微波消解-火焰原子吸收法测定貉毛中铜含量不确定度评定

杨赵伟，闫玉杰，赵雅楠，邬溪芮，李 博，杜顺丰

（河北省秦皇岛市农产品质量安全监督检验中心，河北 秦皇岛 066000）

微波消解-火焰原子吸收法测定貉毛中铜含量不确定度评定

杨赵伟，闫玉杰，赵雅楠，邬溪芮，李 博，杜顺丰*

（河北省秦皇岛市农产品质量安全监督检验中心，河北 秦皇岛 066000）

微波消解-火焰原子吸收法测定貉毛中铜含量方法的准确度和精密度良好，通过分析影响测量不确定度的主要来源，对分析过程中的样品称量、样品前处理、标准溶液配制、标准曲线非线性引入的输入值、测量重复性和仪器本身等6个不确定分量进行分析和合成，计算出铜的扩展不确定度，为系统分析检测结果的准确程度和方法的可靠性提供参考。

不确定度；微波消解；火焰原子吸收；貉子

铜是动物体内多种酶的必需组分和激活剂，是维持动物生命活动和生长发育的重要营养物质，是影响动物毛皮颜色和质量的重要微量元素，其对毛皮动物的影响十分重要。动物体内铜含量只有在适当的范围才能发挥正常生理生化作用，资料报道动物毛中铜含量可以反映饲料中铜的含量，也可以大致反映出组织中铜含量[1]，能作为机体总负荷的良好代表[2]，一些学者建立了测定动物被毛中铜含量的方法[3-5]，而没有对这些检测方法的准确度和可靠性进行分析。本文参考原子吸收测定其他样品不确定度的评定方法[6]，计算了微波消解-火焰原子吸收法在测定貉毛中铜含量的不确定度，系统地分析了该方法的准确程度和可靠性。

1 材料与方法

1.1材料、试剂与仪器将剪下的貉子被毛样品用（1+99）“立白洗涤灵”溶液浸泡30 min，在超声波清洗器中清洗60 min，用清水冲洗至无泡沫，用去离子水冲洗3次，在60℃鼓风干燥箱内烘干，剪碎、编号保存在干燥器中备用。

硝酸（AR，天津市科密欧化学试剂有限公司），过氧化氢（AR，天津市科密欧化学试剂有限公司），铜标准储备液（1 000µg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心），试验用一级水，人发标准物质（GBW07601（GSH-1），铜含量10.6±1.2µg/g，地球物理地球化学勘查研究所）。

原子吸收光谱仪（AA7000，岛津企业管理（中国）有限公司），WizAArd工作站（岛津企业管理（中国）有限公司），铜元素空心阴极灯（岛津企业管理（中国）有限公司），电子天平（CP214，奥豪斯仪器（上海）有限公司），微波消解仪（WX-4000，上海屹尧仪器科技发展有限公司），智能控温系统（DKQ-1000，上海屹尧仪器科技发展有限公司）。

1.2分析方法

1.2.1 样品消解 准确称取貉子被毛样品0.3 g（精确到0.1 mg），将称取的样品置于消解罐内，加入硝酸4.00 mL，过氧化氢1.00 mL，静置过夜，密封消解罐，连接好温度和压力检测器，开机预热5 min并运行正常，设置4阶段的梯度升温消解程序，程序如下：①温度90℃，压力10 atm，维持2 min；②温度130℃，压力15 atm，维持2 min；③温度160 ℃，压力25atm，维持2min；④温度180℃，压力30 atm，维持5 min。消解程序执行结束后待消解罐温度低于80℃放出气体，用1%的硝酸把消解罐盖子上的液体冲洗到消解罐内，将消解罐置于智能控温系统上赶酸，赶酸温度为140℃，至溶液少于1 mL，用余热赶至湿盐状态。用1%的硝酸溶液多次冲洗消解罐并定容于10 mL容量瓶中即为试样溶液，所得试样溶液清澈透明。同时制备试样的空白溶液。

1.2.2 标准溶液的配制 吸取2 mL铜标准溶液于100 mL容量瓶中，定容制备成20 μg/mL的铜中间液，再分别吸取铜标准储备液0、1.0、2.0、4.0、8.0、10.0 mL于100 mL容量瓶中，定容制成浓度为0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0µg/mL的铜标准工作液。

1.2.3 仪器条件 AA7000原子吸收光谱仪使用火焰法测量铜含量，选择空气-乙炔型火焰，氘灯背景校正，设定空心阴极灯的波长为324.8 nm，灯电流8 mA，狭缝宽0.7 nm，火焰原子化器燃烧头高度7.0 mm，空气流量15.0 L/min，乙炔流量1.8 L/min。1.2.4 溶液测定 用AA-7000原子吸收光谱仪测定空白溶液、标准溶液、样品溶液的吸光度，WizAArd工作站自动显示所测量溶液的吸光度值和计算测定样品溶液的质量浓度。

2 结果与分析

2.1数学模型根据试验原理，分析原子吸收法测定貉子被毛中铜含量的过程，当测定结果以mg/kg表示时，对测定结果和有关的参数建立如下函数关系：

式中：X为试样中铜的含量/（mg/kg）；C为样品溶液中铜的质量浓度/（μg/mL）；V为样品定容体积/mL；m为样品质量/g。

2.2测量不确定度分析

2.2.1 称量样品带来的不确定度 称量样品所用天平为CP214电子天平，最小分值为0.1 mg，准确称量0.3000 g样品，该天平经检定，最大允许差为± 0.5 mg。

标准不确定度

相对标准不确定度

2.2.2 样品前处理引入不确定度 选择人发标准物质GBW07601（GSH-1），平行称取6份，按1.2步骤进行消解和测定。计算铜元素的回收率结果分别为99.6%、95.3%、101.7%、102.8%、100.2%、99.0%。

2.2.3 标准溶液配制引入的不确定度 所用ρ（Cu）= 1 000 μg/mL铜标准储备液购自国家有色金属及电子材料分析测试中心，相对扩展不确定度0.7%（k= 2），则其相对标准不确定度为

配制ρ（Cu）=20 μg/mL的铜中间液时引入的不确定度：用2 mL A级单标线吸量管移取2 mL标准储备液于100 mL容量瓶中。根据JJG 196-2006[7]，2 mL A级单标线吸量管的容量允误差为±0.010 mL，其标准不确定度为

本次试验温度单标线吸量管检定时的温度相近（20℃），根据经验，温度引起的不确定度可以忽略。

根据JJG 196-2006[7]，100 mL A级容量瓶的容量允误差为±0.10 mL，其标准不确定度为。本次试验温度单标线吸量管检定时的温度相近（20℃），根据经验，温度引起的不确定度可以忽略。

则标准溶液配制引入的不确定度

2.2.4 标准曲线的非线性引入输入值的不确定度 用1%硝酸溶液为介质配制成0、0.2、0.4、0.8、1.6、2.0 μg/mL的铜标准工作液。AA7000原子吸收光谱仪设置好仪器参数，待仪器稳定后，对该系列标准溶液进行3次重复测定，对样品溶液进行6次重复测定的吸光度值分别为0.0697、0.0674、0.0676、0.0672、0.0688、0.0673，利用范巧成设计的Excel表格[9]，按照公式

计算标准不确定度u（Std）是0.0092（µg/mL），被测样品溶液质量浓度的估计值X=0.4893µg/mL的相对标准不确定度urel（Std）是1.88%。测定相关参数及计算结果见表1。

表1 不确定度的计算结果和相关参数Table1 Calculation and parameters of uncertainty

2.2.5 仪器测量重复性不确定度 对样品溶液进行6次重复测定的质量浓度分别为0.5015、0.4849、0.4864、0.4835、0.4950、0.4842µg/mL。仪器重复性测量不确定度按《JJF 1059.1-2012》4.3.2.1节计算[8]，样品测量重复性不确定度

注：a是标准曲线截距；b是标准曲线的斜率；n是对每个标准溶液进行3次测量；P是被测样品溶液6次测量；r是标准曲线的相关系数；x是被测溶液质量溶度；xi是标准溶液质量浓度的系列值；`x是全部标准溶液的平均值；y是被测样品溶液吸光值的平均值；yi是各标准溶液吸光值的系列值；Sy是直线回归标准偏差；u（Std）被测样品溶液质量浓度的估计值X的标准不确定度；urel（Std）被测样品溶液质量浓度的估计值X的相对标准不确定度。

2.2.6 仪器本身的不确定度 本试验使用的仪器为AA-7000型原子吸收光谱仪，仪器检定机构给出的原子吸收光谱仪铜元素质量浓度在0.0～5.00µg/mL范围内，k=2，相对标准不确定度urel（AAS）=1%。

2.2.7 相对标准不确定度分量列表 将相对标准不确定度分量列于表2，由表2中各相对标准不确定度分量可知，影响微波消解-火焰原子吸收法测定貉毛中铜含量不确定度的主要因素是标准曲线的非线性引入输入值，其次是仪器测量重复性和仪器本身产生的不确定度，而样品制备过程对不确定度影响较小。

2.2.8 相对合成标准不确定度及扩展不确定度 相对合成标准不确定度

置信概率为95%时，取包含因子K=2，则扩展不确定度ucu=k×u(x)=2×0.46=0.92 mg/kg。

则该方法测定貉毛中铜含量X=（16.31±0.92）mg/kg。

表2 相对标准不确定度分量列表Table2 Component of relative standard uncertainty

3 总结

通过比较各不确定度分量对测量不确定度贡献的大小可以看出,微波消解-火焰原子吸收光谱法测定貉毛中铜含量时,样品制备过程对不确定度影响较小，该样品制备方法与原子吸收光谱法联用较为适宜。影响铜含量测量不确定度的主要因素是标准曲线的非线性引入输入值，其次是仪器测量重复性和仪器本身。所以，要控制好微波消解-火焰原子吸收光谱法测定貉毛中铜含量的质量，必须严格控制好标准溶液的配制和标准曲线校准过程，对样品进行多次的平行测定，保证原子吸收光谱仪的稳定状态。

[1]谭芳，胡坚.日粮铜水平对肉鸡组织中矿物元素含量的影响[J].兽医大学学报，1990，10（1）：67-72.

[2]侯江文.关于家畜毛中微量元素含量分析的几个问题[J].中国兽医杂志，1985（3）：48-49.

[3]魏韬，李荣辉，王菡，等.火焰原子吸收光谱法测定貉被毛中铜、锌含量的研究[J].广东微量元素科学，2011，18（12）：57-60.

[4]侯志军，魏韬，邢明伟，等.“白鼻子病”貉血清、被毛微量元素铜、锌、铁、硒测定方法的建立及应用[J].中国兽医学报，2010，30（5）：685-689.

[5]侯天平，王松君，常平，等.貉被毛中多种元素ICP-AES同时测定方法研究[J].江西农业大学学报，2008，30：376-379.

[6]杨希国，李永才，张建勋.饲料中铜的测量不确定度评定[J].现代畜牧兽医，2008，12：17-18.

[7]国家质量监督检验检疫总局.JJG 196-2006[S].中华人民共和国国家计量检定规程 常用玻璃量器.北京：中国计量出版社，2007-6-8.

[8]国家质量监督检验检疫总局.JJF 1059.1-2012[S].中华人民共和国国家计量技术规范 测量不确定度评定与表示.北京：中国标准出版社，2013-6-3.

[9]范巧成.Excel在测量不确定度评定中的应用[M].北京：中国计量出版社，2003.

Uncertainty Evaluation of Cu Concentrations in Fur on Raccoon Dog by Flame Atomic Absorption Spectrometry linking Microwave Digestion

Yang Zhaowei,Yan Yujie,Zhao Yanan,Wu Xirui,Li Bo,Du Shunfeng*
（Qinhuangdao Agriculture Product Quality Safety Supervision and Inspection Center,Hebei Qinhuangdao 066000）

The method for determination of Cu in fur on nyctereutes by flame atomic absorption spectrometry linking microwave digestion has better accuracy and precision,and the impacts of major source of measurement uncertainty were discussed,uncertainty components such as sample weighing,preparation,standard process of preparation,curve fitting,measurement repratability and equipment,and the final expanded uncertainty was given.These data provided references for the reliability research of the accurate extent and method for analyzing measure results.

Uncertainty;Microwave digestion;Flame atomic absorption spectrometry;Raccoon dog

O657.31 < class="emphasis_bold"> 文献标识码：B

B

1672-9692(2016)08-0013-05

2016-06-15

杨赵伟（1984-），男，硕士，畜牧师，主要从事农产品检测工作。

杜顺丰（1965-），男，硕士，研究员，主要从事农产品检测工作。

秦皇岛市科技支撑计划项目“貉子原料皮毛质量基础数据库建立的研究”项目编号（201502A050）。