原子熒光光譜法測定海產品中錫的不確定度評定

崔穎，倪松，張海濱，肖亞兵

（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

原子熒光光譜法測定海產品中錫的不確定度評定

崔穎，倪松，張海濱，肖亞兵

（天津出入境檢驗檢疫局，天津300461）

建立原子熒光光譜法測定海產品中錫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。計算得到在海產品中錫含量為0.293 mg/kg時，擴展不確定度為0.288 mg/kg，包含因子k為2。該方法適用于海產品中錫含量的測量不確定度評定。

測量不確定度；原子熒光光譜法；錫；海產品；微波消解

在報告測量結果時，不僅要給出測定的量值，還應給出量值的分散程度。測量不確定度是“表征賦予被測量值分散性的非負參數”，它是測量質量的指標，用于判斷該測定值的可靠程度。本研究根據CNASCL07：2011《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，改進并優化了即將于2015年7月28日實施的GB 5009.16-2014《食品安全國家標準食品中錫的測定》[1-3]中的檢驗方法，優化了前處理過程，采用微波消解-氫化物原子熒光光譜法測定海產品中的錫含量，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，為今后評價錫測定結果的準確性和可靠性提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料

牡蠣：市售。

1.1.2 試劑

硝酸、硫酸、高氯酸：天津市風船化學試劑科技有限公司；硫脲、抗壞血酸、氫氧化鈉：天津光復科技發展有限公司。

1.1.3 儀器

AFS9800原子熒光光譜儀：北京海光公司；MARS5微波消解儀：美國CEM公司；MS304S分析天平：梅特勒托利多公司；101-A烘箱：天津潤通精試公司；TPS2電熱板：深圳三利公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

稱取試樣1.0 g于錐形瓶中，加入20.0 mL硝酸-高氯酸混合溶液（硝酸∶高氯酸為4∶1，體積比），加1.0 mL硫酸，3粒玻璃珠，放置過夜。次日于微波消解儀上加熱消化40 min，取下置電熱板上加熱繼續消化至冒白煙，待液體體積近1 mL時取下冷卻。用水將消化試樣轉入50 mL容量瓶中，加水定容至刻度，搖勻備用。同時做空白試驗。取定容后的試樣10.0 mL于50 mL比色管中，分別加入10.0 mL硫酸溶液（硫酸∶水為1∶9，體積比）和5.0 mL硫脲溶液（硫脲∶水為1∶9，體積比），再用水定容至50 mL，搖勻。

1.2.2 標準溶液配制

錫標準使用液（1.0 μg/mL）：準確吸取錫標準溶液1.0 mL于50mL容量瓶中，用硫酸溶液（硫酸∶水為1∶49，體積比）定容至刻度。準確吸取該溶液1.0 mL于20 mL容量瓶中，用硫酸溶液（硫酸∶水為1∶49，體積比）定容至刻度。

1.2.3 標準溶液的繪制

分別吸取錫標準使用液 0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、5.00 mL于50 mL比色管中，分別加入10.0 mL硫酸溶液（硫酸 ∶水為1∶9，體積比）和5.0 mL硫脲溶液（硫脲∶水為1∶9，體積比），再用水定容至50 mL。該標準系列溶液濃度為：0、5、10、20、40、80 ng/mL和100 ng/mL。

1.2.4 樣品測定

設定好儀器測量最佳條件，根據所用儀器的型號和工作站設置相應的參數，點火及對儀器進行預熱，預熱30 min后進行標準曲線及試樣溶液的測定。

2 測量模型的構建

2.1 錫含量的測量模型

式中：X為試樣中錫的含量，mg/kg；C為試樣消化液測定濃度，ng/mL；m為試樣質量，g；V1為試樣消化液定容體積，mL；V3為測定用溶液定容體積，mL；V2為測定用所取試樣消化液的體積，mL；1 000為換算系數；R為回收率。

2.2 標準工作曲線的測量模型

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

不確定度來源見圖1。

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，該重復性通過實驗合成重復性考慮；其二是天平校準引入的不確定度，按B類方法評定。

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

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=4.5 mg，k=2，則天平的標準不確定度為uc（m）=4.5÷2=2.2 mg，其相對不確定度為ur（m）=uc（m）÷m=2.2÷1 076=0.002 0。

3.2 試樣消解液體積V不確定度評定

該不確定度主要有3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。

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，10 mL移液管的允差為±0.010 mL。假設均為三角形分布，則包含因子為因此標準不確定度分別為

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。50 mL容量瓶和10 mL移液管，因溫度控制不充分而產生的標準不確定度分別為：

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

濃度C的不確定度由3個部分組成：一是由擬合標準工作曲線求得C時測量所產生的不確定度；二是標準儲備液的純度對C測量帶來的不確定度；三是由標準儲備液配制成不同濃度錫標準應用液所產生對C測量帶來的不確定度；均按B類方法評定。

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]

錫標準應用液的熒光強度值見表1。

表1 錫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=1.014c+1.786，相關系數R2=0.999 8。依據實驗，對一份樣品進行3次重復測量，由熒光強度值通過線性回歸方程求得C=1.25 ng/mL，則殘差標準偏差為：

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錫單元素溶液標準物質的擴展不確定度為1 μg/mL（k=2），則其相對不確定度為：因此標準不確定度為其相對不確定度表示

3.3.3 錫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：

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]

分別在空白的海產品基質中添加0.25、0.50、1.00 mg/kg 3個濃度水平的錫標準，每個水平包含n=6次平行試驗，m=36=18，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=6）Table 2 Results of test for recovery（n=6）

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]

對同一海產品樣品進行n=11次獨立重復性試驗，所得錫含量分別為 0.292、0.293、0.292、0.295、0.298、0.296、0.292、0.290、0.288、0.299、0.288 mg/kg，平均值=0.293 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：

3.6 合成標準不確定度的評定

不確定度各分量的分析結果見表3。

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：取包含因子k=2，海產品中錫含量的擴展不確定度：U（X）=k×ur（X）×X=20.492×0.293=0.288 mg/kg。

所以，該海產品中錫含量X為：（0.293±0.288）mg/kg。

4 結論

評定海產品中錫含量測量不確定度，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，試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。

[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 5009.16-2014食品安全國家標準食品中錫的測定[S].北京:中國標準出版社,2014:1-5

[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].北京: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

Uncertaintiy Evaluation in the Measurement of Tin in Seafood with Microwave Digestion-AFS

CUI Ying，NI Song，ZHANG Hai-bin，XIAO Ya-bing
（Tianjin Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Tianjin 300461，China）

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 tin content in seafood was 0.293 mg/kg，the expanded uncertainty was 0.288 mg/kg and the coverage factor k was 2.This method was suitable for evaluating the uncertainties in the measurement of tin in seafood.

measurement uncertainty；atomic fluorescence spectrometry （AFS）；tin；seafood；microwave digestion

2016-04-15

崔穎（1986—），女（漢），工程師，本科，研究方向：食品檢測。

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.13.040