Top-down精密度法評定大蔥中鎘含量測定的不確定度

(新疆維吾爾自治區藥品檢驗研究院，烏魯木齊 830054)

1 引言

不確定度是與測量結果相關聯的參數，它表征了可以合理地賦予被測量的量值的分散程度[1，2]。常用的測量不確定度的評定方法有GUM法、MC法和Globe(即Top-down)法。前二者是基于不確定度傳播和概率分布傳播來評定與表示測量不確定度[3，4]。而Top-down方法，即從上到下的方法，它的核心是在控制不確定度來源或程序的前提下，運用統計學原理直接評定特定測量系統的受控結果的測量不確定度，其典型的方法目前有4種：精密度法、控制圖法、線性擬合法和經驗模型法[5，6]。本研究通過收集、分析日常檢驗工作中的質控樣測定數據，結合實驗室參加相關能力驗證活動的結果，在確保測量過程中的偏倚和精密度受控的情況下，忽略標準物質的不確定度和抽樣效應，采用Top-down精密度法評定測量過程中的不確定度，以期為同行提供參考和借鑒。

2 材料與方法

2.1 儀器與試劑

鎘單元素標準溶液：1000μg/mL，批號：GBW08612(U=2μg/mL,k=2)；

硝酸：優級純；

大蔥質控樣：GBW10049，鎘元素標稱值0.19±0.02mg/kg；

原子吸收分光光度計；

微波消解儀：Multiwave PRO型；

控溫電熱板：DTK型。

2.2 試驗方法

精密稱取0.5 g樣品于聚四氟乙烯消解罐內，加入7 mL硝酸和1 mL雙氧水，按表1中的消解程序進行微波消解。消解后，取出消解罐于140 ℃控溫電熱板上加熱趕酸至近干，并繼續濃縮至2～3 mL，放冷，用超純水定容至25 mL，采用原子吸收分光光度計的單標液在線稀釋功能將溶液稀釋4倍，使用石墨爐原子吸收法進行測定。

表1 微波消解程序

3 結果與分析

3.1 實驗室內期間精密度相對標準偏差(Sp,rel)

對大蔥質控樣進行實驗室內長期重復測定，每次同時測定6個平行樣，共收集30組測定數據(見表2)

表2 大蔥質控樣中鎘(Cd)含量測定結果

續表2

實驗室內期間精密度標準偏差和相對標準偏差按公式(1)、(2)計算：

(1)

(2)

=0.002391 mg/kg

3.2 實驗室內重復性測量標準偏差(Si,rel)

對能力驗證(NIFDC-PT-243)的剩余樣品進行6次平行測定，測定結果如表3所示。

表3 室內重復性精密度測定結果

實驗室內重復性測量標準偏差(Si,rel)按照公式(3)計算：

(3)

3.3 實驗室間精密度相對標準偏差(Sbias,rel)

本實驗室2020年參加了中國食品藥品檢定研究院組織的(NIFDC-PT-243)能力驗證試驗，檢測數據及能力評價結果見表4。

表4 能力驗證數據及評價結果

實驗室間精密度標準偏差按公式(4)進行計算：

(4)

式中：Sbias,rel-實驗室采用標準物質確認時得到的標準差；

Sl,rel-實驗室間的標準差；

Sp,rel-本實驗室的標準差，由n次重復測量得到。

n-本實驗室每組對大蔥質控樣的平行測定次數，n=6。

3.4 偏倚受控評價

根據GB/T 27411-2012 《檢測實驗室中常用不確定度評定方法與表示》的要求[10，11]，標準物質的偏倚估計值Δ按公式(5)計算，重復測量標準差sD按照公式(6)計算。

(5)

公式(5)中，Δ是偏倚估計值，RQV為能力驗證樣品的指定值。

(6)

因為|Δ|=0.0035mg/kg<2sD=0.01896mg/kg,所以可以判定整個測量過程偏倚受控。

3.5 精密度受控評價

3.6 不確定度評估

=0.005518mg/kg

擴展不確定度有：

U=2u=2×0.005518=0.0112mg/kg

大蔥質控樣中鎘(Cd)含量的賦值范圍為：0.19±0.02mg/kg，即質控樣中鎘含量在 0.17～0.21mg/kg之間。測量結果與質控樣的標稱值相比較，可認為用Top-down精密度法計算得到的不確定度包含在標稱值所賦予的不確定度的范圍之內，說明用Top-down精密度法評定得到的不確定結果是準確可靠的。

4 結論

通過對實驗室內期間精密度相對標準偏差、實驗室內重復性測量標準偏差和實驗室間精密度相對標準偏差的計算，對測量過程中的偏倚和精密度是否受控進行評價。在二者都受控的條件下，利用單組測量平均值的標準偏差和單組測量標準偏差的平均值對不確定度進行評定[13，14]，該評定方法既與實驗室日常質量控制活動相結合[15]，又與外部質量控制活動-能力驗證活動相結合，在實踐過程中簡單、快捷、可操作性強。

在實際操作過程中，實驗室在每次進行重金屬鎘檢測時，都會帶上質控樣進行日常質控，即使每次質控樣中的鎘都在賦值范圍內，但如果儀器的穩定性不好或者人員的操作水平有限，導致單組測量數據的精密度不夠高，長期下來可能導致測量過程中的精密度很難滿足評定要求，即精密度不受控，也就無法進行下一步的評定。因此用Top-down精密度法評定不確定度看似簡單，但其實也對實驗室的每一次日常質控提出了更高要求。