王燕燕 丁 輝

(1.江西核工業(yè)環(huán)境保護中心，江西 南昌 330012；2.江西貫通檢測有限公司，江西 南昌 330012)

引言

碘是一種用來制造甲狀腺激素的必需營養(yǎng)元素。在人體中，甲狀腺激素負責(zé)了一些代謝過程。在正常生長、骨骼形成、大腦發(fā)育和能量代謝都需要甲狀腺激素。人體的碘主要來自膳食，母乳中也含有碘，在引進輔助食品前(引進固體食物的過渡期通常大約在6月齡)，母乳是純母乳喂哺嬰兒膳食碘的唯一食物來源。如果已選擇以嬰兒配方奶粉代替部分或全部母乳，嬰兒配方奶粉中的碘含量就會影響嬰兒的膳食碘攝入量。世界衛(wèi)生組織建議0至12月齡的嬰兒的膳食碘攝入量為每日每公斤體重15微克(假設(shè)一個體重6公斤的6月齡嬰兒，即每日90微克)。然而，如果其碘攝入量少于世衛(wèi)組織建議的三分之一(即每日每公斤體重5微克)，則有可能影響其甲狀腺功能，如果甲狀腺功能顯著受損，不排除嬰兒腦部發(fā)育可能受影響。我國食品安全國家標準嬰兒配方食品(GB 10765-2010)規(guī)定了嬰兒配方食品中碘含量為2.5μg/100KJ～14.0μg/100KJ(10.5μg/100kcal～58.6μg/100kcal)；食品安全國家標準較大嬰兒和幼兒配方食品(GB 10767-2010)規(guī)定了較大嬰兒和幼兒配方食品碘含量最小值為1.4μg/100KJ(5.9μg/100kcal)，最大值沒有特別說明。由于測定結(jié)果不可避免的具有不確定度，為了保證測量結(jié)果的準確性，并按照GB/T 27418-2017《測量不確定度評定和表示》的相關(guān)要求，現(xiàn)對碘含量130μg/100g左右的嬰幼兒奶粉進行化學(xué)測量不確定度的評定，并最終給出了檢測結(jié)果的不確定度表達式。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

氣相色譜儀：Clarus 580，配ECD檢測器，PerkinElmer；

電子天平：AL204，感量0.1mg，METTLER；

碘化鉀：優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；

實驗室所用正己烷為色譜純，其他試劑均為分析純，實驗室用水為一級水。

1.2 測量原理

試樣中的碘在硫酸條件下與丁酮反應(yīng)生成丁酮與碘的衍生物，經(jīng)氣相色譜分離，電子捕獲檢測器檢測，外標法定量。

測試流程圖見圖1：

圖1 奶粉中碘測試流程圖

1.3 數(shù)學(xué)模型：

采用外標法定量，按式(1)計算奶粉中碘的量。

X=(C*100)/M

(1)

式中：X：樣品中碘含量，μg/100g；

C：樣品溶液上機測得相當于標準液碘的質(zhì)量，μg；

M：樣品稱樣量，g。

2 不確定度分量的主要來源及分析

(1)標準溶液濃度引入的不確定度：配制標準溶液及標準系列衍生化反應(yīng)引入的不確定度；

(2)樣品制備引入的不確定度：樣品前處理引起的不確定度；

(3)測試過程隨機效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度：樣品多次測量的重復(fù)性引起的不確定度；

(4)校準曲線引入的不確定度：校準曲線擬合引起的不確定度。

3 測量不確定度評定

3.1 標準溶液濃度引入的不確定度

標準溶液引入的不確定度主要來源包括標準溶液的配制過程和標準系列的配制及衍生化反應(yīng)過程。

3.1.1 標準使用液的配制過程引入的不確定度

3.1.1.1 1000μg/mL碘標準儲備液的配制：

稱量引起的不確定度：準確稱取131.0mg碘化鉀至100mL容量瓶中，超純水溶解并定容至刻度。碘化鉀標準物質(zhì)使用優(yōu)級純試劑，純度按100%計，使用萬分之一天平稱量，天平允許誤差為±0.3mg，按均勻分布計算，考慮到本次稱量是分兩次完成，一次皮重，一次毛重，由稱量標準品引入的不確定度和相對不確定度分別為：

urel(m1)=0.2449/131.0=0.00187

定容產(chǎn)生的不確定度：100mLA級單標容量瓶，校準證書給出的允差為±0.1mL，校準溫度為20℃，按三角分布計算，其引入的相對不確定度是：

3.1.1.2 100μg/mL碘標準中間液配制過程引入的不確定度

配制過程：準確移取10.00mL碘標準儲備液，用水定容到100mL，得到100ug/mL碘標準中間溶液。使用10mL A移液管，校準誤差0.1mL，故引入的不確定度為

定容使用100mLA級容量瓶，則定容過程

故配制100ug/mL碘標準中間液相對不確定度為

u(s1)=[urel(v0)2+urel(v)2]1/2=0.00410

3.1.1.3 1.0μg/mL碘標準使用液配制過程引入的不確定度

配制過程：準確移取1.00ml 100μg/mL碘標準中間溶液至100ml容量瓶中，得到1.0μg/mL碘標準使用液，使用1mLA級移液管操作，允差0.01mL，則移取1ml該液帶來的不確定度為：

按JJG 196-2006規(guī)定，20℃時100mL容量瓶(A級)的容量允差△為±0.1mL，按三角分布則100m容量瓶帶來的標準不確定度：

故1.0μg/mL標準使用液配制過程引入的不確定度

u(s2)=[urel(v2)2+urel(v3)2]1/2=0.00410

綜上所述，標準使用液的配制過程引入的不確定度包括標準儲備液配制過程(稱量和定容)、中間液和使用液稀釋過程，對上述不確定度的各個分量合成得到該不確定度的合量應(yīng)為

u(s)=[urel(m1)2+urel(v1)2+urel(s1)2+urel(s2)2]1/2=0.00611

3.1.2 標準系列的配制及衍生化反應(yīng)過程引入的不確定度

標準系列配制與衍生過程：用移液管分別吸取1.00、2.00、4.00、6.00、8.00mL 1.0μg/mL碘標準液至100mL容量瓶中，加入5ml 109g/L亞鐵氰化鉀和5mL 219g/L乙酸鋅溶液，水定容至刻度，搖勻，靜置10min，濾紙過濾取10mL溶液加入硫酸、雙氧水和丁酮衍生化，正己烷萃取兩次，水洗滌2-3次無水硫酸鈉脫水定容至50mL。標準系列相當于含1.0μg、2.0μg、4.0μg、6.0μg、8.0μg的碘。

以移取4.00mL 1.0μg/mL碘標準液為例，使用5mLA移液管，校準誤差0.05mL，故引入的不確定度為：

定容使用100mLA級容量瓶，則定容過程：

移取10mL濾液使用10mL移液管，允差0.1mL，

衍生化后定容至50mL引入的不確定度：

定容使用50mLA級容量瓶，則定容過程：

則該濃度引入的不確定度為：

Urel(S1)=0.00656

故標準系列溶液配制及衍生過程產(chǎn)生的不確定度如表1所示：

表 1 標準系列配制及衍生引入的不確定度

綜上所述，標準溶液濃度的不確定度來源主要包含配制標準使用液的過程及標準系列配制和衍生化過程，對上述不確定度的分量進行合成并計算得到標準溶液濃度的相對不確定度為：

3.2 樣品制備引入的不確定度

樣品制備過程引入的不確定度來源包括：樣品的稱量、定容、衍生化萃取過程等。

樣品的稱量：稱取5g，使用萬分之一天平，天平允許誤差為±0.3mg，按均勻分布計算，考慮到本次稱量是分兩次完成，一次皮重，一次毛重，由稱量樣品引入的不確定度和相對不確定度分別為：

urel(m1)=0.2449/5000=0.000049

定容產(chǎn)生的不確定度：使用100mLA級單標容量瓶，校準證書給出的允差為±0.1mL，校準溫度為20℃，按三角分布計算，其引入的相對不確定度是：

同標準系列處理，過濾后移取10mL濾液使用10mL移液管允差0.1mL，其不確定度為：

衍生化后定容至50mL引入的不確定度：定容使用50mLA級容量瓶，則定容過程的不確定度為：

綜上所述，樣品制備過程引入的不確定度來源包括：樣品的稱量、定容、衍生化萃取過程。對上述各分量進行合成并計算，則樣品制備過程引入的相對不確定度為：

ur(Y)=[urel(m1)2+urel(v1)2+urel(v0)2+urel(v)2]1/2=0.00412

3.3 測試過程隨機效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度：

主要是樣品多次測量的重復(fù)性引起的不確定度，其他隨機性如衍生化效率等不考慮。對樣品進行6次重復(fù)試驗，奶粉中碘含量見表2所示。

表2 奶粉中碘含量測定結(jié)果

按A類進行評定試驗重復(fù)性引入的標準不確定u(X)，試驗次數(shù)為6，標準偏差S(X平均)為3.00μg/100g。奶粉中碘重復(fù)測試引入的不確定度為：

重復(fù)測試引入的相對標準不確定度為：

3.4 校準曲線引入的不確定度

標準工作液1.0μg、2.0μg、4.0μg、6.0μg、8.0μg，對每個標準溶液測量3次，共測15次，測得的濃度與峰面積的對應(yīng)值如表3所示。

表3 標準系列測得的峰面積

對樣品進行了6次測定，根據(jù)校正曲線所得結(jié)果分別為，6.61、6.52、6.63、6.58、6.68、6.66μg，平均值為6.6μg。由p=15，n=6，則

4 合成相對標準不確定度

綜上所述，碘的合成相對標準不確定度為：

奶粉中碘標準合成不確定度為：

5 擴展不確定度

在沒有特殊要求的情況下，按國際慣例，取擴展因子k=2，則擴展不確定度為：

U=UC×k=5.1μg/100g

6 測量結(jié)果表示

7 結(jié)果與討論

各不確定度的分量如圖2所示。

圖2 不確定度分量的來源

從不確定度分量的評估過程可以看出，對合成相對不確定度貢獻最大的分量為標準溶液濃度和測量重復(fù)性帶來的不確定度。標準系列的制備繁瑣，涉及多步驟的稀釋與定容，還有衍生化等操作，故此過程帶來的不確定度最大。因此，制備標準系列應(yīng)嚴格按照標準方法每個系列點都隨樣品一同處理，這樣得到的校正曲線才會更準確。樣品測量重復(fù)性帶來的不確定度同樣是由于樣品制備也需要經(jīng)過多個步驟，而奶粉的蛋白質(zhì)沉淀處理好壞直接影響后面過濾定容的結(jié)果，故奶粉測定需多次平行測定以消除偏差。