郑怀东，刘学光，关 丽*，唐治宇

(辽宁省水产品质量安全检验检测局，辽宁 沈阳 110031)

气相色谱法测定河蟹中多氯联苯残留量的不确定度分析

郑怀东，刘学光，关 丽*，唐治宇

(辽宁省水产品质量安全检验检测局，辽宁 沈阳 110031)

依据JJG1059—1999《测量不确定度评定与表示》，采用分层建模的方法，建立了气相色谱法测定河蟹中多氯联苯的不确定度评定的数学模型，通过研究整个测定过程，系统分析该测定方法检测结果不确定度的来源，并对不确定度各个分量进行评估和合成，得出了气相色谱法测定河蟹中多氯联苯残留量不确定度的主要影响因素的结论。

气相色谱法；河蟹；多氯联苯；不确定度

多氯联苯(polychorinated biphenyls，PCBs)是一类含不等量氯原子和苯环的氯化烃化合物，理论上有209个同系物异构体，其化学性质稳定，在自然环境中很难降解[1]，半衰期也较长。多氯联苯可通过食物链富集并直接危害人类的健康，对免疫系统、生殖系统、神经系统和内分泌系统均会产生不良影响，并被国际癌症研究中心(international agency for research research on cancer，IARC)确定为可能致癌物。目前，PCBs对海洋环境的污染已引起全球性的关注。因此，要求其检测方法要具有更高的准确度。检测方法的不确定度是判定测量结果准确度的依据。近几年，不确定度分析在食品检测中越来越受到重视[2-7]。本研究根据JJF1059—1999《测量不确定度评定与表示》[8]，参照国家标准GB/T5009.190—2006《食品中指示性多氯联苯含量的测定》[9]，对气相色谱法测定水产品中多氯联苯残留量的不确定度进行了分析与评估，明确了气相色谱法测定水产品中多氯联苯含量不确定度的主要影响因素。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

河蟹(辽蟹)购于某市5家超市和3家农贸市场。

PCBs标准品(规格为100μg/mL溶剂为异辛醇) 美国Accnstandard Inc公司；正己烷(农残级) 美国Fisher公司；二氯甲烷(农残级) 美国迪马公司；无水硫酸钠、浓硫酸(均为优级纯)；碱性氧化铝(分析纯)。

1.2 仪器与设备

6890气相色谱仪(配电子捕获检测器和自动进样器)美国安捷伦公司；TD5A-WS台式低速离心机 湖南长沙湘仪检测设备有限公司；N-1000S-W旋转蒸发仪 上海爱朗仪器有限公司；BP211D电子天平 德国Sartorius公司。

1.3 标准溶液配制

PCBs混合标准中间溶液：准确移取PCB单一标准品(分别为PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB153、PCB138和PCB180)各1mL，分别用正己烷定容至10mL，得到质量浓度10μg/mL的单一标准溶液。再移取上述PCB单一标准溶液各1mL，混合后用正己烷定容至10mL，得到质量浓度1μg/mL的混合标准溶液。

PCB198标准中间溶液：方法同PCBs混合标准中间溶液配制方法，得到质量浓度1μg/mL的标准溶液。

标准混合液：各取PCBs混合标准中间溶液、PCB198标准中间溶液5mL，混合后用正己烷稀释至100mL，得到质量浓度0.05μg/mL混合标准溶液。

加入试样中的内标物PCB198标准溶液的配制：准确移取 PCB198标准中间溶液5mL，用正己烷稀释至100mL，得到质量浓度为0.05μg/mL的标准溶液。

1.4 测定方法

测定方法采用GB/T 5009.190—2006《食品中指示性多氯联苯含量的测定》方法[9]，具体步骤如下：称取10.00g试样，加入1mL定量内标PCB198标准溶液、适量无水硫酸钠，然后加入60mL正己烷-二氯甲烷(1:1，V/V)溶液，用40℃水浴振荡提取2h，振荡速度为200r/min。提取液用旋转蒸发仪浓缩至近干，将浓缩后的提取液用5mL正己烷分次转移至5mL离心管，定容至刻度，然后加入0.5mL浓硫酸，振摇1min，3000r/min离心5min，除去硫酸层。重复上述操作直至有机相(上层)无颜色。有机相过碱性氧化铝柱(在玻璃柱中，从底部起依次装入2.5g活化碱性氧化铝、2g无水硫酸钠，用15mL正己烷预淋洗)，30mL(2×15mL)正己烷洗脱，25mL二氯甲烷-正己烷(5:95，V/V)溶液洗脱。将洗脱液用旋转蒸发仪浓缩至近干。1mL正己烷定容，待测。

1.5 气相色谱条件

色谱柱：HP-5石英毛细管柱(30m×0.32mm，0.25μm)；载气(N2)流速2mL/min；升温程序：初始温度90℃，保持0.5min，然后以15℃/min升至200℃，保持5min，再以2.5℃/min升至250℃，保持2min，最后以20℃/min升至265℃，保持5min；进样口温度：290℃；进样量：1.0μL；进样方式：不分流进样；检测器温度：300℃。

2 结果与分析

2.1 数学模型

式中：RRF为目标化合物对定量内标的相对响应因子；An为标准工作液中目标化合物的峰面积；Cs为标准工作液中定量内标的质量浓度/(μg/L)；Cn为标准工作液中目标化合物的质量浓度/(μg/L)；As为标准工作液中定量内标的峰面积。

式中：Xn为试样中PCBs的含量/(μg/kg)；ms为试样中加入定量内标的质量/ng；m为取样质量/g；As为试样中定量内标的峰面积。

2.2 不确定度的来源分析

以河蟹中测定PCB28为例，从测量过程和数学模型分析可知测定的不确定度主要来源于以下几个方面：标准溶液中目标物和内标物质量浓度引入的不确定度(主要是指配制标准溶液产生的不确定度，包括标准物质引入的不确定度、标准溶液配制过程中量器校准和标准工作液配置过程中温度变化产生的不确定度3部分组成)；试样中内标物PCB198加入量引入的不确定度；试样称量的标准不确定度；试样定容体积的标准不确定度；样品处理操作过程的差异引入的不确定度(回收率不确定度评定)；气相色谱峰面积引起的不确定度。

2.3 不确定度分量的评定

2.3.1 标准溶液PCB28和内标物PCB198的质量浓度引入的不确定度

2.3.1.1 标准物质引入的不确定度

PCB28标准溶液是由美国Accnstandard Inc提供，其不确定度为2%，此不确定度为扩展不确定度，属正态分布，包含因子k＝2，其标准不确定度u1＝2%/2＝0.01，标准溶液纯度为100%，其相对标准不确定度u1rel＝u1/100%＝0.01；内标物PCB198标准溶液不确定度为2%，包含因子k＝2，纯度为98.9%，相对标准不确定度u1srel＝0.01。

2.3.1.2 标准工作液配制过程中量器校准产生的不确定度

表1 各玻璃量器校准产生的不确定度Table 1 Uncertainty arising from calibration of volumetric flask and pipettes

标准工作液配制过程中使用了一系列玻璃量具，按照JJG196—2006《常用玻璃量具检定规程》的要求[10]，均有相应的最大允许差，按照矩形分布，k＝ 3，其相对不确定度见表1。

由表1引入的总不确定度：

2.3.1.3 标准溶液配置过程中温度变化产生的不确定度

测定过程中实验室内温度很难保持恒定，室温在(20±5)℃的范围内变化。玻璃容器的体积受温度变化影响很小，故可忽略不计，但环境温度变化对溶剂的影响不能忽略，水在20℃的膨胀系数为2.1×10-4℃-1，按矩形分布计算。

表2 环境温度变化引起的标准系列配制过程中的不确定度Table 2 Uncertainty arising from environmental temperature change during standard solution preparation

由表2引起的总不确定度：

2.3.1.4 合成标准溶液不确定度

由标准物质、量具校准、温度变化不确定度合成标准溶液的不确定度urel(Cn)或urel(Cs) ＝u1rel2+u2rel2+u3rel2＝0.013。

2.3.2 试样中内标物PCB198加入量引入的不确定度

式中：ms为试样中加入定量内标的质量/ng；Cs为加入试样中的内标物PCB198标准溶液的质量浓度(此处为0.05μg/mL)；V为1mL分度吸管的体积/mL。

根据式(3)可知，试样中内标物PCB198加入量引起的不确定度主要由配制质量浓度为0.05μg/mL的PCB198标准溶液过程中引入的不确定度和1mL吸量管引起的不确定度组成。其中，前者不确定度计算过程与2.3.1节相同，结果为0.013；1mL吸量管A级最大允许差为±0.008mL，按矩形分布，其标准不确定度u(V)＝0.008/1mL吸量管A级当实验室温度在(20±5)℃范围内变化时引起的标准不确定度utemp(V)＝0.000606mL，合成1mL分度吸管A级的相对不确定度为则试样中内标物PCB198加入量引入的不确定0.014。

2.3.3 试样称量引入的不确定度

样品称样量为10.002g，称量使用的天平最小分度为1mg，最大允许误差为±5mg，其不确定度来自于天平的校准，服从矩形分布，包含因子其标准不确定度为：由于称量分皮质量和净质量两次测定，因此称量引入的标准不确定度则其相对标准不确定度

2.3.4 试样定容体积引起的不确定度

本方法中最终定容体积为1.0mL，样品采用吸量管定容，根据JJG196—2006《常用玻璃量具检定规程》，1mL吸量管的最大允许误差为±0.008mL，属矩形分布，由此产生的标准不确定度为其相对标准不确定度

2.3.5 样品处理操作过程的差异引起的不确定度(回收率不确定度评定)

在样品处理过程中，样品的均匀性、仪器本身的性能以及实验人员的操作等因素使实验的每一个步骤都会引入不确定度，使测定结果的一致性受到影响，所以针对样品处理操作过程中的差异引起的不确定度，本实验以5次实验的回收率统一进行评定。该方法在添加量为5μg/kg的PCBs标准溶液时，回收率为95.2%～99.8%，由此产生的不确定度(式中：xmax为最高回收率，xmin为最低回收率，n为测定次数)，可以得出样品处理操作过程的差异引入的不确定度

2.3.6 气相色谱峰面积引起的不确定度

PCB28峰面积直接影响测定结果的准确度，峰面积的不确定度主要由样液进样的重复性和标样进样的重复性引起，本实验使用自动进样器进样，进样量1.0μL，重复进样5次，对标准工作液中内标物PCB198与PCB28峰面积之比(As/An)标样、样液中PCB28与内标物PCB198峰面积之比(An/As)样液、样品中PCB28含量Xn/(μg/kg)及标准差(S)进行计算，结果见表3。

表3 计算重复性不确定度的有关量值Table 3 Metric values of uncertainty arising from calculation repeatability

由表3计算标准工作液重复测定引入的不确定度u(A1)＝S/n＝0.0030, 计算标准工作液重复测定引入的相对不确定度urel(A1)＝0.0030/1.467＝0.0020；同理，计算样液重复测定引入相对不确定度urel(A2)＝0.0040。合成标准工作液和样液重复测定引入的不确定度：

2.3.7 合成标准不确定度

综上所述，气相色谱法测定河蟹中PCB28含量的合成标准不确定度为：

2.3.8 扩展不确定度

取包含因子k＝2，扩展不确定度U＝k×uc＝2×0.15＝0.30μg/kg。

2.3.9 测量不确定度报告

河蟹中PCB28含量测量结果表示为Y＝(5±0.30)μg/kg，k＝2。

2.3.10 多氯联苯七种异构体在河蟹中测定结果的不确定度

不确定度结果见表4。

表4 PCBs七种异构体扩展不确定度Table 4 Expanded uncertainty of 7 PCB isomers μg/kg

3 结 论

本实验从标准物质、内标物加入量、样品称量、定容体积、样品处理操作过程的差异、气相色谱峰面积等几个方面对气象色谱法测定水产品中多氯联苯残留的不确定度进行了分析，结果表明标准物质的质量浓度和样品处理操作过程的差异对测定结果的不确定度贡献较大。因此在检测过程中应尽量使用不确定度小、纯度高的标准物质，并提高实验结果的平行性，以保证检测结果的准确可靠。

[1] 杨晓敏, 朱建如, 陈明. 食品中多氯联苯的污染及其控制[J]. 公共卫生与预防医学, 2006, 17(3): 38-40.

[2] 崔淑华, 郭庆龙, 刘冰, 等. 液相色谱法测定鸡肉中二氯二甲吡啶酚残留量的测量不确定度评定[J]. 食品科学, 2007, 28(12): 397-400.

[3] 卢丽明, 黄诚. HPLC法测定碳酸饮料中日落黄含量的不确定度分析[J]. 中国热带医学, 2008, 8(8): 1448-1449.

[4] 张素娟. 气象色谱法测定白酒中乙酸乙酯含量的不确定度分析[J]. 食品科学, 2010, 8(8): 1448-1449.

[5] 周艳明, 汪霞. 气相色谱法测定西红柿中乙烯利残留量的不确定度分析[J]. 食品工业科技, 2008, 29(1): 278-280.

[6] 高素虹. 重量法测定食品中灰分的测定不确定度分析[J]. 海峡预防医学杂志, 2006, 12(5): 39-40.

[7] 谢显传, 王冬生. 果蔬类农产品中农药残留量检测的不确定度评定[J]. 化学分析计量, 2006, 15(2): 7-9.

[8] 李慎安, 施吕彦, 刘凤, 等. JJF 1059—1999测量不确定度评定与表示[S]. 北京: 中国计量出版社, 1999.

[9] 李敬光, 吴永宁, 赵云峰, 等. GB/T 5009.190—2006食品中指示性多氯联苯含量的测定[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.

[10] 杜书利, 张志清, 谢军燕, 等. JJG 196—2006常用玻璃量具检定规程[S]. 北京: 中国计量出版社, 2007.

Uncertainty Analysis for the Determination of Polychorinated Biphenyls in River Crab by GC

ZHENG Huai-dong，LIU Xue-guang，GUAN Li*，TANG Zhi-yu
(Bureau of Testing on Aquatic Products Quality Safety of Liaoning Province, Shenyang 110031, China)

According to JJG1059—1999MeasurementUncertaintyand Results Indication, a mathematic model of uncertainty evaluation for the determination of polychorinated biphenyls (PCBs) in river crab by gas chromatography (GC) was established.The whole determination procedure was systematically investigated to analyze the sources of determination uncertainty.Meanwhile, the uncertainty of each variable was also evaluated and synthesized. The major affecting factors of GC determination uncertainty for PCBs in river crab were achieved.

gas chromatography (GC)；river crab；polychorinated biphenyls (PCBs)；uncertainty

TS254.7

A

1002-6630(2011)16-0334-04

2010-12-16

郑怀东(1970—)，男，工程师，硕士，研究方向为水产品质量安全检验检测。E-mail：zhd@lnhyw.gov.cn

*通信作者：关丽(1983—)，女，助理研究员，硕士，研究方向为食品安全质量控制。E-mail：guanli0625@163.com