液相色谱-质谱联用法测定辣椒粉中甲胺磷残留量的不确定度评定
作者: 李曰昌
摘 要:采用液相色谱-质谱联用法测定辣椒粉中甲胺磷的残留量,根据测定过程对测量不确定度进行评定。辣椒粉中甲胺磷的检测结果可表示为(0.031 0±0.001 1)mg·kg-1,k=2。测定过程中校准过程对甲胺磷测量不确定度的影响最大,其次是样品前处理过程和测定过程中的随机效应,体积变化和样品称量对不确定度的影响较小。检测时应重点关注校准过程,尽量减小其对测量结果不确定度的影响。
关键词:不确定度;甲胺磷;液相色谱-质谱联用法
Abstract: Liquid chromatography-mass spectrometry was used to determine the residual amount of methamidophos in chili powder, and the measurement uncertainty was evaluated according to the determination process. The detection result of methamidophos in chili powder can be expressed as (0.031 0±0.001 1) mg·kg-1, k=2. The calibration process had the greatest impact on the uncertainty of methamidophos measurement during the measurement, followed by the random effects during the sample preparation process and the measurement process, and the volume change and sample weighing had less influence on the uncertainty. The focus should be on the calibration process to minimize its impact on the uncertainty of the measurement results.
Keywords: uncertainty; methamidophos; liquid chromatography-mass spectrometry
甲胺磷(Methamidophos)是一种有机磷化合物,化学式为C2H8NO2PS,有剧毒,已列入国家禁止生产、销售、使用的农药名单。山东省胶州市辣椒制品加工制造产业发展较好,国内市场占有率较高,所产辣椒粉、辣椒酱、辣椒油等产品销往欧洲及日韩等国家和地区,有较强的辣椒制品检验检测需求。本文参考《食品安全国家标准 植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法》(GB 23200.121—2021)[1],采用液相色谱-质谱联用法(Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry,LC-MS/MS)对辣椒粉中甲胺磷残留量进行检测。同时,依据《测量不确定度评定与表示》(JJF 1059.1—2012)[2]分析评定液相色谱-质谱联用法测定辣椒粉中甲胺磷残留量的不确定度因素,包括样品称量、加标回收率、实验重复性、移液定容体积等,计算了合成相对标准不确定度和扩展不确定度[3],为辣椒粉中甲胺磷残留检测质量控制提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
辣椒粉,市售样品。
甲醇、乙腈、甲酸,色谱纯,默克;氯化钠,分析纯,国药;乙酸钠,分析纯,沪试;乙酸,分析纯,国药;实验用水为超纯水;盐包,含6 g无水硫酸钠、1.5 g乙酸钠,安捷伦;净化管,含150 mg无水硫酸镁、50 mg乙二胺-N-丙基硅烷(PSA)、50 mg十八(烷)基硅烷(ODS-C18)、25 mg石墨化碳黑(GCB),安捷伦;甲胺磷标准溶液,1 000 μg·mL-1,坛墨。0.22 µm有机微孔滤膜。
1.2 仪器与设备
1290II-6470超高效液相色谱三重四极杆质谱联用仪,配电喷雾离子源,安捷伦;BSA223S电子天平,上海舜宇恒平;3K15离心机,SIGMA。
1.3 实验方法
1.3.1 标准储备液以及标准系列溶液配制
用移液器取甲胺磷标准溶液(1 000 μg·mL-1)100 μL,置于100 mL容量瓶中,用乙腈定容,得到浓度为1.0 mg·L-1的甲胺磷标准储备液。分别吸取1.0 mg·L-1的甲胺磷标准储备液100 μL、500 μL、1 000 μL、2 000 μL、5 000 μL于10 mL容量瓶中,用空白基质溶液定容至刻度,配制成浓度为0.010 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.200 mg·L-1和0.500 mg·L-1的标准曲线溶液。
1.3.2 样品前处理
称取2 g试样,加10 mL水充分溶解,静置30 min。加入15 mL乙腈-醋酸溶液及1颗陶瓷均质子,剧烈振荡60 s,加入盐包剧烈振荡1 min后,4 200 r·min-1离心5 min。定量吸取上清液至净化管中,涡旋混匀1 min。4 200 r·min-1离心5 min,吸取上清液,用微孔滤膜过滤,参照GB 23200.121—2021测定条件上机测定。
2 结果与分析
2.1 数学模型
根据测定过程可知,辣椒粉中甲胺磷残留量的计算公式为
式中:X为试样中被测物残留量,mg·kg-1;C为试样中被测物的浓度,μg·L-1;V为试样加入的提取液的体积,mL;m为称取试样的质量,g;f为稀释倍数。
2.2 校准过程引入的不确定度
校准过程引入的不确定度包括LC-MS/MS校准和由标准物质稀释配制过程引入的不确定度,后者由标准溶液的不确定度、配制标准储备液以及标准系列溶液使用可调移液器和容量瓶允差及其校准导致的不确定度组成[4]。因为在20 ℃环境操作,所以不必考虑温度的影响。
2.2.1 LC-MS/MS的校准
查仪器技术指标可得LC-MS/MS校准结果的不确定度为1.60%,取矩形分布,则LC-MS/MS校准引入的相对标准不确定度为
2.2.2 标准物质引入的不确定度
(1)标准溶液引入的不确定度。甲胺磷标准溶液的校准值为1 000 μg·mL-1,校准证书给出的扩展不确定度为5 mg·L-1,k=2,则甲胺磷标准溶液引入的标准不确定度及相对标准不确定度为
(2)配制标准储备液以及标准系列溶液引入的不确定度。配制标准储备液以及标准系列溶液过程中,使用100 μL移液器2次、1 mL移液器2次、5 mL移液器2次、10 mL容量瓶5次、100 mL容量瓶1次。参照移液器和常用玻璃量器相关检定规程,确定所使用玻璃量器和移液器的最大允差,按均匀分布k=,计算相对标准不确定度,见表1。
量器引入的合成相对标准不确定度为
(3)标准物质引入的不确定度由urel(ρ)和urel(dil)组成[5],则标准物质引入的相对标准不确定度为
综上,校准过程引入的不确定度由urel(qua)和urel(sta)组成,则校准过程引入的相对标准不确定度为
2.3 样品称量引入的不确定度
样品称量引入的不确定度由天平的最大允许误差(Maximum Permissible Error,MPE)构成,包括天平校准、环境和称量变动性(随机性)。在实际操作中,由环境因素引入的不确定度可忽略不计,称量变动性(随机性)引入的不确定度在随机效应中予以考虑,因此仅考虑由天平校准构成的不确定度。
称样要求精确到0.01 g,天平的检定证书给出的最大允许误差为±0.01 g,按均匀分布k=,则天平校准引入的标准不确定度和相对标准不确定度为
2.4 体积变化引入的不确定度
体积变化引入的不确定度包含加入15 mL乙腈-醋酸溶液、加10 mL水、定量吸取上清液(本实验中吸取6 mL)、进样体积导致的不确定度。本实验中加10 mL水、定量吸取上清液、进样体积对结果无影响,不予考虑。
加入15 mL乙腈-醋酸溶液使用10 000 μL可调移液器,10 000 μL可调移液器移取10 000 μL时容量允差为±0.6%,按矩形分布。则此操作引入的标准不确定度和相对标准不确定度为
前处理过程中,使用到10 mL移液器2次,体积变化引入的不确定度由urel(V)组成,则整个操作过程体积变化引入的相对标准不确定度为
2.5 前处理过程引入的不确定度
样品前处理过程复杂,可能引入不确定度的操作较多,因此不必细究每一步操作对不确定度的影响,可采用整体思维,用检测方法中的有关数据,如回收率、精密度等对前处理过程引入的不确定度进行评定。本文采用检测方法的回收率对样品前处理过程引入的不确定度进行评定。
使用同台仪器测量同批次样品,重复测定6次,样品中甲胺磷测得结果分别为0.032 0 mg·kg-1、0.031 0 mg·kg-1、0.031 0 mg·kg-1、0.030 0 mg·kg-1、0.031 0 mg·kg-1和0.031 0 mg·kg-1。6次测量,样品回收率平均值为=88.60%,相对标准偏差为SR=1.80%,则该过程引入的标准不确定度和相对标准不确定度为
2.6 测定过程随机效应引入的不确定度
测定过程随机效应引入的不确定度由天平的重复性、体积刻度的重复性、样品的代表性和均匀性、进样的重复性和LC-MS/MS对质量数Mass的分辨率等构成,本文采用测得结果平均值对测定过程随机效应引入不确定度进行评定。
根据2.5项下检测结果,平均值=0.031 0 mg·kg-1,标准偏差为S(XRep)=0.000 6 mg·kg-1,则随机效应引入的标准不确定度和相对标准不确定度为
2.7 合成不确定度
不确定度分量详见表2,样品中甲胺磷的相对合成标准不确定度为
2.8 扩展不确定度
如无特殊要求,按惯例,取扩展因子k=2,置信区间为95%,则相对扩展不确定度和扩展不确定度分别为
2.9 不确定度结果报告
液相色谱-质谱联用法测定辣椒粉中甲胺磷残留量的扩展不确定度为0.001 1 mg·kg-1,扩展因子为k=2。本次样品辣椒粉中甲胺磷的检测结果可表示为(0.031 0±0.001 1)mg·kg-1,k=2。
3 结论
本文分析了液相色谱质谱联用法测定辣椒粉中甲胺磷残留量的不确定度因素,确定了不确定度各分量并进行了计算。各分量贡献从大到小排序为校准过程>样品前处理过程>测定过程随机效应>体积变化>样品称量。因此,实验过程中应重点关注校准过程,尽量减小其对测量结果不确定度的影响。
参考文献
[1]国家卫生健康委员会,国家市场监督管理总局,农业农村部.植物源性食品中331种农药及其代谢物残留量的测定 液相色谱-质谱联用法:GB 23200.121—2021[S].北京:中国标准出版社,2021.
[2]国家质量监督检验检疫总局.测量不确定度评定与表示:JJF 1059.1—2012[S].北京:中国标准出版社,2012.
[3]中国合格评定国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南:CNAS-GL006:2019[EB/OL].(2019-04-09)[2024-05-09].https://www.cnas.org.cn/rkgf/sysrk/rkzn/2019/04/896487.shtml.
[4]张巍,刘青,赵晶晶.全自动测汞仪测定菠菜粉中汞含量的不确定度评定[J].粮油食品科技,2019,27(3):29-35.
[5]郭翠.辣椒油中苯并(a)芘与白菜汁中莠去津标准物质的制备与定值方法研究[D].青岛:青岛大学,2010.
作者简介:李曰昌(1985—),男,山东青岛人,本科,工程师。研究方向:食品、饮用水、食用农产品的质量安全。