150 ℃保持2 min，以8 ℃·min-1升温至250 ℃保持12 min；氢气流量：75 mL·min-1；尾吹流量：30 m·min-1。

2 结果与分析

2.1 数学模型

数学模型公式为

式中：X为豆角中乙酰甲胺磷的含量，mg·kg-1；C为豆角中乙酰甲胺磷的浓度，μg·mL-1；V1为提取豆角中乙酰甲胺磷的乙腈的体积，mL；V2为吸取出用于检测的乙腈提取溶液的体积，mL；V3为最终加入丙酮定容的体积，mL；m为等待测量的豆角的取样量，g。

2.2 不确定度出处分析

影响不确定度的关键因素有：①配制标准溶液过程；②称样过程；③提取乙酰甲胺磷的前处理过程；④最小二乘法拟合标准曲线求乙酰甲胺磷浓度过程；⑤在重复情况下，测6次结果的重复性过程。不确定度关键因素详情见图1。

图1 豆角中乙酰甲胺磷的不确定度关键因素图

2.3 计算标准不确定度

以下所有容量瓶、吸量管、移液枪的校准温度均在（20±5）℃进行。

2.3.1 配制乙酰甲胺磷标准溶液过程

配制乙酰甲胺磷标准溶液过程中除计算乙酰甲胺磷的标准物质引入的相对标准不确定度为正态分布外，其余均为均匀分布。

（1）乙酰甲胺磷的标准物质引入的相对标准不确定度urel(C)。根据乙酰甲胺磷的标准物质的证书，得到乙酰甲胺磷的纯度为97.9%，扩展不确定度为U=0.20%，按k=2，则标准不确定度为

（2）配制乙酰甲胺磷标准储备液过程中引入的相对标准不确定度ucrel(P储)。用十万分之一天平称取乙酰甲胺磷标准物质12.51 mg，并用丙酮定容至10.0 mL，配制成1 224.7 μg·mL-1的储备液。十万分之一天平的检定证书给出的扩展不确定度为U=0.30 mg(k=2)，则引入的标准不确定度为得到相对标准不确定度为

表1 JJG 196—2006《常用玻璃量器》仪器一览表

表2 系数与偏差

配制乙酰甲胺磷标准储备液过程中引入的相对标准不确定度为

（3）配制乙酰甲胺磷标准中间溶液过程引入的相对标准不确定度ucrel(P中)。用移液枪移取1 224.7 μg·mL-1的标准储备液40.8 μL，丙酮定容至5.00 mL，浓度为 10.0 μg·mL-1。

移取储备液过程中，根据《移液器检定规程》（JJG 646—2006）[7]，100 μL 移液枪的 50 μL 检定点的容量允许误差为±3.0%，按则引入的相对标准不确定度为通过对温度区间和体积膨胀系数的计算，可以对这种效应造成的不确定度进行评估。丙酮具体系数与偏差见表2，按得到由温度改变引入的相对标准不确定度为

定容稀释过程中，根据表2数据使用5 mL容量瓶进行定容，按则引入的标准不确定度为相对标准不确定度为urel(P6)=由于配制中间液的溶剂、所处环境与配制储备液时相同，所以按得到由温度改变引入的相对标准不确定度为

配制乙酰甲胺磷标准中间溶液过程引入的相对标准不确定度为

合成乙酰甲胺磷标准物质相对标准不确定度为

2.3.2 称样过程引入的相对标准不确定度urel(m)

按要求用1‰天平称量豆角样品25.0 g，天平的检定证书所给的0～50 g称量范围内的允差MPE=±5 mg，按均匀分布得到引入的标准不确定度为u(m)=则称样过程引入的相对标准不确定度为

2.3.3 提取乙酰甲胺磷的前处理过程

由于豆角前处理过程环境与配制储备液时相同，因此温度变化带来的不确定度也仅考虑液体的体积膨胀。以下提取乙酰甲胺磷的前处理过程均按均匀分布计算。

（1）加入豆角提取溶剂乙腈引入的相对标准不确定度ucrel(V1)。提取豆角中乙酰甲胺磷的溶剂乙腈的体积V1为50.00 mL，根据表2数据使用规格为50 mL的单标线吸量管加乙腈，按则引入的标准不确定度为相对标准不确定度为。乙腈具体系数与偏差见表2，按得到由温度改变引起的相对标准不确定度为

（2）分取乙腈提取液引入的相对标准不确定度ucrel(V2)。经提取后，分取的乙腈提取液为10.00 mL，根据表2数据使用规格为10 mL的分度吸量管移液，按则引入的标准不确定度为0.028 9 mL，相对标准不确定度为0.002 89。乙腈具体系数与偏差见表2，按得到由温度改变引起的相对标准不确定度为

分取乙腈提取液引入的相对标准不确定度为

（3）最终使用丙酮定容引入的相对标准不确定度ucrel(V3)。最终根据表2数据使用规格为5 mL的容量瓶定容，按则引入的标准不确定度为相对标准不确定度为丙酮具体系数与偏差见表2，按得到由温度改变引入的相对标准不确定度为

最终使用丙酮定容引入的相对标准不确定度为

合成实验过程中加入乙腈提取液、分取乙腈提取液和使用丙酮定容引入的不确定度得到合成相对标准不确定度为

2.3.4 使用最小二乘法拟合标准曲线求乙酰甲胺磷浓度过程引入的相对标准不确定度urel(c)

配制6个浓度不相同且有梯度的乙酰甲胺磷校准点，并使用校准曲线计算乙酰甲胺磷的浓度。6个浓度点算出的平均值每个浓度点各测3次，结果见表3。

表3 乙酰甲胺磷标准系列溶液3次测定的结果

以含量为横坐标，峰面积为纵坐标得方程得y=bx+a=6 164.5x+23.378，线性最小二乘法拟合曲线的相关系数r为0.999 6，残留标准偏差为以 及测量提取溶液6次的浓度为 0.135 9 μg·mL-1、0.129 7 μg·mL-1、0.135 3 μg·mL-1、0.132 9 μg·mL-1、0.132 8 μg·mL-1和 0.130 8 μg·mL-1，则平均值c=0.133 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为

其中，b为斜率p为测试的次数，n为测试校准溶液的次数，则最小二乘法拟合标准曲线求样品浓度时产生的相对标准不确定度为

2.3.5 在重复情况下，测6次结果的重复性过程引入的测量的平均值的相对标准不确定度

在重复条件情况下，同一批的豆角被同一位实验人员用同一套实验仪器做6次重复实验，得到乙酰甲胺磷的含量分别为 0.136 mg·kg-1、0.130 mg·kg-1、0.135 mg·kg-1，0.133 mg·kg-1、0.133 mg·kg-1和0.131 mg·kg-1，平均值为 0.13 mg·kg-1，测量的重复性以标准偏差表示，按贝塞尔公式[4]计算为

此次测定6个豆角样本，当报告平均值时，该次测量的平均值的标准不确定度为

则相对标准不确定度为

2.3.6 乙酰甲胺磷合成相对标准不确定度和相对扩展不确定度

乙酰甲胺磷合成相对标准不确定度为

当置信区间为95%时，取包含因子k=2，则乙酰甲胺磷相对扩展不确定度为Urel=k×ucrel(W)=2× 0.033 5=6.7%。

样品中乙酰甲胺磷为0.13 mg·kg-1，则扩展不确定度为

2.3.7 不确定度结果

根据不确定度评估后，乙酰甲胺磷测定结果为0.13 mg·kg-1；U=0.009 mg·kg-1，k=2。

3 结论

通过分析气相色谱法测定豆角中乙酰甲胺磷的实验过程，找到了影响不确定度的5个关键因素，发现配制标准溶液过程和提取乙酰甲胺磷的前处理过程引入的影响比较大，称样过程引入的影响最小，基本可忽略不计。在实验过程中，实验人员要按照规程进行实验操作，了解实验过程中的关键控制点，规范工作，并使用高精度的测量仪器，定期对实验仪器进行保养维护和检定，增强实验仪器运行的稳定，从而有效减小测量数据的不确定度和确保检测结果准确。