氣相色譜法測定食醋中鄰苯二甲酸二丁酯及其不確定度評定

楊瑩瑩

（山西省醫藥與生命科學研究院，山西太原030006）

氣相色譜法測定食醋中鄰苯二甲酸二丁酯及其不確定度評定

楊瑩瑩

（山西省醫藥與生命科學研究院，山西太原030006）

建立食醋中鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）的氣相色譜測定方法，并進行方法學驗證，同時對所建方法進行不確定度評定。結果表明，DBP在0.19～4.75 mg/L質量濃度范圍內線性關系良好（R2=0.999 9），檢出限為0.01 mg/L，精密度試驗相對標準偏差（RSD）為0.96%，加標回收率在90.14%～96.41%之間，RSD為2.53%。樣品中DBP平均檢測結果為（0.111±0.005）mg/L，表明所測樣品中DBP的遷移量均未超出相關規定的限量（0.3 mg/kg）。該方法的不確定度主要來源于標準曲線的擬合，其次為前處理回收率。

鄰苯二甲酸二丁酯；不確定度；食醋；氣相色譜法

鄰苯二甲酸二丁酯（dibutyl phthalate，DBP）是一種鄰苯二甲酸酯類的增塑劑，用于提高產品的可塑性和強度，被廣泛用于醫藥、化工等領域，其中在食品包裝材料尤其是聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）產品中大量使用[1]。鄰苯二甲酸酯類具有遷移效應，可從塑料中遷移出來，造成對土壤、水、特別是食品的污染[2]。食品包裝材料中增塑劑對人體產生直接危害的就是遷移到食品中的那一部分。食醋是一種重要的調味品，食醋包裝中塑料居多，塑料包裝中的增塑劑有可能會遷移到食醋中，進而危害消費者健康[3]。因此對食醋中增塑劑遷移量的分析和研究十分必要。

測量不確定度是表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結果相關聯的參數。由于結果測量定量表征是通過測量不確定度進行的，中國實驗室國家認可委員會（China national accreditation of laboratory，CNAL）對實驗室認可時候均需開展對測量不確定度的評定[4]。本研究采用氣相色譜（gas chromatography，GC）法測定食醋中鄰苯二甲酸二丁酯的含量，旨在提供一種操作簡便，檢測成本低，適用于各基層單位的塑化劑檢測方法，從而完善食醋中塑化劑的檢測手段。在建立含量測定方法的同時，根據中華人民共和國國家計量技術規范JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[5]和中國合格評定國家認可委員會文件CNAS-GL06《化學分析中不確定度的評估指南》，并參考文獻[6-9]定量測定不確定度評定方法，對測定結果進行不確定度評定，為評定測量結果的準確性和可靠性提供理論基礎和科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）標準品（純度≥99.5%）：美國Chemservice公司；正己烷（色譜純）：天津風船化學試劑公司；超純水：由優普系列超純水機制備；食醋樣品：市場隨機購買的塑料包裝食醋（其中：1～6號樣品為塑料桶包裝，7～12號樣品為塑料袋包裝）。

1.2 儀器與設備

Thermo Trace 1310氣相色譜、火焰離子檢測器（flame ionization detector，FID）、Thermo Sorvall LYNX6000型高速離心機：美國Thermo Scientific公司；AB104.N分析天平：上海托利-梅特勒公司；UPHW-I-90T優普系列超純水機：成都超純科技有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 標準溶液的配制

精密稱取鄰苯二甲酸二丁酯標準品9.50mg，置于10mL容量瓶中，用正己烷溶解并稀釋至刻度，得鄰苯二甲酸二丁酯950mg/L的標準儲備液，4℃冰箱中保存。將儲備液稀釋至質量濃度為0.19 mg/L、0.48 mg/L、0.95 mg/L、1.90 mg/L、4.75 mg/L的系列標準工作溶液，4℃冰箱中保存備用。

1.3.2 玻璃器皿處理

由于增塑劑是環境污染物，實驗過程中應盡量使用玻璃器皿，并且所有玻璃器皿需要經過超聲洗凈，經丙酮洗滌后，使用超純水淋洗3次，100℃烘干，冷卻至室溫備用。為降低鄰苯二甲酸酯的污染，實驗過程中避免使用塑料制品。

1.3.3 樣品處理

將完整包裝的食醋樣品混合均勻，精密量取5.0 mL置于20 mL具塞玻璃試管中，加入2.0 mL正己烷，振蕩萃取1 min，于1 500 r/min離心5 min，取上清液作為供試液，同時以水作空白對照，經上述步驟萃取后進行氣相色譜分析。

1.3.4 氣相色譜條件

色譜柱：TR-5毛細管柱（30 m×0.53 mm×1.5 μm）；進樣口溫度：250℃，檢測器溫度：280℃；載氣：氦氣；流速為lmL/min；升溫程序：初始柱溫60℃保持1min，以20℃/min的速率升溫至220℃，保持1 min，再以5℃/min的速率升溫至280℃，保持4 min；進樣量：1 μL；進樣方式：不分流。

1.3.5 定性定量方法

定性方法：采用標準品保留時間對照法對樣品中DBP色譜峰進行定性。

定量方法：采用外標標準曲線法對樣品中的DBP進行定量分析。樣品中DBP含量的計算公式如下：

式中：X表示樣品中DBP的含量，mg/L；Ci表示經標準曲線計算所得供試液中DBP的質量濃度，mg/L；V表示供試液體積，mL；V0表示樣品量取體積，mL。

1.3.6 不確定度評價

通過分析整個實驗過程的影響因素，并參照DBP含量計算公式，不確定度的主要來源有：標準溶液的配制、標準曲線的擬合、樣品和溶劑的量取、樣品前處理回收率、儀器重復性等方面。通過對測定過程中的不確定度來源進行分析，建立了其測量結果不確定度的數學模型，評定出各不確定度分量，從整體對檢測方法進行不確定度評定，定量描述實驗方法的可信度。

2 結果與分析

2.1 方法學考察

2.1.1 系統適用性試驗

取DBP標準品溶液、供試品溶液、空白對照溶液，按“1.3.4”項下色譜條件進行氣相色譜檢測，結果供試液中各組分得到良好的分離，峰型對稱性較好，結果見圖1。

圖1 空白對照(A)、DBP標準品(B)和食醋樣品(C)的氣相色譜圖Fig.1 Gas chromatograms of blank control(A),dibutyl phthalate standard(B)and vinegar samples(C)

2.1.2 線性范圍與檢出限

精密量取制備好的DBP標準工作溶液，經氣相色譜分析。采用峰面積外標法定量，以DBP質量濃度（x）為橫坐標，峰面積（y）為縱坐標建立DBP標準曲線，結果見圖2。

由圖2可知，DBP標準曲線回歸方程為y=0.3112x-0.0046（R2=0.9999，n=5），表明DBP質量濃度在0.19～4.75mg/L之間具有良好的線性關系。根據S/N=3的峰面積響應值計算出DBP的檢出限（limit of detection，LOD）為0.01 mg/L。

圖2 DBP標準曲線Fig.2 Standard curve of dibutyl phthalate

2.1.3 精密度與加標回收率試驗

按樣品測定方法，吸取DBP標準溶液（1.90 mg/L）進行精密度試驗，連續進行6次GC測定，計算測定結果的相對標準偏差（relative standard deviation，RSD），結果見表1。精密量取5.0 mL食醋樣品6份，置于20 mL具塞玻璃試管中，分別添加950 mg/L的標準儲備液10 μL（相當于樣品加標量為1.90 mg/L），經“1.3.3”節方法處理后進行GC測定，同時做空白對照，計算加標回收率，結果見表2。

表1 精密度試驗結果Table 1 Results of precision tests

表2 加標回收率試驗結果Table 2 Results of adding standard recovery rate experiments

由表1可知，精密度實驗結果的RSD為0.96%，表明該方法精密度良好。由表2可知，加標回收率在90.14%～96.41%，RSD為2.53%，表明該方法準確度高。

2.1.4 穩定性試驗

在手術的圍手術期，應對患者進行有效全面的認知干預，如在術前應對患者就腰椎間盤突出癥及手術治療方案進行詳細介紹，注意結合圖文、視頻等，提高患者的認知程度；并講解術后康復鍛煉的重要性、鍛煉方法及注意事項等，使其有一個深刻的了解和掌握，便于術后開展康復鍛煉，促進病情的恢復。

按“1.3.3”項下方法制備供試品溶液，放置不同時間后進行GC測定，結果見表3。由表3可知，DBP測定結果的RSD為4.35%，表明供試品溶液在12 h內穩定性良好。

表3 穩定性試驗結果Table 3 Results of stability experiments

2.2 不確定度評價

通過分析整個實驗過程的影響因素，并參照DBP含量計算公式，不確定度的主要來源有：標準溶液的配制u（S）、標準曲線的擬合u（Std）、樣品和溶劑的量取u（V）、樣品前處理回收率u（R）、儀器重復性u（GC）等方面。

2.2.1 標準溶液的配制的不確定度

標準品的稱量引入的不確定度：

根據使用的電子天平檢定證書，其最大允許誤差為±0.01 mg，稱取標準品量為9.5 mg，由稱量引入的不確定度可按B類評定，按矩形分布考慮，包含因子k=3，則其相對標準不確定度為：

標準工作液的配制引入的不確定度：

標準工作液是由DBP標準儲備液逐級稀釋得到的，質量濃度分別為0.19 mg/L、0.48 mg/L、0.95 mg/L、1.90 mg/L、4.75 mg/L。標準工作液制備過程使用了一系列玻璃量具，按照中華人民共和國國家計量檢定規程JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規程》[10]的要求，均有相應的最大允差，按B類評定，按照矩形分布考慮，k=3，相對不確定度分量見表4。

表4 標準工作液配制過程中量具校準引起的不確定度Table 4 Uncertainty induced by calibration of measuring implement used in preparation process of standard working solution

制備過程中共使用10 mL容量瓶5次，50 mL容量瓶1次，1 mL移液管3次，2 mL移液管1次，5 mL移液管1次，合成相對標準不確定度:

由于配制過程中，吸管和容量瓶中的溶液幾乎處于相同的溫度下，因此可以忽略標準工作液配制中溫度帶來的影響。

由上述分量合成DBP標準溶液配制的相對標準不確定度：

2.2.2 標準曲線的擬合

制備5個濃度水平的DBP標準溶液分別為0.19 mg/L、0.48 mg/L、0.95 mg/L、1.90 mg/L、4.75 mg/L，每一濃度測定3次，得到相應的峰面積，測定的結果見表5。用加權最小二乘法擬合濃度-峰面積曲線，得到標準曲線回歸方程：y=0.311 2x－0.004 6（R2=0.999 9，n=5），即擬合曲線的截距a和斜率b分別為-0.004 6和0.311 2。

表5 標準工作溶液峰面積測定結果Table 5 Peak area determination results of standard working solution

標準曲線的標準偏差為：

實際測定中，對被測樣品供試液測定3次，平均響應值為0.091 9，代入校準曲線，測得處理液中DBP的最佳估計值為C=0.305 5 mg/L，得到標準曲線的相對標準不確定度urel(Std)為[11]：

式中：S為標準曲線的標準偏差；p為樣品測定次數；n為標準曲線濃度水平。

2.2.3 樣品和溶劑的量取

由溫度變化引入的標準不確定度：

在樣品處理過程中需量取樣品5 mL、正己烷2 mL，實驗室的溫度在±4℃之間變動，20℃水體積膨脹系數為2.1×10-4/℃，正己烷體積膨脹系數為1.36×l0-3/℃。在實驗操作時，移液器和容量瓶中的溶液所處環境的溫度差異很小，因此可以忽略不計。假設溫度變化是矩形分布，樣品與溶劑由溫度變化產生的不確定度為：

合成溫度引入的相對標準不確定度：

由校準引入的標準不確定度：

按照JJG 196—2006《常用玻璃量具檢定規程》的要求，5 mL和2 mL分度吸量管的允許誤差分別為±0.025 mL和±0.012 mL，按B類評定，按照矩形分布考慮，k=3，合成樣品與溶劑量取引入的相對不確定度：

由上述分量合成樣品和溶劑量取引入的相對標準不確定度為：

2.2.4 前處理回收率

樣品前處理過程中的萃取、離心等步驟可產生的誤差來源，采用回收率不確定度的評定來表示前處理過程對檢測結果的影響。根據2.1.3節中加標回收率的測定結果，6份樣品的加標回收率平均值為R=92.63%，測定實驗標準偏差SR用貝塞爾公式計算[12]：

因此，前處理回收率的相對不確定度為：

2.2.5 儀器重復性測量

根據JJG 700—1999《氣相色譜儀檢定規程》[13]中規定氣相色譜-FID的定量重復性不大于3.0%，重復進樣檢測6次，計算相對標準偏差S6。取質量濃度為0.95 mg/L的DBP標準溶液，重復進樣6次，測得儀器定量重復性S6=1.63%，符合矩形均勻分布，儀器定量重復性引入的相對不確定度為：

2.2.6 計算合成標準不確定度

上述各分量相對獨立，根據其結果合成相對標準不確定度：

2.2.7 樣品測試結果與擴展不確定度

應用所建立的方法對市售12種塑料包裝的食醋進行了檢測，結果見表6。由表6可知，12個樣品中DBP的含量均未超出國標GB9685—2008《食品容器、包轉材料用添加劑使用衛生標準》[14]規定的特定遷移量0.3 mg/kg的標準，但均高于國家標準[15]檢出限0.05 mg/L，其中5、8、9、11號樣品低于方法定量限。總體比較，桶裝食醋比袋裝食醋的DBP遷移量略大。

取包含因子k=2，置信水平95%，則相對擴展不確定度U95(y)=urel(y)×k=0.023 7×2=0.047 4。根據數學模型計算得到1號樣品中DBP含量X=0.122 2 mg/L，故其擴展不確定度為：U=0.122 2×0.047 4=0.005 8 mg/L，其他樣品的擴展不確定度見表6。

表6 12種塑料包裝食醋樣品中DBP的含量及其擴展不確定度Table 6 Contents of dibutyl phthalate in 12 kinds of plastic-packaged vinegars and their expanded uncertainty

3 結論

本實驗基于氣相色譜法建立了食醋樣品中DBP含量測定的方法，該方法的檢出限為0.01 mg/L，精密度試驗RSD為0.96%，回收率在90.14%～96.41%，RSD為2.53%。在此基礎上對該方法的不確定度進行了評定，結果顯示其不確定度主要來源于標準曲線的擬合，其次為樣品前處理回收率，而貢獻最小的是樣品和溶劑的量取。因此，在同等實驗操作條件下，應對標準曲線的擬合過程和樣品前處理過程加強控制，以保證DBP測定結果的準確性。同時應用所建方法對市售食醋樣品進行了檢測，DBP平均檢測結果為（0.110 9±0.005 3）mg/L，表明所測樣品中DBP的遷移量均未超出相關規定的限量（0.3 mg/kg）。本研究結合方法學驗證數據，從整體對檢測方法進行不確定度評定，定量的描述了實驗方法的可信度，可作為食醋中DBP含量測定方法學驗證的一種補充，為評定最終數據的準確性和可信度提供科學依據。

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Determination of dibutyl phthalate in vinegar by GC and its uncertainty evaluation

YANG Yingying(Shanxi Institute of Medicine and Life Sciences,Taiyuan 030006,China)

The content of dibutyl phthalate(DBP)in vinegar was determined by gas chromatography(GC),and the method was established and validated.The uncertainty evaluation was discussed simultaneously.The results showed that DBP had a good linear relationship in the range of 0.19-4.75 mg/L(R2=0.999 9).The limit of detection was 0.01 mg/L,the relative standard deviation(RSD)of precision tests was 0.96%.The adding standard recovery rate was 90.14%-96.41%and the RSD was 2.53%.The average content of DBP in the samples was(0.111±0.005)mg/L,which indicated the migration quantity of DBP in the tested samples did not exceed the relevant limit(0.3 mg/kg).The uncertainty of the method was mainly derived from the fitting of standard curve,followed by the recovery rate of the sample pretreatment.

dibutyl phthalate;uncertainty;vinegar;gas chromatography

O657.7

0254-5071（2017）01-0171-05

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.036

2016-10-25

山西省基礎研究項目（2015021190）

楊瑩瑩（1984-），女，工程師，碩士，研究方向為食品與藥品質量控制與評價。