氣相色譜-串聯質譜法測定果汁中4種六六六殘留量的不確定度評定

張君麗,張迪雅,遲恒,葛馳宇

(江蘇食品藥品職業技術學院 食品藥品研究院,江蘇 淮安,223005)

六六六是一種廣譜的有機氯殺蟲劑,由于其生產工藝簡單、價格便宜,在20世紀60～80年代曾在我國大量生產和使用。六六六化學結構穩定,降解速率慢[1],由于其毒性高,具有長期殘留、生物蓄積及長距離遷移等特性,給生態環境和人類健康帶來極大威脅[2],我國于1983年停止了它在農業上的使用。然而盡管六六六已經被禁用近40年,但大量研究表明部分地區的土壤、水體及食品中仍維持一定的殘留水平[3-9]。殘留在環境中的六六六,不僅會造成環境污染,還能通過食物鏈富集作用,給人類健康帶來危害[10]。因此準確測定食品中六六六的殘留量,對食品安全控制具有重要意義。

目前關于六六六檢測方法的研究較多,其不確定度評定多采用氣相色譜法進行分析檢測[11-14],應用QuEChERS前處理方法,使用氣相色譜-三重四極桿質譜聯用儀測定六六六的不確定度評定未見相關報道。本研究依據CNAS—GL006《化學分析中不確定度的評估指南》和JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》,基于GB 23200.113—2018 《食品安全國家標準 植物源性食品中208種農藥及其代謝物殘留量的測定 氣相色譜-質譜聯用法》測定果汁中4種六六六的殘留量,評定實驗結果的不確定度,以期為檢測結果的正確判定提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

α-六六六溶液標準樣品、β-六六六溶液標準樣品、γ-六六六溶液標準樣品、δ-六六六溶液標準樣品(質量濃度均為1 000 μg/mL),農業農村部環境保護科研監測所;乙腈、乙酸乙酯(色譜純),德國默克公司;QuEChERS試劑盒,美國安捷倫公司;有機相微孔濾膜(0.22 μm),上海安譜實驗科技股份有限公司;市售果汁。

1.1.2 主要儀器設備

7890A/7000C三重四級桿氣質聯用儀,美國安捷倫公司;ME203E電子天平,梅特勒托利多科技(中國)有限公司;MD200-2氮吹儀,杭州奧盛儀器有限公司;TGL-20C高速冷凍離心機,上海安亭科學儀器廠;SCI-VS可調式混勻儀,美國Scilogex公司;移液器(100 μL、1 mL和5 mL),德國Eppendorf公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 基質標準系列工作曲線配制

100 μg/mL標準儲備溶液:準確移取1.0 mL α-六六六溶液標準樣品(1 000 μg/mL)至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容,配制成100 μg/mL標準儲備溶液。同法配制β-六六六、γ-六六六、δ-六六六的標準儲備溶液。

1 μg/mL混合標準溶液:分別移取4種六六六標準儲備溶液100 μL至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容,配制成1 μg/mL混合標準溶液。

基質標準系列工作溶液:分別精確移取0.05、0.1、0.5、1.0、2.0、2.5 mL 1 μg/mL混合標準溶液至10 mL容量瓶中,用乙酸乙酯定容,配制成5、10、50、100、200、250 ng/mL的標準系列工作溶液。將果汁空白基質溶液氮氣吹至近干,加入1 mL相應濃度的標準溶液復溶,用微孔濾膜過濾后得到基質標準系列工作溶液。

1.2.2 樣品前處理

將供試品搖勻,稱取10 g(精確至0.01 g)至離心管中,依次加入10 mL乙腈、QuEChERS萃取鹽包和1顆陶瓷均質子,蓋上管蓋渦旋振蕩混勻后離心。吸取6 mL上清液加至QuEChERS凈化管中,渦旋振蕩混勻后再次離心。準確吸取1 mL上清液于1.5 mL EP管中,40 ℃條件下N2吹至近干,加入1 mL乙酸乙酯復溶后過膜用于測定。

1.2.3 加標樣品制備

稱取6份果汁空白樣品各10 g,分別精密加入1 μg/mL混合標準溶液0.5 mL,其余步驟同1.2.2節樣品前處理。

1.2.4 氣相色譜及質譜條件

色譜柱HP-5ms(30 m×250 μm×0.25 μm);載氣為高純氦氣,1 mL/min;進樣口溫度280 ℃;進樣方式為脈沖不分流;進樣量1 μL。升溫程序:柱溫90 ℃保持1 min,以30 ℃/min升溫至170 ℃,再以6 ℃/min升溫至200 ℃,保持2 min,再以30 ℃/min升溫至300 ℃,保持11 min。傳輸線溫度300 ℃;溶劑延遲3 min;離子源溫度250 ℃;電子轟擊源70 eV;檢測方式為多反應監測;多反應監測條件見表1。

表1 四種六六六的多反應監測條件Table 1 Multi reaction monitoring conditions of 4 kinds of BHC

1.3 不確定度評定數學模型

試樣中待測組分殘留量按公式(1)計算。

(1)

式中:X,試樣中待測組分殘留量,mg/kg;C,實驗測得的待測組分質量濃度,ng/mL;V,樣品溶液定容體積,mL;m,樣品質量,g;10,樣品質量折算系數;1 000,濃度換算系數。

2 不確定度來源分析

綜合分析樣品檢測過程及不確定度評定數學模型,GC-MS/MS法測定果汁中六六六殘留量的不確定度主要來自于標準溶液配制過程、樣品溶液(包括樣品稱量、樣品溶液定容及測定)、分析儀器的測量重復性、方法回收率和標準曲線的線性擬合。

3 不確定度各分量評定

3.1 配制標準溶液引入的不確定度ur,C

3.1.1 標準溶液標準值引入的不確定度

查閱標準樣品證書,4種六六六標準溶液的質量濃度標準值均為1 000 μg/mL,擴展不確定度分別為1.30、1.00、1.30、1.30 μg/mL(k=2),由標準溶液標準值引入的相對不確定度分別為:

3.1.2 配制標準系列工作溶液引入的不確定度

100 μg/mL標準儲備溶液、1 μg/mL混合標準溶液和基質標準系列工作溶液配制時使用1 mL移液器、100 μL移液器、5 mL移液器和10 mL容量瓶(A級),各類量器的容量允差、測量重復性和溫度變化造成的溶液體積變化是不確定度的主要來源[15]。根據JJG 196—2006 《中華人民共和國國家計量檢定規程 常用玻璃量器》和JJG 646—2006 《中華人民共和國國家計量檢定規程 移液器》,各類量器引入的相對標準不確定度數據見表2。由于配制4種六六六標準系列工作溶液的方法步驟相同,故對于4種六六六該分量引入的不確定度相同。

表2 標準溶液配制過程中各類量器引入的不確定度Table 2 Uncertainty introduced by locomotive pipette and volumetric flask in the preparation of standard solution

按公式(2)計算標準工作溶液配制過程中引入的不確定度。

(2)

綜合以上2個分量,標準系列溶液配制引入的不確定度ur,C按公式(3)計算。

(3)

可得ur,C-α=0.019 52,ur,C-β=0.019 52,ur,C-γ=0.019 52,ur,C-δ=0.019 52。

3.2 樣品溶液引入的不確定度ur,樣

3.2.1 樣品稱量引入的不確定度ur,m

3.2.2 樣品溶液定容引入的不確定度ur,V

由樣品溶液定容引入的不確定度如公式(4)所示,相對不確定度如公式(5)所示。

=0.004 38 mL

(4)

(5)

3.2.3 測量重復性引入的不確定度ur,X

平行制備6份加標樣品進行測定,實驗結果見表3。重復測定引入的相對不確定度代入公式(6)[16]計算。

表3 加標樣品重復測量結果Table 3 Repeated determination results of spiked samples

(6)

可得:

綜合以上3個分量,樣品溶液測定引入的相對不確定度代入公式(7)計算。

(7)

可得:

3.3 儀器引入的不確定度ur,儀

3.4 方法回收率引入的不確定度ur,R

表4 回收率結果Table 4 Results of recovery

(8)

(9)

(10)

當置信度為95%,n-1=5,查閱t值臨界值分布表得t(0.05,5)=2.571,t>t(0.05,5),說明要將回收率代入公式(1)對檢驗結果進行校正。

3.5 標準曲線擬合引入的不確定度ur,Q

測定基質標準系列工作溶液,得到基質標準曲線測量數據,見表5。平行制備6份加標樣品進行添加回收試驗,樣品測定結果見表3。

根據標準曲線測量數據,依據公式(11)[18-19]計算標準溶液峰面積殘差的標準差。

(11)

式中:n,基質標準系列工作溶液的測定次數(n=6)。

依據公式(12)[18-19]計算標準曲線擬合引入的標準不確定度。

(12)

表6 標準曲線擬合引入的相對標準不確定度Table 6 Relative standard uncertainty introduced by standard curve fitting

4 不確定度的合成及擴展

4.1 合成相對標準不確定度

根據公式(13),代入上述各不確定度分量,計算4種六六六的相對標準不確定度,結果見表7。

表7 六六六不確定度評定結果Table 7 Uncertainty evaluation in determination of BHC

(13)

4.2 測量結果的擴展不確定度

根據公式(14),計算4種六六六的擴展不確定度,結果見表7。

(14)

5 結論

GC-MS/MS法測定果汁中六六六殘留量的不確定度主要來源于標準曲線擬合,其次是標準系列工作溶液配制引入的不確定度,樣品前處理過程、儀器設備和方法回收率引入的不確定度較小。因此,實驗時可以根據待測樣品農藥殘留的情況選擇適宜的標準曲線濃度點,擬合標準曲線時可以調整標準曲線的權重為1/x,能顯著提高低濃度點的定量準確性。在配制標準溶液時,要選擇合適的稀釋方法,檢驗人員應選用適宜的量器,并正確使用各類量具,同時定期對量具及儀器設備進行檢定校準,以減小測定結果的不確定度。