气质联用仪内标法测定邻苯二甲酸二异壬酯含量的不确定度评定

吕本松,赵君楠,2

(1.中盐工程技术研究院有限公司,天津 300450;2.天津市食盐安全企业重点实验室,天津 300450)

1 前言

邻苯二甲酸二异壬酯(di-isononyl phthalate,DINP)作为邻苯二甲酸酯类塑化剂,广泛应用于塑料制品中。其在一定程度上对机体的内分泌系统、生殖发育系统、心血管系统、免疫系统、神经系统、脑组织有毒害[1-5]。长期使用含DINP的物品对健康产生风险。我国卫生部办公厅发布的[2011]551号文《关于通报食品及食品添加剂邻苯二甲酸酯类物质最大残留量的函》指出食品、食品添加剂中邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)最大残留量为9.0 mg/kg。而食用盐作为生活不可或缺的食品,同样需要排除食品安全风险,急需科学可靠的食用盐中DINP的检测方法。

因此,文章通过对食用盐中邻苯二甲酸二异壬酯含量的气质联用仪内标检测法进行不确定度评估,并根据不确定度评定结果,掌握实际检测过程中关键控制环节,提高检测方法准确性及可靠性。

1 材料与实验方法

1.1 仪器及试剂

气相色谱-质谱联用仪(7890B-5977B,安捷伦);分析天平(精度0.1 mg,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司);正己烷(农残级,DIKMSPURE);邻苯二甲酸二异壬酯(DINP,10 000 μg/mL,CAS：28553-12-0,相对扩展不确定度0.02%(k=2));对苯二甲酸二辛酯(DOTP,95%,CAS：6422-86-2,扩展不确定度2.4%(k=2))。

1.2 标准溶液配制

移取1 mL邻苯二甲酸二异壬酯标准储备液,用正己烷稀释定容于100 mL容量瓶(A级)中,配制成100 μg/mL的邻苯二甲酸二异壬酯标准中间溶液,进而配制成系列浓度0.5 μg/mL、0.8 μg/mL、1.0 μg/mL、2.5 μg/mL、5.0 μg/mL的标准曲线。称取对苯二甲酸二辛酯标准物质100 mg,定容于100 mL容量瓶(A级)中,配制成1 000 μg/mL的对苯二甲酸二辛酯标准中间溶液,移取20 μL作为内标加入曲线及样品中。

1.3 样品处理

称取0.2 g食用盐模拟样品于具塞玻璃离心管中,加入5 mL蒸馏水,涡旋混匀,再准确加入4 mL正己烷涡旋1 min,剧烈振摇2 min,超声提取30 min,1 000 r/min离心5 min,上清液备用。

2 不确定度评估

2.1 数学模型

食用盐模拟试样中DINP含量按下式计算：

式中：X——食用盐模拟试样DINP的含量,mg/kg;c——测定样液中DINP的含量,μg/mL;V——溶解食用盐模拟试样正己烷的总体积,mL;m——称取食用盐模拟试样质量,g。

2.2 不确定度分量的来源

气质联用仪测定食用盐中DINP含量的不确定度来源主要有：重复性试验的不确定度;测量设备气质联用仪不确定度;标准曲线的不确定度;样品前处理引起的不确定度等几个主要方面,具体来源见图1。

图1 食用盐中DINP测定不确定度因素来源分析Fig.1 Source analysis of uncertainty factors in DINP determination in edible salt

2.2.1 测量不确定度分量

(1)重复性试验的不确定度。

对食用盐模拟样品进行7次独立重复测量,得到的测量结果见表1。测量覆盖方法全过程,主要收到人员操作影响,包括称量、移取、净化、定容等分量的重复性。

表1 邻苯二甲酸二异壬酯的含量测定值Tab.1 Determination of content of di-isoonyl phthalate

模拟样品7次独立重复测量结果平均值为：

通过7次重复测量得到的单次测量实验标准偏差为：

模拟样品测定时进行两次重复独立测定计算平均值,m=2,两次重复测量平均值实验标准差为：

重复性试验的相对不确定度分量为：

(2)气质联用仪不确定度。

根据气质联用仪校准报告,相对扩展不确定度Urel(S1)=0.15(k=2),标准不确定度：

urel(S1)=0.15÷2=0.075

气质联用仪的相对不确定度分量为：

(3)标准曲线的不确定度。

标准储备溶液的不确定度。

邻苯二甲酸二异壬酯标准储备溶液。相对扩展不确定度0.02%(k=2),即Urel(B1)=0.000 2(k=2),u(rel(B1)=0.000 2÷2=0.000 1。

对苯二甲酸二辛酯标准溶液,相对扩展不确定度2.4%(k=2),即Urel(B2)=0.024(k=2),urel(B2)=0.024÷2=0.012。

标曲配制过程引入的不确定度。

①内标物对苯二甲酸二辛酯标准中间溶液配制过程中称重100 mg,根据电子天平的检定证书给出的最大允差为Δy=±5 mg,置信水平p=95%,属正态分布(k=2)。标准不确定度为：

由称量引入的相对标准不确定度为

②邻苯二甲酸二异壬酯及对苯二甲酸二辛酯标准溶液稀释过程中使用100 mL容量瓶(A级)引入不确定度。

根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》规定,采用三角分布,计算引入误差可以得到A级容量瓶示值允差产生的不确定度(见表2)。

在对容量瓶进行校准时温度波动影响较大,实际实验室的室内温度波动范围为±4 ℃。温度对体积测量的影响是通过体胀系数表征的。而溶液的体胀系数明显大于容量瓶的,因此只考虑溶液的影响。标准溶液稀释采用正己烷溶剂(其体胀系数为1.36×10-3/℃),按矩形分布计算温度变化产生的不确定度。

表2 容量瓶的不确定度Tab.2 Uncertainty of volumetric flask

③邻苯二甲酸二异壬酯及对苯二甲酸二辛酯标准溶液稀释过程中使用1 mL、100 μL、20 μL的移液器,引入不确定度。

根据JJG 646-2006《移液器》规定1 mL、100 μL、20 μL移液器引起的不确定度见表3。

④标准曲线配制过程体积引入的标准不确定度。

=0.003 297

表3 移液器参数及引起的不确定度Tab.3 Pipette parameters and the resulting uncertainty

⑤标准曲线拟合产生的标准不确定度。

对标准系列浓度0.5 μg/mL、0.8 μg/mL、1.0 μg/mL、2.5 μg/mL、5.0 μg/mL分别重复测定3次,测得色谱峰与对应内标色谱峰响应值比值Ai,拟合而成的线性回归方程为Ai=aCi+b,其中,a为斜率,b为截距。测定数据及结果见表4。

表4 标准曲线拟合产生的不确定度Tab.4 Uncertainty generated by standard curve fitting

n为标准溶液测试次数,n=5×3=15。

p对阳性样品测试次数,p=7。

标准溶液峰面积残差的标准差

=0.000 140

标准曲线配制引起的相对标准不确定度为：

(4)样品前处理引起的不确定度。

对模拟样品前处理引起的不确定度主要包括样品称重、提取及净化、定容几个方面。

样品称重引起的不确定度。模拟样品称重(m)为0.202 4 g,根据电子天平检定证书给出的最大允差为Δy=±5 mg,其置信水平p=95%,属正态分布(k=2)。标准不确定度为：

由样品称重引入的相对标准不确定度为：

样品定容体积的不确定度。分度吸量管的不确定度：根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》规定,分度吸量管的相关参数及不确定度见表5。

表5 分度吸量管的不确定度Tab.5 Uncertainty of graduated pipette

由样品体积引入的相对标准不确定度：

urel(V)=0.004 431÷0.202 4=0.021 892

由样品前处理引入的相对标准不确定度：

=0.000 316

2.2.2 不确定度分量汇总表(表6)

表6 测量不确定度汇总表Tab.6 Summary table of measurement uncertainty

2.2.3 合成标准不确定度

合成标准不确定度：

=0.001 397

uc(X)=urel(X)·C=0.001 397×16.231=2.3×10-2mg/kg

2.2.4 扩展不确定度

取置信水平P=95%,包含因子k=2,则扩展不确定度：

U(X)=k·uc(X)=2×2.3×10-2

=4.6×10-2mg/kg

2.3 不确定度报告

采用内标法进行食用盐中邻苯二甲酸二异壬酯的测定,被测模拟样品中邻苯二甲酸二异壬酯的含量为X=16.2±4.6×10-2mg/kg(k=2)。

3 结论

文章通过气质联用仪,采用内标法对食用盐中邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)含量检测进行不确定度评估。剖析测量模型到不确定度来源的整个过程,得知在检测过程中测量结果重复性对检测结果的影响最大,即人员操作影响因素不可小觑。使用设备气质联用仪对检测结果影响也相对较高。所以在实际检测过程中人员需要规范化操作,检测设备应及时检定校准并定时维护和调谐。通过不确定度评估,为食用盐中邻苯二甲酸二异壬酯含量测定的关键点控制和测量结果可靠性提供了参考和依据。