食品接触材料中壬基酚迁移量测量不确定度评定

邵卫卫 陈雪琪

（江苏澄信检验检测认证股份有限公司/江苏省塑料及塑料包装产品质量监督检验中心，江苏 江阴 214400）

1. 引言

壬基酚（Nonylphenol，NP）是一类典型的酚类环境内分泌干扰物（Endocrine disrupting chemicals，EDCs），化学性质稳定，其分子结构与雌激素相似，较强的亲脂性，具有持久性与生物蓄积性，可通过食物链进入生物体，易在生物体内富集并存在生物放大作用。其雌激素效应和生物毒性也被大量体内外实验证明，其对生物体产生的不良作用包括对内分泌系统、生殖系统和免疫系统的影响以及促癌作用等[1]。本文依据标准GB 31604.50-2020《食品安全国家标准 食品接触材料及制品壬基酚迁移量的测定》[2]和JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》[3]和采用液质联用仪定量分析方法分析食品接触材料中壬基酚迁移量不确定度的大小。研究影响其不确定的因素，并对不确定度进行评估，为进一步优化检测方法和提高检测数据的准确度提供技术支撑。

2. 材料与方法

2.1 主要仪器与试剂

液相色谱串联四级杆质谱仪（ESI）（waters）；涡旋振荡器（上海京孚仪器有限公司）、分析天平（0.1 mg）（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）、高速离心机（上海安亭科学仪器厂）；壬基酚标准品（DR；纯度：99.9%）；乙醇为分析纯（国药集团化学试剂有限公司）。

2.2 测试原理

以10%（体积分数）乙醇溶液为食品模拟物经迁移试验所得浸泡液直接进样测定。浸泡液中壬基酚采用液相色谱-质谱法测定，外标法定量。

2.3 试验过程

（1）依据GB 31604.1-2015《食品安全国家标准食品接触材料及制品试验通则》[4]和 GB 31604.156-2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品迁移试验预处理通则》[5]裁取10 cm×6 cm 样品，置于洁净烧杯中，加入100 mL 10%乙醇食品模拟物，于70℃条件下浸泡2 h。

（2）迁移试验结束后，准确量取迁移试验中得到的模拟物约1 mL 通过0.2 μ m 滤膜过滤后于进样瓶供测定用。壬基酚迁移量的测定方法参照GB 31604.50-2020《食品安全国家标准 食品接触材料及制品壬基酚迁移量的测定》进行。

2.4 建立数学模型

式中：X——食品模拟物试液中壬基酚的迁移量（mg/kg）

C——壬基酚的浓度（mg/L）

C0——空白浸泡液中壬基酚的含量

V——食品模拟物浸泡体积（L）

S——样品与食品模拟物接触面积（dm2）

F——实际使用情况下制品接触面积与食品模拟物体积之比，各种液态食品模拟液密度通常以1 kg/L 计，单位为dm2/kg。

3. 结果与分析

3.1 测量不确定度的主要来源分析

（1）样品前处理迁移试验引入的不确定度；

（2）标准曲线引入的不确定度，包括壬基酚标准物质纯度、标准物质称量、标准溶液配制、标准曲线拟合等因素；

（3）测量时的不确定度，包括重复测量偏差、回收率等因素。

3.2 不确定度分量的评定

3.2.1 标准前处理迁移试验引入的不确定度

1）浸泡液配制引入的不确定度

用量程为100 mL 的量筒量取10 mL 乙醇，用1000 mL 量筒取900mL 纯水，两者混合均匀制成100 mL 10%乙醇溶液。根据《常用玻璃量器检定规程》给出的20℃时1000 mL 量筒的允许误差为±5.0 mL，按照三角形分布计算：

100 mL 量筒的允许误差为±0.5 mL，按照三角形分不计算：

因此配制100 mL 10%乙醇产生的相对标准不确定度为：

用量筒为100 mL 的量筒量取100 mL 配制好的10%乙醇溶液，根据《常用玻璃量器检定规程》给出的20℃时100 mL 量筒的允许误差为±0.5 mL，按照三角形分布计算：

2）样品面积测量引入的不确定度

量取样品的长为10.00 cm，宽为6.00 cm，千分尺校准证书给出估读误差为0.005 mm，k=2，p=95%。计算出浸泡面积为60.0cm2。样品近似矩形，但不规则，因此由测量被浸泡样品面积引入的相对标准不确定度为：

3）浸泡温度引入的不确定度

随着温度的变化，样品中的溶出物的量随之增加，直至达到极限值。迁移试验是将装有被测样品的烧杯放入设定好60℃电热鼓风干燥箱中，因此这部分的不确定度根据设备本身的不确定度来衡量。电热鼓风干燥箱检定证书给出的扩展不确定度为0.7℃（k=2），ur（Qd）=0.7/2/60=0.0058。

4）样品前处理引入的合成相对标准不确定度

3.2.2 标准曲线引入的不确定度

壬基酚标准贮备溶液（1000 mg/L）：准确称取壬基酚标准品10 mg（精确至0.01 mg），用甲醇定容至10 mL。壬基酚标准中间液（10 mg/L）：吸取1.0 mL 壬基酚贮备液，用甲醇定容至100 mL。标准溶液配制：吸取壬基酚标准中间液0、0.02、0.04、0.06、0.10、0.20、0.40 mL 于10 mL容量瓶中，分别用10%乙醇模拟液进行定容，得到壬基酚浓度分别为0.00 mg/L、0.01 mg/L、0.02 mg/L、0.03 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.20 mg/L的标准工作溶液。

1）标准物质引入的不确定度

BPA 标准物质的检定证书给出的纯度为99.90%，扩展不确定度为±2.00%（k=2），且使用前不需要经过干燥等处理，因此由标准物质引入的相对标准不确定度为：

2）标准物质称量引入的不确定度

精密称取壬基酚标准物质10.03 mg，标准物质质量是由两次称量所得（去皮和标准物质称量），根据天平检定证书可知，本实验所用天平偏载误差为±0.1 mg，示值误差为±0.05 mg，属于测量不确定度B 类，按均匀分布（k=）计算：

3）标准物质储备液配制过程中引入的不确定度

根据JJG-2006，20℃时10 mL 容量瓶的容量允差为±0.020 mL。按三角分布（k=）计算，容量瓶刻度产生的不确定度为：

实验室温度为（20±5℃），甲醇的体积膨胀系数为1.18×10-3/℃。按均匀分布（k=）计算，由温度波动产生的10 mL 容量瓶的不确定度为：

由二者合成的相对标准不确定度为：

4）标准工作溶液配制引入的不确定度

此过程至少要考虑2 个引入不确定度的因素：（1）容量瓶的刻度校准和温度波动引入的不确定度；（2）移液枪的校准和温度波动引入的不确定度。

移液枪引入的不确定度计算过程如下：

1 mL 移液枪的允许误差为±1 μ L，使用一次移液枪自身产生的不确定度：

由于该试验在20℃左右进行，环境温度变化±5℃，因此温度影响移液枪准确度的不确定度：

用1 mL 移液枪吸取1.000 mL 甲醇，重复称重10 次，得到测量重复性的不确定度为 u4-3=0.0028 mL。因此1 mL 移液枪移取1.000 mL 引入的相对标准不确定度为：

1 mL 移液枪移取1.000 mL 引入的相对标准不确定度为：

第二次稀释引入的不确定度：

第三次稀释引入的不确定度：

5）标准曲线拟合引入的不确定度

按照表中数据，以壬基酚标准溶液浓度为横坐标，响应值为纵坐标绘制曲线。每个测量点测量1 次。线性拟合后得到的回归方程为标曲y=139063x+110.842，相关系数r2=0.9906。

由标准曲线拟合引入的不确定度：

式中：n——测试标准溶液次数：6 次；

p——测试样品溶液次数：6 次；

b——工作曲线斜率：139063；

j——下标，测试标准溶液的次序序数。

表1 标准曲线

表2 中间计算结果

由此得出标准曲线残差的标准偏差 SR=550.78854；标准工作曲线线性拟合引入的不确定度urC5=0.0242。

6）标准曲线引入的合成相对不确定度

3.2.3 重复性测量引入的不确定度

以浓度为0.10 mg/L 标准溶液加标方式作为样品中壬基酚浓度进行重复性试验，如表3 所示。

表3 样品测试数据表

3.2.4 回收率引入的不确定度

由于加入浸泡液中的壬基酚存在回收率问题。壬基酚迁移回收率为102%-110%，回收率的相对标准不确定度为：

3.3 合成不确定度

试验的合成相对标准不确定度为：

合成标准不确定度为：

3.4 扩展不确定度

根据JJF 1059.1-2012，在95%置信区间，包含因子k=2 时，扩展不确定度为：

3.5 测量结果的表示

综上所述，液质联用法测定食品接触材材料及其制品中的壬基酚迁移量的不确定度结果报告为0.068±0.0056 mg/kg（k=2）。

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4. 结论

从上述不确定度来源可以看出，壬基酚测试结果不确定度的最大来源于标准曲线拟合，样品前处理迁移试验次之。计算过程中发现标准曲线引入的不确定度与浓度呈正相关。可以通过增加标准溶液的测定次数、减少工作溶液的浓度梯度数量、规范实验人员的操作、做好仪器日常维护保持仪器稳定性等来降低引入的不确定度，提高检验结果的准确性。

试验人员要定期培训，严格按照规范操作，不断提高操作水平，减少人为误差引入的不确定度，优化样品处理条件减少损失及选用合适浓度的标准曲线，也有利于提高测量结果的准确性。