◎ 趙 飛
(遼寧省檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證中心,遼寧 沈陽(yáng) 110000)
不確定度作為評(píng)價(jià)分析結(jié)果準(zhǔn)確性的定量表征,其數(shù)值越小,表明結(jié)果準(zhǔn)確性越高[1]。測(cè)量不確定度的評(píng)定是根據(jù)采用的檢測(cè)方法對(duì)待測(cè)組分進(jìn)行檢測(cè)所得到的檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)的一種方式,也是評(píng)價(jià)檢測(cè)方法合理性、科學(xué)性的有效手段之一[2]。
吡蟲(chóng)啉通過(guò)作用于昆蟲(chóng)的乙酰膽堿受體,擾亂神經(jīng)活動(dòng)達(dá)到殺蟲(chóng)效果,具有觸殺和胃毒雙重作用,應(yīng)用較為廣泛[3]。由于吡蟲(chóng)啉具有較強(qiáng)的內(nèi)吸作用,不當(dāng)使用后可能造成農(nóng)藥殘留超標(biāo),給人體健康帶來(lái)安全隱患。此外,吡蟲(chóng)啉對(duì)蜜蜂等傳粉生物具有較大毒性,可嚴(yán)重抑制蜂群數(shù)量的增長(zhǎng),間接影響環(huán)境生態(tài)平衡[4]。目前,吡蟲(chóng)啉的檢測(cè)多采用高效液相色譜法和高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[5]?!妒称钒踩珖?guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中涕滅砜威、吡唑醚菌酯、嘧菌酯等65種農(nóng)藥殘留量的測(cè)定 液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜法》(GB 23200.34—2016)中規(guī)定的方法可一次處理檢測(cè)多種農(nóng)殘,本文按照該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水果中吡蟲(chóng)啉的檢測(cè),并對(duì)檢測(cè)過(guò)程的不確定度進(jìn)行系統(tǒng)的分析,為檢驗(yàn)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室按照該方法開(kāi)展水果中吡蟲(chóng)啉檢測(cè)提供科學(xué)的指導(dǎo)與依據(jù)。
Waters XEVO TQD液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國(guó)沃特世公司);BSA224S-CW電子天平(德國(guó)賽多利斯公司);GM200高速粉碎機(jī)(德國(guó)萊馳公司);FJ300-SH均質(zhì)器(德國(guó)IKA公司);X1R高速冷凍離心機(jī)(德國(guó)Thermo公司)。
水果購(gòu)于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)。丙酮、二氯甲烷、乙腈(色譜純,美國(guó)Fisher公司);無(wú)水硫酸鈉、氯化鈉(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);甲酸(色譜純,上海安譜公司);吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(純度為98.5%,Dr. Ehrenstorfer)。
1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)配制
準(zhǔn)確稱(chēng)取吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)品20.52 mg于20 mL容量瓶中,用乙腈定容至刻度,即得濃度為1.0 mg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。準(zhǔn)確吸取0.1 mL濃度為1.0 mg·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液用乙腈稀釋定容至100 mL,即得1.0 μg·mL-1吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)中間液?;|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液:準(zhǔn)確吸取標(biāo)準(zhǔn)中間液(1.0 μg·mL-1)0.25 mL、0.50 mL、1.0 mL、2.5 mL和5.0 mL于50 mL容量瓶中,用5%乙腈定容至刻度,配成標(biāo)準(zhǔn)系列工作液。準(zhǔn)確移取以上各濃度標(biāo)準(zhǔn)系列工作液1.0 mL分別添加至經(jīng)空白樣品前處理的殘?jiān)?,渦旋混合均勻,制得5.0 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、50 ng·mL-1和100 ng·mL-1基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液,臨用現(xiàn)配。
1.2.2 儀器條件
色譜柱:WATERS BEH C18,2.1 mm×50 mm;流速:0.4 mL·min-1;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:5 μL。梯度洗脫程序:A為乙腈,B為0.1%甲酸水;0~0.5 min,A:5%;0.5~2.5 min,A:5%~95%;2.5~3.5 min,A:95%~5%。離子源溫度:150 ℃;檢測(cè)方式:MRM;毛細(xì)管電壓:2.0 kV;脫溶劑氣流量:800 L·h-1;脫溶劑氣溫度:400 ℃;定量離子255.9/174.8;定性離子255.9/208.9;錐孔電壓:34 V;碰撞電壓:12 V/16 V。
1.2.3 樣品制備
稱(chēng)取10 g試樣,加10 mL水,靜置;再加40 mL丙酮,振蕩提??;上述溶液減壓抽濾,濾液合并濃縮。向濃縮液中加入氯化鈉溶液和二氯甲烷各30 mL,振蕩,移取二氯甲烷層;再向剩余溶液中加入30 mL二氯甲烷,重復(fù)上述操作,合并二氯甲烷層。二氯甲烷層經(jīng)無(wú)水硫酸鈉脫水,濃縮至近干,加入2.0 mL SPE溶液溶解。將上述溶液轉(zhuǎn)入固相萃取柱(預(yù)先采用SPE溶液淋洗),收集流出液;再用SPE溶液洗滌固相萃取柱,收集流出液;流出液濃縮至近干,氮?dú)獯蹈桑辉偌尤胍欢w積乙腈,再用0.1%甲酸定容至1.0 mL,渦旋混勻,過(guò)濾膜待測(cè)。
1.2.4 數(shù)學(xué)模型的建立
建立測(cè)定樣品中吡蟲(chóng)啉含量的數(shù)學(xué)模型(1)。
式(1)中,ω-樣品中吡蟲(chóng)啉的含量,μg·kg-1;ρ-由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)得出的樣液中吡蟲(chóng)啉的濃度,ng·mL-1;ρ0-空白溶液中吡蟲(chóng)啉的濃度,ng·mL-1;V-樣品定容體積,mL;c-系數(shù);A-試樣溶液中吡蟲(chóng)啉的響應(yīng)值;As-標(biāo)準(zhǔn)溶液中吡蟲(chóng)啉的響應(yīng)值;m-水果樣品的稱(chēng)樣量,g;P-水果空白基質(zhì)的加標(biāo)樣品回收率。
2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度ur(s)
(1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的不確定度ur(c1)。由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書(shū)可知,吡蟲(chóng)啉的相對(duì)不確定度U=1.07%(k=2)。由標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)純度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
(2)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度ur(c2)。標(biāo)準(zhǔn)品稱(chēng)量采用分度為0.000 01 g天平,稱(chēng)量范圍在0~50 g時(shí),其最大允許誤差為±0.5 mg,按均勻分布計(jì)算,稱(chēng)量操作過(guò)程中由使用的分析天平而引入的相對(duì)不確定度為:
準(zhǔn)確吸取吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液0.1 mL于100 mL容量瓶中,用乙腈定容至刻度,即得1.0 μg·mL-1吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)中間液。
使用0.1 mL的A級(jí)分度吸量管準(zhǔn)確吸取0.1 mL吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液于100 mL容量瓶中,用乙腈稀釋并定容,配制成吡蟲(chóng)啉標(biāo)準(zhǔn)中間液,其質(zhì)量濃度為1.0 μg·mL-1。該過(guò)程的不確定度來(lái)源主要由兩方面引入,一方面是使用的吸量管、容量瓶等玻璃器皿本身引入的,另一方面是由于操作時(shí)實(shí)驗(yàn)室的溫度發(fā)生變化,進(jìn)而導(dǎo)致量取的溶液體積變化而引入不確定度。0.1 mL的A級(jí)分度吸量管允許誤差為±0.002 mL,按照均勻分布考慮,則由此引入的不確定度為:
A級(jí)100 mL容量瓶的容量允許誤差為±0.10 mL,按照均勻分布考慮,取則容量瓶引入的不確定度為:
標(biāo)準(zhǔn)溶液配制室的溫度控制在(20±5)℃,20 ℃下乙腈的膨脹系數(shù)為1.37×10-3/℃,則由乙腈體積變化的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
綜上,標(biāo)準(zhǔn)中間液配制過(guò)程引入的不確定度為:
(3)基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的不確定度ur(c3)。由基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引入的各分量相關(guān)情況見(jiàn)表1。
表1 基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程引入的分量表
根據(jù)各分量,基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制過(guò)程引入的 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
(4)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合引入的不確定度ur(c4)。本方法采用優(yōu)化后的儀器條件,分別對(duì)5個(gè)不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,濃度依次為5.0 ng·mL-1、10 ng·mL-1、20 ng·mL-1、50 ng·mL-1和100 ng·mL-1。以吡蟲(chóng)啉的濃度為橫坐標(biāo)、其響應(yīng)峰面積為縱坐標(biāo),進(jìn)行線(xiàn)性擬合,相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。向陰性樣品中加標(biāo),并進(jìn)行6次平行測(cè)定,測(cè)得加標(biāo)樣品的測(cè)試液濃度分別為:45.6 ng·mL-1、45.2 ng·mL-1、45.0 ng·mL-1、45.3 ng·mL-1、45.7 ng·mL-1和45.4 ng·mL-1,平均值為45.4 ng·mL-1,由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)引入的不確定度可由公式(2)計(jì)算。
表2 吡蟲(chóng)啉基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)表
式(2)中,u(c4)-曲線(xiàn)擬合引入的不確定度;S(A)基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液中吡蟲(chóng)啉響應(yīng)值殘差的標(biāo)準(zhǔn)差;b-基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的斜率;p-同一溶液測(cè)量次數(shù)(6次);n-基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的測(cè)定次數(shù)(5次);c0-以基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)校正待測(cè)樣品濃度的平均值,ng·mL-1;ci-基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)各點(diǎn)濃度的理論值,ng·mL-1;c-i-基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)各點(diǎn)濃度的平均值,ng·mL-1。
由基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為ur(c4)為0.005 42。其中,S(A)可按公式(3)計(jì)算。
式(3)中,Ai-基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液各點(diǎn)的響應(yīng)值;A-以基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算得到的理論響應(yīng)值;n-基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的點(diǎn)數(shù)。
綜上,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算公式為:
2.1.2 樣品稱(chēng)量引入的不確定度ur(m)
樣品稱(chēng)量時(shí)采用分度為0.01 g的分析天平。0~50 g稱(chēng)量范圍內(nèi)該天平的最大允許誤差為±0.05 g,按均勻分布,由樣品稱(chēng)量操作過(guò)程引入的相對(duì)不確定度為:
2.1.3 樣品前處理引入的不確定度ur(V)
提取過(guò)程中凈化后加入0.4 mL乙腈,再加入0.6 mL 0.1%甲酸水溶液。分別采用0.5 mL、1 mL分度吸量管進(jìn)行添加,容量允差分別為±0.005 mL、±0.008 mL,該過(guò)程引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
2.1.4 重復(fù)性引入的不確定度ur(R)
按照實(shí)驗(yàn)方法,對(duì)陰性樣品進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn),添加量為5 μg·kg-1,測(cè)定值分別為:4.56 μg·kg-1、4.52 μg·kg-1、4.50 μg·kg-1、4.53 μg·kg-1、4.57 μg·kg-1和4.54 μg·kg-1,加標(biāo)測(cè)試樣品的平均測(cè)定值為4.54 μg·kg-1,采用貝塞爾公式計(jì)算待測(cè)物的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.005 69,則相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
2.1.5 回收率引入的不確定度ur(P)
對(duì)陰性水果樣品進(jìn)行加標(biāo)實(shí)驗(yàn),添加量吡蟲(chóng)啉的量相當(dāng)于5 μg·kg-1,回收率分別為:91.2%、90.0%、90.6%、91.4%、90.8%和90.4%,平均值為90.7%,按照A類(lèi)評(píng)定應(yīng)用貝塞爾公式計(jì)算待測(cè)物的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.569%,其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
采用t檢驗(yàn)方法來(lái)判斷本實(shí)驗(yàn)的回收率同100%之間是否存在顯著差異,若存在,需要采用回收率對(duì)結(jié)果進(jìn)行修正。當(dāng)n=6,在95%置信概率水平下t0.95(5)=2.571,該回收率下即t>2.571,即檢測(cè)結(jié)果需采用回收率進(jìn)行修正。
本實(shí)驗(yàn)中,由回收率引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
綜合以上各分量,吡蟲(chóng)啉的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算如下:
合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度:u(x)=0.026 2×4.54=0.12 μg·kg-1。
當(dāng)置信概率在95%時(shí),吡蟲(chóng)啉檢測(cè)結(jié)果的擴(kuò)展不 確 定 度為U95=k×u(x)=0.24 μg·kg-1(k=2)。按照《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》(JJF 1059.1—2012)要求,采用本方法檢測(cè)樣品中吡蟲(chóng)啉的含量,檢測(cè)結(jié)果應(yīng)表示為(4.54±0.24)μg·kg-1。
采用液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定水果中吡蟲(chóng)啉含量,對(duì)整個(gè)操作過(guò)程中存在的不確定度分量進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)定。通過(guò)評(píng)定可以看出,液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法進(jìn)行水果中吡蟲(chóng)啉檢測(cè),基質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制引入的不確定度貢獻(xiàn)最大,回收率和樣品稱(chēng)量引入的不確定度貢獻(xiàn)次之。因此,今后的工作中,標(biāo)準(zhǔn)系列溶液配制時(shí)應(yīng)通過(guò)更合理地設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)濃度,選用合適的移液工具,嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)室的溫度,提高檢測(cè)人員的技術(shù)水平,切實(shí)減小不確定度分量,保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的科學(xué)性和合理性。