微波消解-AFS法測定嬰幼兒配方奶粉中硒的測量不確定度評定

崔穎，葛含光，溫華蔚，倪松（天津出入境檢驗檢疫局動植物與食品檢測中心，天津300461）

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微波消解-AFS法測定嬰幼兒配方奶粉中硒的測量不確定度評定

崔穎，葛含光，溫華蔚，倪松
（天津出入境檢驗檢疫局動植物與食品檢測中心，天津300461）

摘要：建立微波消解-AFS法測定嬰幼兒配方奶粉中硒含量的測量不確定度的測量模型，根據模型分析并計算不確定度各個分量、結果的不確定度以及擴展不確定度。結果表明，引起測量不確定度的最主要來源是測定C值時用最小二乘法擬合標準工作曲線所引入的不確定度。計算得到在嬰幼兒奶粉中硒含量為0.310 mg/kg時，擴展不確定度為0.046mg/kg，包含因子k為2。該方法適用于嬰幼兒配方奶粉中硒含量的測量不確定度評定。

關鍵詞：測量不確定度；原子熒光光譜法；硒；嬰幼兒配方奶粉；微波消解

在報告測量結果時不僅要給出測定的量值是多少，還應給出以數量表示的該值分散程度是多少。它是測量質量的指標，用于判斷該測定值的可靠程度。測量不確定度是“表征賦予被測量值分散性的非負參數”。本研究根據CNAS-CL07：2011《測量不確定度的要求》和JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的規定，按照GB 5009.93-2010《食品安全國家標準食品中硒的測定》［1-3］中微波消解-氫化物原子熒光光譜法測定嬰幼兒配方奶粉中硒含量的檢驗方法，結合實驗室日常檢測能力與條件，進行測量不確定度分析與評定，為評價硒測定結果的準確性和可靠性提供技術依據。

1　材料與方法

1.1材料、試劑與儀器

1.1.1樣品

嬰幼兒配方奶粉。

1.1.2試劑

硝酸、高氯酸、鹽酸、過氧化氫、氫氧化鈉、硼氫化鉀、鐵氰化鉀：天津試劑三廠，優級純。

1.1.3儀器

原子熒光光譜儀（型號：AFS9800）：北京海光公司；分析天平（型號：MS304S）：梅特勒托利多公司；微波消解儀（型號：MARS5）：美國CEM公司；電熱板（型號：TPS2）：深圳三利公司。

1.2方法［3］

1.2.1樣品處理

稱取0.5 g～2 g（精確至0.001g）試樣于消化管中，加10 mL硝酸、2 mL過氧化氫，振搖混合均勻，于微波消化儀中消化，冷卻后轉入三角瓶中，加幾粒玻璃珠，在電熱板上繼續加熱至近干，切不可蒸干。再加5.0 mL鹽酸，繼續加熱至溶液變為清亮無色并伴有白煙出現，將六價硒還原成四價硒。冷卻，轉移試樣消化液于50 mL容量瓶中定容，混勻備用。同時做空白試驗。吸取10.0 mL試樣消化液于15 mL離心管中，加鹽酸2.0 mL，鐵氰化鉀溶液1.0 mL，混勻待測。

1.2.2標準溶液配制

硒標準應用液：取100μg/mL硒標準儲備液1.0mL，定容至50 mL，取稀釋液1.0 mL，定容至20 mL，此應用液濃度為100 ng/mL。

1.2.3標準溶液的繪制

分別取0.00、0.10、0.50、1.00、2.00、4.00 mL標準應用液于15 mL離心管中用去離子水定容至10 mL，再分別加鹽酸2 mL，鐵氰化鉀溶液1.0 mL，混勻，制成標準工作曲線。

1.2.4樣品測定

設定好儀器最佳條件，逐步將爐溫升至所需溫度后，穩定10 min～20 min后開始測量。連續用標準系列的零管進樣，待讀數穩定之后，轉入標準系列測量，繪制標準曲線。轉入試樣測量，分別測定試樣空白和試樣消化液，每測不同的試樣前都應清洗進樣器。

2　測量模型的構建

2.1硒含量的測量模型

式中：X為試樣中硒的含量，mg/kg；C為試樣消化液測定濃度，ng/mL；m為試樣質量，g；V為試樣消化液總體積，mL；R為回收率，%。

2.2標準工作曲線的測量模型

y=ac+b

式中：y為硒標準溶液的信號值；c為硒標準溶液的濃度，ng/mL；a為斜率；b為截距。

2.3測量不確定度來源

不確定度來源見圖1。

圖1　 不確定度來源的因果關系圖Fig.1　Causal relationship of the sources of uncertainty

3　結果與討論

3.1試樣質量m的不確定度評定

評估不確定度時，應集中精力分析最大的不確定度分量。質量m的不確定度有二個主要來源：其一是重復性變化，可以通過10次連續稱量測量，采用A類方法評定，該重復性通過試驗合成重復性考慮；其二是天平校準引入的不確定度，按B類方法評定。

檢定校準證書上給出天平在20℃時的測量結果的不確定度U=4.2 mg，k=2，則天平的標準不確定度為uc（m）=4.2/2=2.1 mg，其相對不確定度為ur（m）=uc（m）/ m=2.1/1005=0.002 1。

3.2試樣消解液體積V不確定度評定

該不確定度主要有三個方面：一是重復性變化，采用A類方法評定，該重復性也通過試驗合成重復性考慮；二是校準不確定度，三是溫度影響，均按B類方法評定。

易代之際，社會失序，兵匪頻仍，不僅存世典籍存在毀滅殆盡的危險，廣大士人更面臨著何去何從的考驗。在人心易于迷失之際，朱彝尊從前明遺民的立場出發，由文弱書生一舉變為抗清志士；在清祚日固而抗清無望的情勢下，朱彝尊又及時調整人生方向，堅守儒家士人的底色，超脫了朱姓天下的局限，以“崇儒傳道”為職志，而積極致力于故國文獻之整理與儒家典籍之承傳。家學淵源奠定了朱彝尊優異的學術品格與堅忍不拔的治學精神，龐大的學術文化圈使其能充分利用各種資源。朱彝尊弘富的著述及其所樹立的學術典范表明，中華文明生生不息，古典文獻傳承不墜，正是因有朱彝尊這樣追求博雅而終生治學不輟的學人的努力，才使之成為可能。

3.2.1校準引入的不確定度分量

根據檢定校準證書，50 mL容量瓶的允差為±0.050 mL。假設為三角形分布，則包含因子為，因此標準不確定度分別為：uc（150）=0.050/=0.0204mL。

3.2.2溫度系數引入的標準不確定度分量

檢定或校準是在室溫20℃環境條件下進行的［2］，本研究的溫度波動范圍為±3℃（置信水平為95%）。水的體積膨脹系數為2.1×10-4℃-1，假設正態分布，其包含因子為1.96，因此因溫度控制不充分而產生的標準不確定度為：uc2（50）==0.016 1 mL。

3.2.3試樣消解液體積V的合成標準不確定度uc（V）

其相對不確定度為

3.3濃度C的不確定度評定

3.3.1擬合標準工作曲線求得C時引入的不確定度分量［2，4］

表1　硒標準應用液的熒光強度值Table 1　Fluorescence intensity values of selenium standard working solution

表1中測定數據經最小二乘法擬合后得到的線性回歸方程得：y=5.429c+3.079，相關系數R2=0.999 6。依據試驗，對一份樣品進行2次重復測量，由熒光強度值通過線性回歸方程求得C=3.23 ng/mL，則殘差標準偏差為：

相對不確定度分別為：

3.3.2標準儲備液純度引入的不確定度分量［5］

由標準物質證書獲得硒單元素溶液標準物質的擴展不確定度為1 μg/mL（k=2），因此標準不確定度為：uc（P）===0.5 μg/mL，其相對不確定度表示：ur（P）===0.000 5。

3.3.3硒標準儲備液稀釋操作的不確定度評定［4］

原樣液使用經檢定或校準的移液槍和單標線A級容量瓶，進行二級稀釋，配制成現樣液。因此稀釋倍數是：

根據計量檢定證書，1 mL移液槍、A級50 mL容量瓶和20 mL容量瓶的允差分別為±0.01 mL、±0.05 mL 和±0.03 mL［2］，在（20±3）℃條件下進行，其相對不確定度為：

則硒標準儲備液稀釋操作的相對不確定度為：

3.3.4濃度C的相對標準不確定度［4］

3.4回收率的不確定度評定［5］

分別在空白的奶粉基質中添加 0.25、0.50、1.00 mg/kg三個濃度水平的硒標準，每個水平包含n= 7次平行試驗，m=3×7=21，另取兩份作為空白試驗，均按照試驗方法操作，并且進行外標法定量，結果見表2。

表2　回收試驗結果（n=7）Table 2　Results of test for recovery

對測量結果求得相對標準偏差為

3.5重復性的不確定度評定［6］

對n=11份奶粉樣品進行獨立重復性試驗，所得硒含量分別為0.316、0.312、0.304、0.312、0.315、0.312、0.308、0.305、0.315、0.306、0.310 mg/kg，平均值X=0.310 mg/kg，采用貝塞爾公式計算，標準不確定度等于一倍標準偏差：=0.001 3 mg/kg，其相對不確定度為：

3.6合成標準不確定度的評定硒含量X由下式計算出：

表3　 不確定度各分量的分析結果Table 3　Uncertainly in each quantity

由表3，其合成相對標準不確定度［4］為：u（rX）==0.073 4，取包含因子k=2，嬰幼兒配方奶粉中硒含量的擴展不確定度：U（X）=k×u（rX）×X=2×0.073 4×0.310=0.046 mg/kg，該嬰幼兒奶粉中硒含量X為：（0.310±0.046）mg/kg。

4　結論

評定嬰幼兒配方奶粉中硒含量測量不確定度，分析測量過程中存在的不確定度來源。通過各不確定度分量的分析與比較得知，使用線性最小二乘法擬合曲線程序的前提是假定橫坐標的量的不確定度與縱坐標的量的不確定度相差極大，因此濃度C的不確定度計算程序僅僅與熒光強度值不確定度有關，而標準儲備液純度和逐次稀釋的不確定度足夠小以至于可以忽略；另外，引起測量不確定度的最主要來源是測定C值時用最小二乘法擬合標準工作曲線所引入的不確定度。因此，實驗人員在實際操作中應引起重視，嚴格按照原子熒光光譜儀操作規程進行操作，定期做好儀器的計量檢定和期間核查工作，使儀器的技術性能處于良好狀態是保證測定結果準確的重要手段，同時擇優選擇移液器具，從而保證該標準方法可靠，檢測結果準確。

參考文獻：

［1］全國法制計量管理計量技術委員會．JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與管理［S］．北京：中國質檢出版社，2012：8-9

［2］全國流量容量計量技術委員會．JJG 169-2006常用玻璃量器檢定規程［S］．北京：中國計量出版社，2006：6-8

［3］中華人民共和國衛生部．GB 5009.93-2010食品安全國家標準食品中硒的測定［S］．中國標準出版社，2010：1-3

［4］中國實驗室國家認可委員會．化學分析中不確定度的評估指南［M］．中國計量出版社，2002：27-77

［5］李其樹．濕法消解-原子熒光分析法測定飲料中錫含量的不確定度評定［J］．廣西輕工業，2011，27（12）：14-17

［6］杜英秋．微波消解-原子熒光光譜法測定豆粉中總汞的不確定度評定［J］．黑龍江農業科學，2014（5）：106-109，124

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.11.032

基金項目：天津出入境檢驗檢疫局資助項目（TK077-2013）

作者簡介：崔穎（1986—），女（漢），工程師，本科，研究方向：食品檢測。

收稿日期：2015-05-31

Uncertaintiy Evaluation in the Measurement of Selenium in Milk Powder for Infant and Young Children with Microwave Digestion-AFS

CUI Ying，GE Han-guang，WEN Hua-wei，NI Song

（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

Abstract：A measurement model was established，the independent uncertainty，standard uncertainty and expanded uncertainty coming from analysis procedure were obtained.The major source of the uncertainty was the calibration curve calculated on the basis of the principle of method of least squares when determining C.As selenium content in milk powder for infant and young children was 0.310 mg/kg，the expanded uncertainty was 0.046 mg/kg and the coverage factor k was 2.This method was suitable for evaluating the uncertainties in the measurement of selenium in milk powder for infant and young children.

Key words：measurement uncertainty；atomic fluorescence spectrometry（AFS）；selenium；milk powder for infant and young children；microwave digestion