电感耦合等离子体发射光谱法测定再制蛋中钠含量的不确定度

冯梓君

摘 要：采用电感耦合等离子体发射光谱法测定再制蛋中钠含量及其测量不确定度，建立数学模型;通过对不确定度分量的合成、扩展及评定，找出影响不确定度的最主要因素来源于标准曲线的拟合，再制蛋中钠含量可表示为1.02×103±26.2 mg/100 g（k=2）。

关键词：电感耦合等离子体发射光谱仪;钠;不确定度

Abstract：The content of sodium in reprocessed eggs was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry （ICP-OES） and its measurement uncertainty was established. Through the synthesis， expansion and evaluation of uncertainty components， it was found that the most important factor affecting the uncertainty was the fitting of standard curve. The sodium content in reprocessed egg could be expressed as 1.02×103±26.2 mg/100 g （k=2）.Key words：Inductively coupled plasma atomic emission spectrometer; Sodium; Uncertainty

中图分类号：TS253.4+6

再制蛋类是指以鲜鸭蛋或其他禽蛋为原料，经纯碱、生石灰、盐或含盐的纯净黄泥、红泥、草木灰等腌制或用食盐、酒糟及其他配料糟腌等工艺制成的蛋制品[1]。本文按照GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的的测定》中电感耦合等离子体发射光谱法[2]，依据JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定和标示》和CNAS GL006-2019《化学分析中不确定度的评估指南》[3-4]，对再制蛋中钠含量的测定不确定度进行分析，找出影响不确定度的因素，客观反映测量的置信度和准确度，加强关键环节的辨识，对样品的测定结果临界判定有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试剂和设备

试剂：硝酸（苏州晶锐，UP-S级）;1 000 μg·mL-1钠标准溶液（中国计量科学研究院）;一级水（符合GB/T 6682-2008规定的实验用水）。

设备：电感耦合等离子体发射光谱仪（5100，安捷伦科技有限公司）;微波消解仪（北京莱伯泰科仪器有限公司）;控温电热板;本试验所用各种玻璃及塑料器皿需用30%HNO3溶液浸泡24 h，洗净后60 ℃烘干水分备用。

1.2 方法过程

1.2.1 样品处理

样品去壳，捣样均匀后称取0.5 g，加入硝酸5 mL，消解后于100 ℃控温电热板上加热30 min，冷却定容至25 mL容量瓶中待测，同时做试剂空白。微波消解仪条件：升温120 ℃，0.5 h;160 ℃，0.5 h;180 ℃，0.5 h。

1.2.2 配制标准曲线

分别移取0.25、1.00、2.50、4.00、5.00 mL和7.50 mL钠标准溶液于50 mL的容量瓶中，5%硝酸溶液定容，配制成浓度为5、20、50、80、100 mg·L-1和150 mg·L-1的标准曲线。

1.2.3 样液测定

开启并设置仪器，测定标准系列工作溶液、试剂空白及样液，仪器工作软件自动绘制工作曲线，并得到样液钠含量浓度。ICP-OES工作条件见表1。

2 结果与分析

2.1 数学模型

根据测定原理，建立如下数学模型：

（1）

式（1）中，X-试样中钠的含量，单位mg/100 g;C1-样液浓度，单位mg·L-1;C0-空白样液浓度，单位mg·L-1;D-稀释倍数;V-定容体积，单位mL;m-样品质量，单位g。

2.2 不确定度的主要来源

分析测量过程和数学模型，所有参数可能都有一个与其数值相关的不确定度，也可能不在计算公式中出现但却影响该测定结果的参数，这些都是不确定度的潜在来源[5]。本试验的不确定度主要来源：样品称量的不确定度、样品定容的不确定度、标准物质引入的不确定度、标准曲线拟合引入的不确定度和重复测量的不确定度。

2.2.1 样品称量的不确定度urel（m）

电子天平经检定，扩展不确定度U=0.4 mg（k=2）。相对标准不确定度为：urel（m）=U/k/m=0.000 4。

2.2.2 样品定容的不确定度urel（V）

样液的膨胀系数为2.1×10-4 ℃。本项属于B类不确定度，按均匀分布，k=，体积引入相对标准不确定度公式：

温度引入相对标准不确定度公式：

合成标准不确定度：

样品定容到25 mL、10 mL产生的合成相对标准不确定度分别是0.001 1、0.001 1;样品定容的合成相对标准不确定度为：

2.2.3 标准物质引入的不确定度urel（C）

查閱证书钠标准溶液的相对扩展不确定度为0.5%（k=2），则相对标准不确定度为urel（C1）=0.5%/2=0.002 5。用1 000 μL和5 mL移液器（移液枪的扩展不确定度和包含因子查证书所得）分别移取0.00、0.25、1.00、2.50、4.00、5.00 mL和7.50 mL标准溶液于50 mL的容量瓶中，按均匀分布，k=，钠元素标准物质稀释分取产生的合成相对标准不确定度为0.010 00、0.001 60、0.000 73、0.000 66、0.000 64和0.000 62。配制钠元素的工作曲线用到50 mL容量瓶7个，每个的相对标准不确定度为0.000 92，则由这个曲线带来的不确定度大小为0.003 6;整个标准溶液稀释的不确定度为：

2.2.4 标准曲线拟合引入的不确定度urel（C标）

测定标准曲线，每个溶液测量3次，结果见表2。

由样品溶液测定测得平均浓度C=43.40mg·L-1，则拟合工作曲线引入的标准不确定度为：

（2）

式（2）中，a=8 647.653 047 71，b=130.525 461 12，n-回归曲线浓度的点数7，Ci-镉标准溶液浓度值，p-测量的次数。相对标准不确定度为：urel（C标）=u（C标）/C=0.025。

2.2.5 仪器测量重复性不确定度urel（S）

儀器测量重复性的不确定度：

相对标准不确定度：urel（S）=u（S）/C=0.003 3。

2.3 合成标准不确定度及扩展不确定度

各标准不确定度如表3。

合成相对不确定度：

对样品测定3次，平均结果为1.02×103 mg/100 g，u（X）=urel（X）×X=26.2 mg/100 g，取置信因子k=2，扩展不确定度U（X）=k×u（X）=52.4 mg/100 g。

3 结论

经试验并对整个过程的计算分析，发现电感耦合等离子体发射光谱法测定再制蛋中钠含量的不确定度最主要影响因素是标准曲线的拟合。因此，在使用此方法测定再制蛋中钠含量时前，通过预实验选定合适的标准曲线范围，尽可能提高标准曲线各个浓度点配制的精密度，使用带证书且有效的标准物质。其次就是工作曲线配制过程引入的不确定度，同样可以选用的检定后的器皿和设备，并定期进行维护、核查;重复测定标准点取平均值，以减少其引入的不确定度，提高实验的准确度。

参考文献：

[1]蛋制品生产许可证审查细则[S].北京：北京市质量监督局，2016.

[2]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.GB 5009.268-2016 食品安全国家标准食品中多元素的的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.

JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示[S].北京：中国标准出版社，2013.

[4]中国合格评定国家认可委员会.CNAS-GL006：2019化学分析中不确定度的评估指南[S].2019.

[5]许远泉.电感耦合等离子体质谱法测定土壤中铅含量不确定度评定[C]//《环境工程》2019年全国学术年会，2019.

作者简介：冯梓君（1993—），女，本科，助理工程师;研究方向为食品元素检测。