GC—MS测定香瓜中苯醚甲环唑残留量不确定度的评定

林旭梅++蔡恩兴++欧舒颖++赖添财

摘 要 介绍气相色谱-质谱联用法（GC-MS）测定香瓜中苯醚甲环唑残留量不确定度评定的方法，建立数学模型分析不确定度的来源，并对其各个分量进行量化和合成。结果表明：标准曲线拟合和重复性测量所引入的不确定度分量最大；当香瓜中苯醚甲环唑含量为0.135 1 mg/kg时，其扩展不确定度为0.011 8 mg/kg（k=2）。

关键词 气相色谱-质谱 ；不确定度 ；苯醚甲环唑 ；香瓜

分类号 O657.71

苯醚甲环唑属于三唑类内吸性杀菌剂，通过抑制麦角甾醇的生物合成、破坏细胞膜的结构和功能而干扰病菌的正常生长，主要用于防治豆类、瓜果类等作物的真菌病害[1-5]。2013年4月农业部印发了“茄果类甘蓝等55类无公害农产品检测目录”，并于2013年6月起开始实施，其中瓜果类水果要求用气质联用法检测苯醚甲环唑等农残项目。测量不确定度是对检测结果的可信度评定[6]，本研究参照《测量不确定度评定与表示》[7]，通过《SN/T 1975-2007进出口食品中苯醚甲环唑残留量的检测方法 气相色谱-质谱法》[8]评定水果中苯醚甲环唑残留量的不确定度。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 仪器及植物材料

GC-MS型号为Agilent 6890/5975B，安捷伦公司；电子天平型号为TMP-500（0.01 g），湖南仪器仪表厂。本试验所用香瓜购于市场。

1.1.2 主要试剂

苯醚甲环唑标准溶液，浓度为：（100±0.05）μg/mL，购自农业部环境保护科研监测所；无水硫酸钠为分析纯，乙酸乙酯、丙酮、正己烷等有机溶剂均为色谱纯。

1.2 方法

1.2.1 GC-MS测定

按SN/T 1975-2007要求，取10 g香瓜试样（精确至0.01 g），加入50 mL乙酸乙酯和15 g无水硫酸钠，于振荡器中振荡40 min，过滤后再加入20 mL乙酸乙酯重复提取1次，合并提取液，于40℃水浴中旋转浓缩至干，用3 mL正己烷溶解，经GCB/PSA固相萃取柱净化，于40℃水浴中氮气吹干，再用正己烷定容至1 mL，供GC-MS测定。自动进样器进样体积为1 μL，使用化学工作站进行积分计算。

GC-MS条件：色谱柱为HP-1 MS（30.0 m×0.25 mm×0.25 μm），流速为1.0 mL/min，载气为氦气，离子源温度为230 ℃，温度为80℃（1.0 min） 280℃

（12.0 min）；质谱采用EI源，选择离子监测（SIM）为：定量离子323，定性离子265、325。

1.2.2 数学模型

X=

式中，X：试样中苯醚甲环唑残留量（mg/kg）；CS：标准工作溶液中苯醚甲环唑的浓度（μg/mL）；AX：样液中苯醚甲环唑定量离子的峰面积；As：标准工作液中苯醚甲环唑定量离子的峰面积；VX：样液最终定容体积（mL）；m：试样溶液所代表试样的质量（g）。

1.2.3 不确定度来源分析

GC-MS测定香瓜中苯醚甲环唑残留量不确定度的主要来源：一是校准过程引入的不确定度；二是测量重复性产生的不确定度；三是回收率产生的不确定度；四是称量样品产生的不确定度；五是样品定容体积产生的不确定度。

2 结果与分析

2.1 不确定度评定

2.1.1 校准过程引入的不确定度u（C）

（1）标准物质引入的不确定度u1（C）

标准储备液引入的不确定度：苯醚甲环唑标准储备液的浓度为100.0 μg/mL，根据标准证书其不确定度为0.05 μg/mL，故标准储备液引入的相对标准不确定度如下。

u11rel（C）===0.000 5

标液配制过程引入的不确定度：将1 mL苯醚甲环唑标准储备液完全转移至25 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，得到4 μg/mL的标准溶液。再用5 mL的分度吸管移取5、2.5、1.25、0.5 mL的4 μg/mL标准溶液于一系列10 mL容量瓶中，稀释至刻度，获得标准系列溶液浓度为2、1、0.5、0.2 μg/mL。此过程引入的不确定度主要由容量瓶和移液管产生。

A级单标线V1=25 mL容量瓶的容量允许差是±0.03 mL，按照矩形分布计算，其不确定度为u（V1）=0.03/ =0.017 3 mL。实验室的温度为（20±5）℃，正己烷的体积膨胀系数为1.36×10-3/℃，故由温度引起的变化为±0.170 mL。假设温度变化为均匀分布，k= ，则 u（V1温度）==0.098 2 mL。合成25 mL容量瓶产生的相对不确定度为urel （V1）==0.003 99

同理计算，标准溶液配制过程引入的不确定度具体分量见表1。合成相对不确定度为u12rel（C）= 0.011 9，合成不确定度u12rel（C）=

=0.009 65。

故合成标准物质产生的相对不确定度：

u1rel（C）===0.009 66

（2）标准工作曲线拟合产生的不确定度u（C0）

取上述5种不同浓度的标准溶液1 μL于GC-MS重复测定2次，通过工作站积分得到相应的质谱峰面积A，拟合的线性回归方程用A=bC+a（a为截距，b为斜率）表示，拟合曲线结果为A=170 965C-21 309（线性相关系数r=0.999 1），具体数值见表2。

取一阳性样品，重复测定3次，平均浓度结果是C0=1.358 μg/mL，则由标准工作曲线所产生的标准不确定度如下：

u（C0）=

=0.030 1 μg/mLendprint

urel（C0）==0.022 2

式中，S（A）是标准溶液峰面积残差的标准差，S（A）= =7 773.8；b为拟合曲线的斜率，b=170 965；p为试样平行测定次数，本次实验为3；n是标准溶液的测定次数，本实验为10；Cs是标准溶液的平均浓度，Cs=1.54；Scc是标准溶液浓度残差的平方和，Scc=（ci-c）2=9.432。

故由校准过程引入的相对标准不确定度如下：

urel（C）==0.024 2

2.1.2 测量重复性产生的不确定度u（X）

重复测定结果见表3。其中苯醚甲环唑的平均含量X=0.135 1 mg/kg，标准偏差S（X）= 0.004 90 mg/kg；日常检测中一般将平行测定2次样品的平均值作为测定结果，所以重复测量引入的不确定度和相对不确定度分别如下：

u（X）==0.003 47

urel（X）===0.025 7

2.1.3 回收率引入的不确定度u（R）

由表3可知，回收率按A类评定，其引入的标准不确定度和相对标准不确定度分别如下：

u（R）===1.80%

urel（R）===0.019 9

用t检验判定回收率R与100%之间是否存在显著差异；t===3.70，当自由度为9，置信水平为95%时，双尾t检验的临界值为2.26，表明回收率与100%存在显著差异，故必须用回收率来校正分析结果。

2.1.4 称重样品产生的不确定度u（m）

按SN/T 1975-2007称取10 g香瓜样品，天平的最大允许误差为±0.01 g，按均匀分布计算，其标准不确定度和相对标准不确定度分别如下：

u（m）=0.01/=0.005 77g

urel（m）=0.00577/10=0.000 577

2.1.5 样品定容体积产生的不确定度u（V）

（1）定容容量产生的不确定度 试样经过萃取、净化后，最终用正己烷定容至1 mL（V6），1 mL刻度试管体积的允许误差为±0.008 mL，按照矩形分布计算，其标准不确定度是u（V6）=0.008/=0.000 462 mL。实验室环境温度最大变化范围为（20±5）℃，由温度变化引起的容积变化最大值为：V6温=1 mL×5℃×1.36×10-3℃-1=0.006 80 mL，同样按照矩形分布计算其标准不确定度为u（V6温）=0.006 80/ =0.003 93 mL。

（2）GC-MS进样体积产生的不确定度 检测中GC-MS自动进样器的进样体积（V7）为l.0 μL，其相对标准偏差（RSD）为±1%，按矩形分布考虑，由进样体积产生的相对标准不确定度urel（V7）=1%/=0.005 77。

合成体积量取产生的相对标准不确定度如下：

urel（V）=

=

=0.008 37

2.2 合成标准不确定度

以上各相对标准不确定度分量相互独立，合成相对标准不确定度如下：

urel（X）=

=

=0.041 4

故合成标准不确定度最终为：

uc（X）=X×urel（X）=0.135 1×0.041 4=0.005 59 mg/kg

2.3 扩展不确定度和测定结果的表示

取包含因子k=2，香瓜中苯醚甲环唑含量的扩展不确定度U=uc（X）×k=0.011 8 mg/kg，所以，利用GC-MS法测定香瓜中苯醚甲环唑含量的结果为（0.135 1±0.011 8）mg/kg，k=2。

3 讨论与结论

综上所述，香瓜中苯醚甲环唑残留量不确定度的来源有称量、提取、净化、色谱质谱测定等。评定结果表明，重复性测量和标准曲线拟合过程对合成不确定度的贡献最大，其贡献比例约为67%。重复性测量主要由操作过程引入，标准溶液浓度的获得主要受仪器精密度和曲线拟合过程的影响，需要在试验中注意这些步骤，日常实验过程中选用精度高的移液器和容量瓶，定期对仪器进行检定，使其保持较高的灵敏度和精密度，同时提高检测人员的操作水平，以期减少不确定度。

参考文献

[1] 张志勇，王冬兰，张存政，等. 苯醚甲环唑在水稻和稻田中的残留[J]. 中国水稻科学，2011，25（3）：339-342.

[2] 毛久浪，王 珏，毛晨蕾，等. QueCHERS法检测毛豆中苯醚甲环唑的残留量[J]. 浙江农业科学，2013（10）：1 335-1 337.

[3] Banerjee K， Oulkar D P， Patil S H， et al. Degradation kinetics and safety evaluation of tetraconazole and difenoconazole residues in grape[J]. Pest Manag Sci， 2008， 64（3）： 283-289.

[4] Wang Z H， Yang T， Qin D M， et al. Determination and dynamics of difenoeonazole residues in Chinese cabbage and soil[J]. Chin Chem Lett， 2008， 19（8）：969-972.

[5] 张学强，陈 歆，韩丙军. 气相色谱法测定香蕉和土壤中苯醚甲环唑残留[J]. 热带农业科学，2011，31（7）：60-62.

[6] 赖添财，蔡恩兴. GC-MS内标法测定苹果中哒螨灵残留量不确定度的评定[J]. 山西农业科学，2013，41（9）：959-962.

[7] JJF 1059—1999. 测量不确定度评定与表示[S].

[8] SN/T 1975-2007， 进出口食品中苯醚甲环唑残留量的检测方法气相色谱-质谱法[S].endprint

urel（C0）==0.022 2

式中，S（A）是标准溶液峰面积残差的标准差，S（A）= =7 773.8；b为拟合曲线的斜率，b=170 965；p为试样平行测定次数，本次实验为3；n是标准溶液的测定次数，本实验为10；Cs是标准溶液的平均浓度，Cs=1.54；Scc是标准溶液浓度残差的平方和，Scc=（ci-c）2=9.432。

故由校准过程引入的相对标准不确定度如下：

urel（C）==0.024 2

2.1.2 测量重复性产生的不确定度u（X）

重复测定结果见表3。其中苯醚甲环唑的平均含量X=0.135 1 mg/kg，标准偏差S（X）= 0.004 90 mg/kg；日常检测中一般将平行测定2次样品的平均值作为测定结果，所以重复测量引入的不确定度和相对不确定度分别如下：

u（X）==0.003 47

urel（X）===0.025 7

2.1.3 回收率引入的不确定度u（R）

由表3可知，回收率按A类评定，其引入的标准不确定度和相对标准不确定度分别如下：

u（R）===1.80%

urel（R）===0.019 9

用t检验判定回收率R与100%之间是否存在显著差异；t===3.70，当自由度为9，置信水平为95%时，双尾t检验的临界值为2.26，表明回收率与100%存在显著差异，故必须用回收率来校正分析结果。

2.1.4 称重样品产生的不确定度u（m）

按SN/T 1975-2007称取10 g香瓜样品，天平的最大允许误差为±0.01 g，按均匀分布计算，其标准不确定度和相对标准不确定度分别如下：

u（m）=0.01/=0.005 77g

urel（m）=0.00577/10=0.000 577

2.1.5 样品定容体积产生的不确定度u（V）

（1）定容容量产生的不确定度 试样经过萃取、净化后，最终用正己烷定容至1 mL（V6），1 mL刻度试管体积的允许误差为±0.008 mL，按照矩形分布计算，其标准不确定度是u（V6）=0.008/=0.000 462 mL。实验室环境温度最大变化范围为（20±5）℃，由温度变化引起的容积变化最大值为：V6温=1 mL×5℃×1.36×10-3℃-1=0.006 80 mL，同样按照矩形分布计算其标准不确定度为u（V6温）=0.006 80/ =0.003 93 mL。

（2）GC-MS进样体积产生的不确定度 检测中GC-MS自动进样器的进样体积（V7）为l.0 μL，其相对标准偏差（RSD）为±1%，按矩形分布考虑，由进样体积产生的相对标准不确定度urel（V7）=1%/=0.005 77。

合成体积量取产生的相对标准不确定度如下：

urel（V）=

=

=0.008 37

2.2 合成标准不确定度

以上各相对标准不确定度分量相互独立，合成相对标准不确定度如下：

urel（X）=

=

=0.041 4

故合成标准不确定度最终为：

uc（X）=X×urel（X）=0.135 1×0.041 4=0.005 59 mg/kg

2.3 扩展不确定度和测定结果的表示

取包含因子k=2，香瓜中苯醚甲环唑含量的扩展不确定度U=uc（X）×k=0.011 8 mg/kg，所以，利用GC-MS法测定香瓜中苯醚甲环唑含量的结果为（0.135 1±0.011 8）mg/kg，k=2。

3 讨论与结论

综上所述，香瓜中苯醚甲环唑残留量不确定度的来源有称量、提取、净化、色谱质谱测定等。评定结果表明，重复性测量和标准曲线拟合过程对合成不确定度的贡献最大，其贡献比例约为67%。重复性测量主要由操作过程引入，标准溶液浓度的获得主要受仪器精密度和曲线拟合过程的影响，需要在试验中注意这些步骤，日常实验过程中选用精度高的移液器和容量瓶，定期对仪器进行检定，使其保持较高的灵敏度和精密度，同时提高检测人员的操作水平，以期减少不确定度。

参考文献

[1] 张志勇，王冬兰，张存政，等. 苯醚甲环唑在水稻和稻田中的残留[J]. 中国水稻科学，2011，25（3）：339-342.

[2] 毛久浪，王 珏，毛晨蕾，等. QueCHERS法检测毛豆中苯醚甲环唑的残留量[J]. 浙江农业科学，2013（10）：1 335-1 337.

[3] Banerjee K， Oulkar D P， Patil S H， et al. Degradation kinetics and safety evaluation of tetraconazole and difenoconazole residues in grape[J]. Pest Manag Sci， 2008， 64（3）： 283-289.

[4] Wang Z H， Yang T， Qin D M， et al. Determination and dynamics of difenoeonazole residues in Chinese cabbage and soil[J]. Chin Chem Lett， 2008， 19（8）：969-972.

[5] 张学强，陈 歆，韩丙军. 气相色谱法测定香蕉和土壤中苯醚甲环唑残留[J]. 热带农业科学，2011，31（7）：60-62.

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[7] JJF 1059—1999. 测量不确定度评定与表示[S].

[8] SN/T 1975-2007， 进出口食品中苯醚甲环唑残留量的检测方法气相色谱-质谱法[S].endprint

urel（C0）==0.022 2

式中，S（A）是标准溶液峰面积残差的标准差，S（A）= =7 773.8；b为拟合曲线的斜率，b=170 965；p为试样平行测定次数，本次实验为3；n是标准溶液的测定次数，本实验为10；Cs是标准溶液的平均浓度，Cs=1.54；Scc是标准溶液浓度残差的平方和，Scc=（ci-c）2=9.432。

故由校准过程引入的相对标准不确定度如下：

urel（C）==0.024 2

2.1.2 测量重复性产生的不确定度u（X）

重复测定结果见表3。其中苯醚甲环唑的平均含量X=0.135 1 mg/kg，标准偏差S（X）= 0.004 90 mg/kg；日常检测中一般将平行测定2次样品的平均值作为测定结果，所以重复测量引入的不确定度和相对不确定度分别如下：

u（X）==0.003 47

urel（X）===0.025 7

2.1.3 回收率引入的不确定度u（R）

由表3可知，回收率按A类评定，其引入的标准不确定度和相对标准不确定度分别如下：

u（R）===1.80%

urel（R）===0.019 9

用t检验判定回收率R与100%之间是否存在显著差异；t===3.70，当自由度为9，置信水平为95%时，双尾t检验的临界值为2.26，表明回收率与100%存在显著差异，故必须用回收率来校正分析结果。

2.1.4 称重样品产生的不确定度u（m）

按SN/T 1975-2007称取10 g香瓜样品，天平的最大允许误差为±0.01 g，按均匀分布计算，其标准不确定度和相对标准不确定度分别如下：

u（m）=0.01/=0.005 77g

urel（m）=0.00577/10=0.000 577

2.1.5 样品定容体积产生的不确定度u（V）

（1）定容容量产生的不确定度 试样经过萃取、净化后，最终用正己烷定容至1 mL（V6），1 mL刻度试管体积的允许误差为±0.008 mL，按照矩形分布计算，其标准不确定度是u（V6）=0.008/=0.000 462 mL。实验室环境温度最大变化范围为（20±5）℃，由温度变化引起的容积变化最大值为：V6温=1 mL×5℃×1.36×10-3℃-1=0.006 80 mL，同样按照矩形分布计算其标准不确定度为u（V6温）=0.006 80/ =0.003 93 mL。

（2）GC-MS进样体积产生的不确定度 检测中GC-MS自动进样器的进样体积（V7）为l.0 μL，其相对标准偏差（RSD）为±1%，按矩形分布考虑，由进样体积产生的相对标准不确定度urel（V7）=1%/=0.005 77。

合成体积量取产生的相对标准不确定度如下：

urel（V）=

=

=0.008 37

2.2 合成标准不确定度

以上各相对标准不确定度分量相互独立，合成相对标准不确定度如下：

urel（X）=

=

=0.041 4

故合成标准不确定度最终为：

uc（X）=X×urel（X）=0.135 1×0.041 4=0.005 59 mg/kg

2.3 扩展不确定度和测定结果的表示

取包含因子k=2，香瓜中苯醚甲环唑含量的扩展不确定度U=uc（X）×k=0.011 8 mg/kg，所以，利用GC-MS法测定香瓜中苯醚甲环唑含量的结果为（0.135 1±0.011 8）mg/kg，k=2。

3 讨论与结论

综上所述，香瓜中苯醚甲环唑残留量不确定度的来源有称量、提取、净化、色谱质谱测定等。评定结果表明，重复性测量和标准曲线拟合过程对合成不确定度的贡献最大，其贡献比例约为67%。重复性测量主要由操作过程引入，标准溶液浓度的获得主要受仪器精密度和曲线拟合过程的影响，需要在试验中注意这些步骤，日常实验过程中选用精度高的移液器和容量瓶，定期对仪器进行检定，使其保持较高的灵敏度和精密度，同时提高检测人员的操作水平，以期减少不确定度。

参考文献

[1] 张志勇，王冬兰，张存政，等. 苯醚甲环唑在水稻和稻田中的残留[J]. 中国水稻科学，2011，25（3）：339-342.

[2] 毛久浪，王 珏，毛晨蕾，等. QueCHERS法检测毛豆中苯醚甲环唑的残留量[J]. 浙江农业科学，2013（10）：1 335-1 337.

[3] Banerjee K， Oulkar D P， Patil S H， et al. Degradation kinetics and safety evaluation of tetraconazole and difenoconazole residues in grape[J]. Pest Manag Sci， 2008， 64（3）： 283-289.

[4] Wang Z H， Yang T， Qin D M， et al. Determination and dynamics of difenoeonazole residues in Chinese cabbage and soil[J]. Chin Chem Lett， 2008， 19（8）：969-972.

[5] 张学强，陈 歆，韩丙军. 气相色谱法测定香蕉和土壤中苯醚甲环唑残留[J]. 热带农业科学，2011，31（7）：60-62.

[6] 赖添财，蔡恩兴. GC-MS内标法测定苹果中哒螨灵残留量不确定度的评定[J]. 山西农业科学，2013，41（9）：959-962.

[7] JJF 1059—1999. 测量不确定度评定与表示[S].

[8] SN/T 1975-2007， 进出口食品中苯醚甲环唑残留量的检测方法气相色谱-质谱法[S].endprint