HG-AFS法測(cè)定尿中砷的不確定度評(píng)定

潘月華，何 平，白利珊

（貴州省疾病預(yù)防控制中心地方病防治研究所檢驗(yàn)科，貴陽550004）

按《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》GB／T 15481-2000規(guī)定，檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都必須具有對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定的程序，并在具體的測(cè)量和校準(zhǔn)工作中應(yīng)用這些程序來進(jìn)行測(cè)量不確定度的評(píng)定。而測(cè)量不確定度是與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的一個(gè)參數(shù)，表征合理地賦予被測(cè)量實(shí)值的分散性［1］。本實(shí)驗(yàn)室依據(jù)JJF／1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》規(guī)定的不確定度評(píng)估程序，建立了一套切合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定不確定度評(píng)定的步驟與方法，并對(duì)尿中砷測(cè)定結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定，從中了解測(cè)定過程中不確定度來源及大小，并加以糾正，確保檢測(cè)過程具有可行和有效的依據(jù)［2］，為實(shí)際檢測(cè)工作提供參考。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器 AFS-230E雙道原子熒光光度計(jì)及配套分析軟件（北京科創(chuàng)海光儀器有限公司）；ADE-DI自控電熱消化儀（北京博瑞賽科技有限責(zé)任公司）；具塞刻度磨砂口硬質(zhì)消化管（天津玻璃三廠）。

1.1.2 試劑 5%鹽酸（重慶川東），30%過氧化氫（國藥），（1∶1）硫酸（國藥），（1∶1）硝酸（國藥），（1∶1）鹽酸（重慶川東），以上均為優(yōu)質(zhì)純?cè)噭?%硼氫化鉀（國藥）-0.5%氫氧化鈉（國藥），5%硫脲（國藥）-5%抗壞血酸（國藥）混合液，以上為分析純?cè)噭Ｋ疄槿ルx子水。100mg／L砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）。

1.2 測(cè)定方法

1.2.1 原理 在尿樣中加入過氧化氫、硫酸、硝酸破壞其有機(jī)物，再加入硫脲-抗壞血酸溶液將5價(jià)砷還原成3價(jià)砷，通過硼氫化鉀作用，生成砷的氫化物，在氬氫焰中分解為單質(zhì)態(tài)砷，吸收由高性能空心陰極燈發(fā)射的193.7nm的光后，發(fā)射出原子熒光，測(cè)定熒光強(qiáng)度，以峰面積進(jìn)行定量［3］。

1.2.2 樣品處理 取1mL尿樣于10mL具塞刻度硬質(zhì)消化管中，加0.5mL過氧化氫（30%），0.1mL硫酸（1∶1）和0.25 mL硝酸（1∶1），同時(shí)作3個(gè)以上樣品的空白，置于130℃ADE-DL自控電熱消化儀上，消解50min，至溶液體積約0.2 mL。如有個(gè)別樣仍看到顏色或顏色加深變?yōu)樽厣裳a(bǔ)加少量過氧化氫，后提高溫度至150℃，消解3～5min，使氧化反應(yīng)完全，溶液呈無色透明狀態(tài)。待冷卻至室溫后，加5mL純水、1mL鹽酸（濃）、2mL硫脲，再用純水定溶至10mL，混勻，放置20～30min，待測(cè)［4-5］。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備 用10mL移液管吸取100mg／L砷標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL于1 000mL容量瓶中定容，得1μg／mL砷標(biāo)準(zhǔn)中間溶液，再吸取10.0mL砷標(biāo)準(zhǔn)中間溶液于100mL容量瓶中定容得標(biāo)準(zhǔn)使用液［P（AS）＝0.10μg／mL］。然后再用1mL吸管準(zhǔn)確吸取0.00、0.10、0.30、0.50、0.70、1.00、2.00mL 砷標(biāo)準(zhǔn)使用液于10mL測(cè)定管中，加（1∶1）鹽酸1mL，1mL（5%）硫脲-（5%）抗壞血酸溶液，用去離子水定容，得砷0.0、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0、20.0μg／L 的標(biāo)準(zhǔn)系列，靜置20～30min，待測(cè)（玻璃量具均為A級(jí)）。

1.2.4 測(cè)定 以5%鹽酸為載流，2%硼氫化鉀-0.5%氫氧化鈉為還原劑，氬氣為載氣，開機(jī)測(cè)定。測(cè)定時(shí)根據(jù)儀器提供的分析軟件，輸入相應(yīng)的文件名，選擇儀器最佳工作參數(shù)，見表1。同時(shí)以熒光強(qiáng)度和濃度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用最小乘法擬合線性方程和相關(guān)系數(shù)，求得尿中砷的濃度。

1.3 不確定度評(píng)定方法 按照J(rèn)JF／1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》要求進(jìn)行評(píng)定。

2 結(jié) 果

2.2 不確定度來源分析 本實(shí)驗(yàn)的全過程，在同一實(shí)驗(yàn)室，由同一分析人員檢測(cè)分析完成，因此，不確定度分量來源可視為以下幾個(gè)方面：樣品測(cè)量重復(fù)性產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（A），標(biāo)準(zhǔn)溶液及配置標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的不確定度Urel（B），標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合求得樣品中砷時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)不確定度 Urel（C），樣品提取和定溶過程產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（D），吸光值的量化誤差產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（E），分析儀器產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（E）。所用玻璃量器均為A級(jí)。

表1 儀器工作參數(shù)

2.3 不確定度分量的計(jì)算

2.3.1 樣品測(cè)量重復(fù)性產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（A）。即分析過程隨機(jī)效應(yīng)導(dǎo)致的不確定度通過精密度研究來評(píng)定［6］。對(duì)樣品的6次重復(fù)測(cè)定數(shù)據(jù)求出標(biāo)準(zhǔn)差，數(shù)據(jù)見表2。

表2 樣品6次重復(fù)數(shù)據(jù)

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及配制引起的相對(duì)不確定度Urel（B）

2.3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液100mg／L，標(biāo)準(zhǔn)證書給出相對(duì)不確定度為2%，k＝2。則

2.3.2.2 配制引起的相對(duì)不確定度 以A級(jí)10mL單標(biāo)線吸管為例，依據(jù)JJC196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》得，容量允差為±0.020mL，按矩形分布得標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.012mL；讀數(shù)重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差為±0.02mL，直接用作標(biāo)準(zhǔn)不確定度；實(shí)驗(yàn)室溫度為（20±5）℃，當(dāng)p＝95%時(shí)，水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4／℃，溫度波動(dòng)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為10×2.1×10-4×5／1.96＝0.005mL。以上3項(xiàng)合成得

同理，1 000mL和100mL容量瓶取樣體積的相對(duì)不確定度：Urel（3）＝5.9×10-4mL，Urel（4）＝8×10-4mL。1mL刻度吸管，同理，得其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：Urel（5）＝0.013。綜上所述，0.016。

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的相對(duì)不確定度 Urel（C）［7］，原子熒光光度計(jì)測(cè)定尿中砷，工作曲線測(cè)定結(jié)果見表3。儀器給出線性方程：If＝a×C＋b

表3 工作標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)

If＝52.976×C＋8.855，相關(guān)系數(shù)：γ＝0.999 9，a＝52.976，b＝8.855，根據(jù)貝塞爾公式［8］，將上述相關(guān)數(shù)據(jù)代入其中，計(jì)算實(shí)驗(yàn)剩余標(biāo)準(zhǔn)差：

標(biāo)準(zhǔn)曲線引入的相對(duì)不確定度：

式中，n：測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液的次數(shù)，n＝7；Ci：標(biāo)準(zhǔn)曲線各點(diǎn)的濃度值：標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的平均值，6.571；：測(cè)定尿中砷濃度的平均值，19.800；b：工作曲線的斜率，8.855；a：工作曲線的截距，52.976；p：實(shí)際測(cè)量時(shí)測(cè)定樣品的次數(shù)，1。

2.3.4 樣品提取及定溶產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（D） 標(biāo)準(zhǔn)溶液和尿樣的取用量均為1.0mL，使用同一支微量移液器，（每吸取一次換一只干燥潔凈的吸頭），進(jìn)樣體積的不確定度可以忽略。分析程序的標(biāo)準(zhǔn)偏差可通過回收率數(shù)據(jù)計(jì)算，回收率越接近期望值1.0，方法誤差越小［9］。5次加標(biāo)回收率測(cè)定結(jié)果為：106.2%、107.1%、102.9%、99.8%、103.5%，平均回收率為Rec＝103.9%，標(biāo)準(zhǔn)偏差SRec＝2.89%。標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差：

同時(shí)，對(duì)平均回收率進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，以確定回收率校正因子fRec是否歸入顯著性檢驗(yàn)3.07

t＝3.07＞t（95.4）＝2.78，平均回收率與期望值1.0之間無顯著性差異包含在結(jié)果計(jì)算中，說明該方法不存在系統(tǒng)性偏差。

2.3.5 吸光值的量化誤差產(chǎn)生相對(duì)不確定度Urel（E） 該原子熒光光度儀的分辨率由儀器使用說明書給出，為0.001A，則

2.3.6 分析儀器產(chǎn)生的相對(duì)不確定度Urel（F），該原子熒光光度儀的RSD由檢定證書給出，為1.7%，則

2.4 合成不確定度

2.5 擴(kuò)展不確定度及測(cè)定結(jié)果表示 當(dāng)P＝95%時(shí)，取包含因子k＝2，則U＝ k×U（C）＝0.048×2＝0.096μg／L，樣品中砷濃度為×fRec＝19.800×0.96＝19.008（μg／L）

測(cè)定結(jié)果表示為，（19.008±0.096）μg／L。

3 討 論

本方法對(duì)測(cè)定尿中砷的不確定度來源的分析和不確定度分量的評(píng)定結(jié)果表明，在可信區(qū)間P＝95%時(shí)，其測(cè)定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為（±0.096）。從不確定度來源可以看出，使用合格的計(jì)量器具，嚴(yán)格按照操作規(guī)程，準(zhǔn)確控制各個(gè)分析的環(huán)節(jié)，是提高精密度的保證。本實(shí)驗(yàn)在對(duì)不確定度的分析中，未列入人員引入的不確定度、方法本身自帶的不確定度、實(shí)驗(yàn)過程中試劑引起的不確定度［10］，例如：儀器電流、負(fù)高壓的設(shè)定值，鹽酸、硫脲等試劑以及儀器的穩(wěn)定性等所引起的不確定度均包含在標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的不確定度中。本實(shí)驗(yàn)不確定度的最主要因素是標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引起的相對(duì)不確定度，是HG-AFS法測(cè)定尿中砷總偏差的主要來源，占合成不確定度的90%，這說明了在檢測(cè)過程中，標(biāo)準(zhǔn)系列的線性關(guān)系是非常重要的，為提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性，減小不確定度的重要保證，建議在測(cè)定樣品時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線制作過程加以嚴(yán)格控制，要求其回歸方程的相關(guān)系數(shù)r≥0.998 8。

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引起的相對(duì)不確定度，是HG-AFS法測(cè)定尿中砷總偏差的主要來源。而標(biāo)準(zhǔn)溶液及配制過程引起的相對(duì)不確定度Urel（B），也是HG-AFS法測(cè)定尿中砷總偏差的來源之一。實(shí)驗(yàn)室在樣品分析的時(shí)候，盡量使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行對(duì)照，或用加標(biāo)回收結(jié)果計(jì)算校正因子。作者建議：（1）在實(shí)驗(yàn)消化過程中使用多孔電熱恒溫消解儀消化樣品，保證各消化管受熱均勻，消化程度一致。（2）尿樣采集后盡快分析，防止產(chǎn)生沉淀不利于混勻。此外，由于尿中砷的含量極低，在保存和檢測(cè)過程中謹(jǐn)防污染。這是檢定過程中的關(guān)鍵所在，也是提高測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的重要因素。

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