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GC-MS/MS法测定食品中毒鼠强残留量及不确定度评定

2020-08-11庞小莲黎强陈宇

湖北农业科学 2020年11期
关键词:串联质谱气相色谱不确定度

庞小莲 黎强 陈宇

摘要:建立食品中毒鼠强残留量的气相色谱-串联质谱检测方法及科学的不确定度评定模型,提高检测的质量控制水平。结果表明,毒鼠强质量浓度在25.0~250.0 ng/mL线性关系良好,Y=1.181×103X+5.203×103(R2=0.995 3),加标回收率为96.57%,RSD为2.7%,方法检出限为0.098 μg/kg,当食品中毒鼠强含量为0.186 7 mg/kg时,其扩展不确定度为0.000 21 mg/kg。该方法为气相色谱-串联质谱法测定毒鼠强时的不确定度的评定提供了参考依据。

关键词:气相色谱-串联质谱;毒鼠强;不确定度

Abstract: To establish a GC-MS method and a scientific uncertainty evaluation model for the determination of tetramine residues in food poisoning, and to improve the quality control level of detection. The results showed that the linear relationship between the concentration of tetramine 25.0~250.0 ng/mL was good, Y=1.181×103X+5.203×103(R2=0.995 3). The average recovery of three levels was 96.57%, and the corresponding RSD was 2.7%. The detection limit of the method was 0.098 μg/kg. When the content of tetramine in food poisoning was 0.186 7 mg/kg, the expanded uncertainty was 0.000 21 mg/kg. The method of determination of tetramine residues in food poisoning was confirmed, and the reference basis was provided for the evaluation of uncertainty in the determination of tetramine by GC-MS/MS.

Key words: GC-MS/MS; tetramine; uncertainty

毒鼠强化学名称为四次甲基二砜四胺,是一种剧毒鼠药,不溶于甲醇及乙醇,其化学性质非常稳定,在生物体内也不易降解,易造成链条性污染[1]。毒鼠强对中枢神经系统有兴奋作用,主要引起抽搐,对γ-氨基丁酸有拮抗作用,主要是由于阻断γ-氨基丁酸受体所致,此作用为可逆性的。因其对所有温血动物均有剧毒,其毒性相当于氰化钾的100倍,砒霜的400倍,5 mg即可致人死亡,并有严重的二次中毒作用,加之缺乏有效的解毒药品,目前已经被严禁在国内生产和销售[2]。但是由于利益驱动不法分子仍会生产,并且由于管理漏洞和人为投毒,因毒鼠强造成的误食、投毒、自杀事件仍然时有发生。由于食品安全事故存在突发性、隐匿性等特点,为了能及时有效地预防、预警、应对和处置此类事故,并提供相应的技术支持十分必要,依据中国实验室国家认可委员会 CNAS-CL01-2018《检测与校准实验室能力认可准则》[3]的要求,开展检测的实验室应评定测量不确定度,应对当前食品安全风险监测。试验以猪肉和大米为例,研究并建立畜肉肌肉组织及植物性食品中的毒鼠强检测技术与确证方法[4],参照CNAS.CL006-2019《化学分析中不确定度的评估指南》[5]进行不确定度评定,识别试验过程中不确定度的来源,量化各分量的不确定度,分析各分量的不确定度对检测结果的影响,以期优化检测过程,减少检测结果的误差,保证检测结果的准确性。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 仪器 TRACE 1310-TSQ8000 Evo气相色谱-串联质谱仪,美国 Thermo Fisher 公司;BSA822-CM型电子天平,赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;ROATNTA 460R型离心机,德国 SIGMA 公司;541-10000-00-1型涡旋混匀器,德国海道夫公司;N-EVAP-24型氮吹仪,美国 Organomation 公司;1 000 μL可调移液枪、200 μL可调移液枪。

1.1.2 材料与试剂 标准品:毒鼠强,Stanford Chemicals,批号LY170822-14,浓度为(100±0.5) μg/mL;乙腈,色谱纯,美国 Thermo Fisher 公司;QuEChERS 萃取盐包,美国 Agilent 公司,部件號5982-6755(含6 g无水MgSO4,1.5 gNaAc);15 mL QuEChERS 分散固相萃取管,美国 Agilent 公司,部件号5982-5256(含300 mg PSA,300 mg C18,90 mg GCB,900 mg无水MgSO4)。

1.2 方法

1.2.1 标准溶液的配制 精密量取1.0 mL毒鼠强标准溶液,置10 mL容量瓶中,用乙腈溶解并稀释至刻度,摇匀,即得标准使用液,浓度为10.0 μg/mL。分别精密量取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL标准使用液于20 mL容量瓶中,加乙腈定容至刻度,摇匀,即得。浓度依次为25.0、50.0、100.0、150.0、200.0、250.0 ng/mL。

1.2.2 供试品溶液的制备 称取10 g试样,于50 mL聚苯乙烯具塞离心管中,加入10 mL去离子水,涡旋混匀使其充分浸润,放置30 min,再精密加入20.0 mL乙腈,涡旋混匀后,倒入 QuEChERS 萃取盐包中,盖紧瓶盖并用力振摇2 min,在8 000 r/m下离心5 min,室温静置。移取8.0 mL上清液至15 mL QuEChERS 分散固相萃取管中,盖紧瓶盖并用力振摇2 min,在8 000 r/m下离心5 min;经微孔滤膜(0.22 μm)过滤,取续滤液,装瓶,用于气相色谱-串联质谱测定[6]。

1.2.3 气相色谱-串联质谱分析条件 TG-5MS石英毛细管柱(30 m×250 μm,0.25 μm)。载气为He(≥99.99%),柱流量1.2 mL/min,进样口温度250 ℃,不分流,进样量1 μL,溶剂延迟3.0 min。程序升温:初始温度60 ℃,保持1.0 min,以30 ℃/min升至250 ℃,保持6 min。EI源,电子能量为70 eV,灯丝电流25 μA,离子源温度为300 ℃,质谱接口温度为280 ℃,多反应监测(SRM)采集模式,定量离子对240.0>212.0(CE15V);定性离子对212.0>42.2(CE15V),212.0>132.0(CE15V),毒鼠强标准物质质谱见图1。

2 结果与分析

2.1 标准曲线、检出限和精密度

按试验条件进行测定,以毒鼠强的质量浓度为横坐标,峰面积为纵坐标进行线性回归,以信噪比(S/N)为3确定检出限,标准曲线结果见表1和图2。结果显示,毒鼠强在25.0~250.0 ng/mL与目标物的响应值呈良好的线性关系,Y=1.181×103X+5.203×103,R2=0.995 3,方法检出限为0.098 μg/kg。取浓度级别4溶液连续进样7次,以色谱峰响应值的RSD计算精密度,精密度良好(RSD=2.7%)。

2. 2重复性

取自制阳性样品10份[7],按“1.2.2”方法制备供试品溶液,测定浓度并计算毒鼠强的含量和RSD,结果见表2。由表2可知,毒鼠强平均含量0.186 7 mg/kg,RSD为1.4%。

2.3 加标回收率

加标回收率试验设置高、中、低3个浓度水平[8],各浓度水平分别准确称取空白样品10 g,分别精密加入“1.2.1”项下的标准使用液0.1、0.2、0.4 mL,按照“1.2.2”供试品溶液的制备加标回收样品溶液,每个浓度平行制备2份,分别进样测定,计算加标回收率和RSD,结果见表3。由表3可知,平均回收率为96.57%,RSD为2.7%。

3 测量不确定度的评定

3.1 数学模型

式中,C为试样中毒鼠强的残留量(mg/kg);[ρ]为从标准工作曲线上得到的毒鼠强浓度(ng/mL);V为样品定容体积(mL);m为试样质量(g)。

3.2 不确定度的来源分析及量化

3.2.1 标准溶液引入的不确定度

1)標准物质引入的不确定度。毒鼠强标准物质:生产厂商Stanford Chemicals,批号LY170822-14,浓度为100 μg/mL,其扩展不确定度为0.5 μg/mL,按正态分布,取k=2,则标准物质引入的相对标准不确定度为:[urel(P)=0.5100×2=2.50×10-3]

2)标准使用液引入的不确定度。移液器吸液:使用1 000 μL可调移液器移取1 000 μL毒鼠强标准物质,用乙腈定容至10 mL容量瓶中,环境温度为(20±5) ℃。按照JJG646-2006《移液器检定规程》[9]1 000 μL 可调移液器移取1 000 μL溶液,容量允许误差为±1.0%,按三角分布,其标准不确定度为:[u1-1(V)=1.0%×16=4.08×10-3]

试验环境温度为(20±5) ℃,乙腈在20 ℃的体积膨胀系数为1.37×10-3,按矩形分布[6],由此产生的标准不确定度为:[u1-2(V)=5×1×1.37×10-33=3.95×10-3]

由移液枪吸液引入的合成相对标准不确定度为:[u1,rel(V)=(4.08×10-3)2+(3.95×10-3)21=5.68×10-3]

容量瓶定容:A级10 mL容量瓶最大容量允许误差为±0.02 mL,按三角分布,其标准不确定度为:

3)标准曲线配制引入的不确定度。分别精密量取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL毒鼠强标准使用液,于6个20 mL容量瓶中,加乙腈定容至刻度,稀释过程中由移液器移液和容量瓶定容引入不确定度。

移液器移液:按JJG646-2006移液器检定规程规定,移液器容量允许误差分别为±3.0%、±2.0%、±1.5%、±1.5%、±1.0%、±1.0%,按三角分布,则由体积校准引入的相对标准不确定度分别为:

容量瓶定容:JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》[10]规定,20 mL A 级量瓶容量的允许误差为±0.030 mL,按均匀分布,由此产生的不确定度为: [u1-1(T)=0.0306=1.22×10-2]。

4)标准溶液引入的相对不确定度。综合以上3 个分量的不确定度,标准溶液引入的相对不确定度为:

3.2.2 样品引入的不确定度

1)样品前处理引入的不确定度。前处理:20 mL A级单标线吸量管容量允许误差为±0.030 mL,按三角分布,其标准不确定度为:

试验环境温度为(20±5) ℃,乙腈在20 ℃的体积膨胀系数为1.37×10-3,按矩形分布,则由温度效应引入的标准不确定度为:

合成样品前处理过程引入的不确定度:

2)测量重复性引入的不确定度。对样品溶液进行测定,计算其平均值和相对标准偏差,平均值为0.186 7 mg/kg,RSD为1.4%。测量重复性标准不确定度为:[u2(R)=1.4%10=4.43×10-3],则测量重复性引入的相对标准不确定度为[u2,rel(R)=4.43×10-30.186 7=2.37×10-2]。

3)回收率引入的不确定度。平均回收率为96.57%,RSD为2.7%。回收率标准不确定度为:[u3(R)=2.7%6=1.10×10-2],则回收率引入的相对标准不确定度为:[u3,rel(R)=1.10×10-296.57%=1.14×10-2]。

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