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HPLC-ICP-MS法测定毛毛鱼中无机砷的不确定度评定

2020-04-13周探春崔晓娇

食品与机械 2020年2期
关键词:无机电感等离子体

周探春 汪 辉 崔晓娇 周 鹏 黎 瑛 邓 楠

(长沙市食品药品检验所,湖南 长沙 410016)

毛毛鱼学名为龙须炮弹,一种生活在淡水里的小鱼,湖南人将其制成一种辣味小食,深受消费者喜爱。砷广泛分布于自然界中,在空气、土壤、沉积物和水中发现的主要砷化物有As2O3或亚砷酸盐(As Ⅲ)、砷酸盐(As Ⅴ)、一甲基砷酸和二甲基砷酸[1]。砷在不同的形态下,理化性质也不同,毒性也存在很大差异。一般情况下,As(III)、As(V)的毒性最大,过多摄入会引起中毒,一甲基砷酸和二甲基砷酸次之,而砷甜菜碱和砷胆碱则基本无毒[2-6]。目前,关于检测食品中无机砷不确定度评定的文献较少,且大部分报道的是液相色谱—原子荧光光谱法[4-5]。而关于液相色谱—电感耦合等离子体质谱法测定食品中无机砷的不确定度评定的报道甚少,研究对象也仅限于粮食及其制品中无机砷的不确定度评定[3]。RH/T 214—2017《检验检测机构资质认定能力评价 检验检测机构通用要求》规定,检验检测机构可在检验检测出现临界值、内部质量控制或客户有要求时,需要报告测量不确定度。文章根据 GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中规定,水产动物鱼类及其制品中无机砷的限值为0.1 mg/kg,采用液相色谱—电感耦合等离子体质谱法(GB 5009.11—2014)测定,并依据CNAS—GL006《化学分析中不确定度的评估指南》和JJF 1059.1—2012《测量不确定度的评定与表示》对其进行不确定度评定。

1 材料与方法

1.1 试剂耗材与仪器设备

毛毛鱼:长沙市食品药品检验所抽检样;

As3+:(1 002±4) μg /mL,北京曼哈格生物科技有限公司;

As5+:(1 003±6) μg /mL,北京曼哈格生物科技有限公司;

浓硝酸:优级纯,德国默克生物科技有限公司;

正己烷:分析纯,国药集团化学试剂有限公司;

净化小柱:C18柱,北京迪马科技有限公司;

电感耦合等离子体质谱仪:Agilent 7700x型,安捷伦科技有限公司;

高效液相色谱仪:Agilent1260型,安捷伦科技有限公司;

高速冷冻离心机:ST16R型,赛默飞世尔科技公司;

纯水机:Milli-Q型,美国密理博公司。

1.2 样品前处理方法

称取样品,置于50 mL塑料离心管中,加入20 mL 0.15 mol/L硝酸溶液,放置过夜,90 ℃恒温水浴中浸提2.5 h,每0.5 h振摇1 min,提取完毕,取出冷却至室温,8 000 r/min离心15 min。取5 mL上清液于离心管中,加入5 mL正己烷,震摇1 min后8 000 r/min离心15 min,弃去上层正己烷,吸取下层清液,经0.45 μm有机滤膜过滤及C18小柱净化后,进样测定。按同一操作方法作空白试验。

1.3 检测条件

(1) 电感耦合等离子体质谱条件:射频功率1 550 W;等离子体气、辅助气、载气、补偿稀释气、氦气流量分别为15.000,0.800,0.800,0.800,0.006 L/min;雾化室温度2 ℃;蠕动泵转速0.1 r/s。

(2) 液相色谱条件:流动相(10 mmol/L无水乙酸钠、3 mmol/L硝酸钾、10 mmol/L磷酸二氢钠、0.2 mmol/L乙二胺四乙酸二钠缓冲液,氨水调pH为10)∶无水乙醇=99∶1;流速1 mL/min;进样体积80 μL;等度洗脱。

(3) 仪器环境温度20 ℃,湿度65%;试验用水为超纯水。

1.4 数学模型

(1)

式中:

X——样品中As(Ⅲ)与As(Ⅴ)含量(以As计),mg/kg;

m——样品质量,g;

C——测定溶液中As(Ⅲ)与As(Ⅴ)浓度,μg/L;

C0——空白溶液中As(Ⅲ)与As(Ⅴ)浓度,μg/L;

V——试样消化液体积,mL。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源

参照CNAS—GL006《化学分析中不确定度的评估指南》,经分析无机砷含量测定不确定度的来源主要有:① 样品称量引入的不确定度;② 定容体积引入的不确定度;③ 标准物质引入的不确定度(标准储备液的不确定度和稀释所引入的不确定度);④ 标准曲线引入的不确定度;⑤ 测量重复性引入的不确定度;⑥ 样品回收率引入的不确定度。

2.2 标准不确定度的评定

u(重) =0.5×0.1=0.05;

取样质量为:0.350 1 g,即350.1 mg,则取样质量相对不确定度为:

关节镜手术具有术后恢复快、微创、患者接受度高以及并发症少等特点[1]。研究表明,在膝关节骨性关节炎患者接受关节镜治疗的过程当中,对其施以系统性的护理干预,可显著提升疗效,缩短病情康复所需的时间[2]。此研究,笔者将着重分析综合护理干预在膝关节骨性关节炎患者关节镜手术治疗中的应用价值,总结如下。

urel(m)=u(m)/m=0.50/350.1=0.000 14。

urel(V20)=u(V20)/V=0.001 7/20=0.000 87。

urelb As(Ⅲ)=2.31/1 002=0.002 3。

urelb As(Ⅴ)=3.46/1 003=0.003 4。

2.2.4 标准物质稀释引入的不确定度 稀释不确定度主要包括稀释中所用量具的校准、重复性以及液体温度。50 mL单标线容量瓶(A级),25 mL单标线容量瓶(A级),稀释过程需要使用10 mL单标线吸量管(A级),5 mL单标线吸量管(A级)。20 ℃水的膨胀系数为2.1×10-4℃(温度差异设为±5 ℃),依据JJG 196—2006《常用玻璃量器检定规程》和JJG 646—2006 《移液器检定规程》的要求,玻璃量器都有对应的最大允许误差,因此各量具校准不确定度见表1。

表1 量具校准不确定度

所以,标准溶液稀释引入的相对标准不确定度为:

urel(std)=

2.2.5 标准曲线引入的不确定度 由表2可知,标准曲线所用无机砷标准溶液浓度分别为0,5,10,15,20,25 μg/L,采用5个浓度水平标准系列,重复读数3次,测定CPS计数值,标准曲线方程见式(2)。标准曲线方程用最小二乘法拟合后,As(Ⅲ):A=4 133.733×C+0,曲线的平均相关系数r=0.999 1,平均截距B0=0、平均斜B1=4 133.733;As(Ⅴ):A=4 485.770 9×C+0,曲线的平均相关系数r=0.999 6,平均截距B0=0、平均斜B1=4 485.770 9。

Aj=CiB1+B0,

(2)

式中:

Aj——第i个校准标准溶液的第j次计数值;

Ci——第i个校准标准溶液的浓度,μg/L;

B1——斜率;

B0——截距。

残差标准差S为:

(3)

标准曲线拟合:

(4)

标准曲线拟合引入的相对标准不确定度为:

(5)

表2 校准曲线引入的不确定度

表3 重复性试验结果和引入的不确定度

表4 回收率试验结果和引入的不确定度

2.3 合成标准不确定度

As(Ⅲ)的合成不确定度为:

As(Ⅲ) 的合成不确定度为:

无机砷为As(Ⅲ)和As(V)的总和,两个输入量采用同一台仪器测定,存在相关性。由于采用液相色谱—电感耦合等离子体质谱法测定无机砷时,As(Ⅲ)和As(V)通过色谱柱进行了分离,分离度>1.5,分离效果良好,且两者定量的标准物质不同,因此两个输入量相关性较弱,即相关系数的绝对值较小,忽略其相关性[8]。无机砷的合成不确定度为:

2.4 扩展不确定度

该测量误差的分布类型属正态分布,在95%置信水平,包含因子k=2。无机砷i-As扩展不确定度=0.003 5×2=0.007,该样品中无机砷含量检测结果可以表示为(0.096±0.007) mg/kg。

3 结论

采用液相色谱—电感耦合等离子体质谱法测定毛毛鱼中无机砷,试验测得As(Ⅲ)为0.048 mg/kg,As(Ⅴ)为0.048 mg/kg,As(Ⅲ)检测结果水平的回收率在88.0%~104.0%;As(V)检测结果水平的回收率在86.0%~102.0%;经分析测量过程中的不确定度主要来源为标准曲线拟合和样品加标回收率,其他分量影响相对较小,基本可以忽略不计。该样品无机砷i-As扩展不确定度为0.007,无机砷含量检测结果可以表示为(0.096±0.007) mg/kg。因此在试验过程中要充分考虑各个分量对试验结果的影响,以确保试验结果的准确性。

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