GC-MS/MS法測定白酒中3種塑化劑含量的不確定度評定

閆順華 葉 青 韓瑨烜 迪麗努爾·沙比托夫

(新疆維吾爾自治區食品藥品檢驗所，新疆 烏魯木齊 830004)

ISO/IEC 17025:2017《檢測和校準實驗室能力認可準則》規定，開展檢測的實驗室應評定測量不確定度，并采用適當的分析方法考慮測量不確定度的所有顯著貢獻。

白酒中塑化劑的成分主要是鄰苯二甲酸酯類化合物，其毒性是三聚氰胺的20倍，可干擾人體內分泌系統，導致男性生殖能力減弱、引發女性性早熟，并且可能通過胎盤脂質及鋅代謝影響胚胎發育，導致胚胎生長緩慢，甚至具有致癌性[1-4]。白酒行業的“塑化劑”問題一直受到社會的強烈關注，對此，國家和地方都在不斷加大對白酒中塑化劑的監督。為了確保檢測結果的可靠性，有力支撐國家食品安全監管工作，非常有必要開展白酒中塑化劑含量檢測的測量不確定評定工作。目前，趙康等[5]采用GB/T 21928—2008的檢測方法，對GC-MS法測定塑料包裝材料中DBP含量的不確定進行了評估，但未考慮回收率的顯著性差異和儀器本身的精密度對不確定度評定的影響，且評定的是單一組分。另外，有關白酒中塑化劑GC-MS/MS檢測方法的研究[6-10]較多，而該方法的不確定度評定基本空缺。

本研究依據JJF 1135—2005《化學分析測量不確定度評定》和JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》，按照中國新頒布的GB 5009.271—2016《食品安全國家標準 食品中鄰苯二甲酸酯的測定》中的氣相色譜—質譜法(外標法)，考慮樣品特性、環境因素、儀器精密度，從稱量、定容、方法回收率、測量重復性及標準曲線擬合等九方面全面評定白酒中常見的3種塑化劑——鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)、鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)和鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)含量檢測的不確定度，以期識別不確定度的關鍵影響因素并進行控制，為GC-MS/MS法準確測定白酒中塑化劑的含量提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

鄰苯二甲酸二異丁酯(DIBP)標準物質：批號40806，純度99.5%，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

鄰苯二甲酸二正丁酯(DBP)標準物質：批號40807，純度99.4%，德國Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

鄰苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)標準物質：批號40722，純度99.6%，德國 Dr.Ehrenstorfer GmbH公司；

白酒酒樣：國家認監委提供的能力驗證樣品；

正己烷：色譜純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.2 儀器與設備

氣相色譜—質譜聯用儀：GCMS-QP2010型，日本島津公司；

分析天平：Mettler Toledo AE240型，萬分之一，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

分析天平：Mettler Toledo MS205DU型，十萬分之一，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

渦旋振蕩器：HC-3018R型，北京中科奧博科技有限公司；

離心機：CF16RXⅡ型，日本日立公司；

可調微量移液器：20～1 000 μL，艾本德中國有限公司；

所用玻璃量器均為A級。

1.2 試驗方法

1.2.1 標準溶液的配制

(1) 標準儲備液的配制：用十萬分之一電子天平分別精密稱取DIBP、DBP和DEHP對照品0.102 72，0.106 03，0.097 11 g 置于同一個100 mL容量瓶中，用正己烷溶解并定容至刻度，得到DIBP(1.022 mg/mL)、DBP(1.054 mg/mL)、DEHP(0.967 mg/mL)的混合標準儲備液(濃度用純度折算后)。

(2) 標準中間液的配制：用1 mL單標線吸量管準確吸取1.0 mL混合標準儲備液至100 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，搖勻，得到DIBP(10.22 mg/L)、DBP(10.54 mg/L)、DEHP(9.67 mg/L)的混合標準中間液。

(3) 標準工作溶液系列的配制：用微量移液器分別移取20，40，100，200，400 μL標準中間液至5個10 mL容量瓶中，用正己烷定容至刻度，搖勻，得到DIBP、DBP和DEHP的5種混合標準工作溶液系列(各質量濃度數據見表6)。

1.2.2 樣品前處理 準確稱取1.000 0 g試樣于25 mL具塞磨口離心管中，加入2.00 mL蒸餾水，渦旋混勻，再準確加入10.00 mL 正己烷，渦旋1 min，劇烈振搖1 min，超聲提取30 min，1 000 r/min離心5 min，取上清液，用0.2 μm針型微孔過濾器過濾至樣品瓶，供GC-MS分析。

1.2.3 加標樣品制備 稱取6份空白白酒平行樣品(陰性樣品)，每份1.000 0 g于25 mL具塞磨口離心管中，分別加入80 μL的DIBP(10.22 mg/L)、DBP(10.54 mg/L)和DEHP(9.67 mg/L)的混合標準中間液，其他步驟同1.2.2樣品前處理。

1.2.4 色譜—質譜條件

(1) 氣相色譜條件：色譜柱為Rti5-HJX-006(30 m×0.25 mm×0.25 μm)，載氣為高純He，進樣口溫度260 ℃，采用不分流進樣方式，進樣量1 μL，流速1.0 mL/min，升溫程序：柱溫60 ℃，保持1 min；以20 ℃/min升溫到220 ℃，保持1 min；以5 ℃/min升溫到250 ℃，保持1 min；再以20 ℃/min升溫到290 ℃，保持7.5 min。

(2) 質譜條件：電離方式為電子轟擊離子源(EI)，電離能量70 eV，傳輸線溫度280 ℃，離子源溫度230 ℃，監測模式為SIM，溶劑延遲7 min。其他質譜采集參數見表1。

表1 質譜采集參數Table 1 Acquisition parameters for GC-MS/MS

2 測量數學模型

2.1 數學模型的建立

標準工作溶液系列經氣相色譜—質譜聯用儀分析，以各鄰苯二甲酸酯的峰面積對其相應的質量濃度繪制標準曲線。待測樣品用同樣的方法分析后，將樣品的峰面積代入標準曲線，計算得到樣品中鄰苯二甲酸酯的濃度。計算公式為：

(1)

式中：

X——樣品中鄰苯二甲酸酯的含量，mg/kg；

ρ——扣除空白后樣品中鄰苯二甲酸酯的含量，μg/mL；

V——樣品定容體積，10 mL；

m——樣品的質量，g；

1 000——換算系數。

2.2 不確定度來源分析

從樣品的檢測過程，分析不確定度的來源，用因果圖表示如圖1所示。

圖1 氣相色譜—質譜聯用儀測定白酒中3種塑化劑含量的不確定來源因果圖Figure 1 Uncertainty sources for determination of three-plasticizers in Liquor with GC-MS/MS

3 不確定度的分析和評定

3.1 樣品溶液制備及測量過程引入的不確定度分量

3.1.2 待測樣品溶液定容引入的相對標準不確定度ur(V樣)

10 mL單標線吸量管(A級)的不確定度主要由容量允差及溫度影響引入。

查JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規程》得，A級10 mL 單標線吸量管的允差為±0.020 mL，按均勻分布估算，則：

實驗室溫度為23 ℃，吸量管校準時溫度為20 ℃，由于液體的體積膨脹明顯大于吸量管的體積膨脹，可只考慮液體的體積膨脹，正己烷的體積膨脹系數為0.001 37 ℃-1，因此產生體積變化的半寬為10 mL×0.001 37 ℃-1×3 ℃=0.041 1 mL，假設體積變化為均勻分布，則：

3.1.3 氣相色譜—質譜聯用儀引入的相對標準不確定度ur(E氣質) 查所使用氣相色譜—質譜聯用儀的校準證書，該儀器的測量重復性(即RSD)為0.9%，按均勻分布，則氣相色譜—質譜聯用儀引入的相對標準不確定度為：

當置信度為95%，n-1=5，查t值臨界值分布表，發現3種塑化劑成分的t值均大于雙邊臨界值t(0.05，5)=2.571，所以回收率與100%具有顯著性[13]，回收率需要帶入式(1)修正結果。

表3 加標回收率結果Table 3 Results of recovery

3.2 標準物質溶液引入的不確定度分量

3.2.1 標準物質質量分數引入的相對標準不確定度ur(P對)

3.2.2 標準物質稱量引入的相對標準不確定度ur(W對)

3.2.3 混合標準系列溶液配制過程引入的相對標準不確定度ur(V對)

(1) 混合標準系列溶液配制過程使用玻璃量器引入的相對標準不確定度ur(V對1)：混合標準溶液系列配制過程中，室溫23 ℃，使用1 mL單標線吸量管1次，100 mL容量瓶2次，10 mL容量瓶5次。根據JJG 196—2006《常用玻璃量器檢定規程》要求，按照均勻分布處理，則玻璃器具及溫度波動引入的不確定度如表4所示。

則混合標準系列溶液配制過程所使用的玻璃量器引入的相對標準不確定為：

ur(V對1)=

(2) 混合標準系列溶液配制過程使用移液器引入的相對標準不確定度ur(V對2)：混合標準系列溶液配制過程中，使用移液器量取20，40，100，200，400 μL標準中間液各1次。根據JJG 646—2006《移液器檢定規程》的要求，按照均勻分布處理，則移液器及溫度波動引入的不確定度如表5所示。

則混合標準系列溶液配制過程所使用移液器引入的相對標準不確定為：

ur(V對2)=

混合標準系列溶液配制過程引入的相對標準不確定度為：

3.2.4 標準曲線擬合引入的不確定度ur(C) 用氣相色譜—質譜聯用儀分別對DIBP、DBP和DEHP 3種成分的系列標準溶液進行測定，每個濃度重復測定2次，對測定數據進行擬合得到線性回歸方程為Ai=aCi+b，其中a為擬合曲線的斜率，b為截距，測定數據和計算結果如表6所示。

表4 標準系列溶液配制過程玻璃器量器引入的不確定度Table 4 Relative standard uncertainty from working glass container in standard solution preparation

表5 標準系列溶液配制過程移液器引入的不確定度Table 5 Relative standard uncertainty from locomotive pipette in standard solution preparation

表6 標準曲線數據Table 6 Results of standard curves

根據表2測得的樣品溶液中DIBP、DBP和DEHP質量濃度的平均值，計算由標準曲線擬合產生的標準不確定度為：

(2)

式中：

n——標準溶液測定次數，n=2×5=10；

p——樣品溶液的重復測定次數，p=10；

C實i——系列標準溶液的實測質量濃度，mg/L；

將相關數據代入式(2)，計算標準曲線引入的相對標準不確定如表7所示。

3.3 不確定度的合成

3.3.1 相對標準不確定度的合成 3種塑化劑成分的相對標準不確定分量見表8。

表7 標準曲線擬合引入的相對標準不確定Table 7 Relative standard uncertainty from standard curve fitting

表8 3種塑化劑相對標準不確定度分量Table 8 List of relative uncertainty components for three plasticizers

表9 不確定度評定結果Table 9 Uncertainty evaluation for the determination of three plasticizers

4 結論

試驗過程中，稱量、提取、儀器測定等過程均會引入不確定度。通過分析發現，標準溶液配制過程中使用的移液器和玻璃量器對不確定度的貢獻比較大，其次是樣品測量的重復性、儀器本身的精密度和標準曲線的擬合引入的不確定度分量。因此實際檢測過程中，在兼顧經濟成本的情況下，用單標線吸量管或刻度吸管移液對不確定度的降低可能有一定的效果。另外，還可以通過增加標準系列溶液和平行樣的測定次數，提高檢驗者的操作技能，加強儀器的維護保養以提高儀器的靈敏度等方法來減小不確定度，確保檢驗結果的準確有效。

本研究用氣相色譜—質譜法(外標法)測定3種塑化劑的回收率比較高，均在96%以上，但是DEHP的Z值為2.57，屬于可疑值，經分析檢測全過程并仔細查找原因，認為可能是由儀器瞬間抖動造成。由于GB 5009.271—2016的第一法是氣相色譜—質譜法(同位素內標法)，在以后的工作中，應加強探索內標法和外標法的測量研究，不斷提高檢驗檢測技術能力。