LC-MS测定丙溴磷含量的不确定度评定

赵君楠，赵 毅，王小瑀，任青考，苑慧杰

(中盐工程技术研究院有限公司，天津 300450)

丙溴磷作为高效有机磷杀虫剂和杀螨剂具有环境相容性好、杀虫活性高、杀虫谱广等优点，受广大消费者青睐，但其毒性不可小觑。丙溴磷通过降低海洋微藻内的谷胱甘肽、类胡萝卜素的含量，抑制谷胱甘肽过氧化物酶的活性，从而破坏微藻细胞的防御能力，造成细胞损伤[1]。柳红霞[2]选取常见的9种有机磷农药做氧化应激效应毒性试验，结果表明丙溴磷对鱼体肝脏的氧化损伤最为严重。林立等[3]研究人员发现丙溴磷会增强家兔脑组织脂质过氧化，而紊乱中枢神经系统，破坏脑血管细胞的功能和结构，使大脑缺氧造成脑损伤。丙溴磷主要通过皮肤接触或呼吸进入体内，中毒较深人员会产生呼吸功能衰竭和肺水肿症状，从而致死[4]。世界卫生组织把它划分为中等毒性农药[5-6]。

此研究依据GB 23200.13-2016《茶叶中448种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱—质谱法》的检测方法对茶叶中丙溴磷含量进行检测。对检测全过程进行测量模型建立、测量不确定度类型评定、相对标准不确定度计算、扩展不确定度评估。为提高日常检测结果可靠性和准确度提供理论依据。

1 材料与试验方法

1.1 试验设备及试剂

LC-MS(TRIPLE QUAD 4500，SCIEX公司)；分析天平(精度0.1 mg，梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司)；离心机(Velocity 14，Dynamica Pty Ltd)； clean-TPT柱(北京迪科马科技有限公司)。乙腈、甲醇(北京迪科马科技有限公司)；丙溴磷(CAS:41198-08-7，浓度为100 μg/mL，相对扩展不确定度1.9%(k=2))。

1.2 标准溶液配制

移取1 mL丙溴磷标准储备液，置于10 mL容量瓶(A级)中，用甲醇配制得到10 μg/mL的丙溴磷标准中间溶液，再移取1 mL丙溴磷标准中间溶液，定容于10 mL容量瓶(A级)中，得到1 μg/mL的丙溴磷标准使用溶液。使用空白基质溶液，配制农药标准曲线，标准曲线浓度点分别为0.5 ng/mL、1.0 ng/mL、2.0 ng/mL、4.0 ng/mL、8.0 ng/mL、10.0 ng/mL、20.0 ng/mL。

1.3 试验步骤

称取10 g茶叶试样于50 mL具塞离心管中，加入30 mL乙腈溶液，匀浆1 min，4 200 r/min离心5 min，上清液移入鸡心瓶中。残渣加乙腈溶液多次提取，取上清液移入鸡心瓶中，45 ℃水浴，旋转浓缩至近干，氮吹至干，加入5 mL乙腈溶解残余物，取其中1 mL待净化。在clean-TPT柱上净化，并用新鸡心瓶接收，后洗脱农药，合并于鸡心瓶中，并在45 ℃水浴中旋转浓缩至约0.5 mL，于35 ℃氮气吹干，用1 mL乙腈—水溶液溶解残渣。

2 不确定度评估

2.1 数学模型

试样中丙溴磷含量按下式计算：

式中：X——试样丙溴磷的含量，μg/kg；c——测定样液中丙溴磷含量，ng/mL；V——试样总体积，mL；m——试样质量，g。

2.2 不确定度分量的来源

液相色谱质谱联用仪测定茶叶中丙溴磷含量的不确定度来源主要有两种类型：(1)测量不确定度的B类评定。液相色谱质谱联用仪、电子天平、移液器、移取量器、定容量器、标准物质引起的不确定度；(2)测量不确定度的A类评定。测量结果重复性的不确定度，标准曲线拟合的不确定度，样品前处理引起的不确定度。

2.2.1 测量不确定度的B类评定

(1)液相色谱质谱联用仪不确定度。

根据校准报告，相对扩展不确定度Urel(S1)=0.12(k=2)，标准不确定度urel(S1)=0.12÷2=0.06。

定量的允差为3.9%。取均匀分布，标准不确定度

(2)标准物质的不确定度。

标准储备溶液的不确定度。丙溴磷标准储备溶液，质量浓度为100 μg/mL。相对扩展不确定度1.9%(k=2)，即Urel(B1)=0.019(k=2),urel(B1)=0.019÷2=0.009 5。

(3)样品称重引起的不确定度。

样品称取量为10.012 g，根据检定证书所给出的最大允许差为±5 mg，其置信水平p=95%，属正态分布，包含因子k=2。不确定度为

(4)移液器(1 mL)及移液器(200 μL)引起的不确定度。根据JJG 646-2006《移液器》国家计量检定规程规定，参数及不确定度结果见表1。

表1 移液器计量检定参数及不确定度Tab.1 Metrological verification parameters and uncertainty of pipette

(5)容量瓶根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》国家计量检定规程规定，容量瓶的相关参数及不确定度见表2。

表2 10 mL容量瓶的不确定度Tab.2 Uncertainty of 10mL volumetric flask

使用量器均为A级品，根据示值允差，采用三角分布，计算引入误差可以得到量器示值允差产生的不确定度。

容量瓶是20 ℃下进行的校准，实验室室内温度在±4 ℃范围内变动。温度变动对体积测量的影响可通过体积膨胀系数来进行计算。由于溶液的体积膨胀系数明显大于容量瓶容积的膨胀，因此只考虑前者的影响。甲醇体积膨胀系数为1.19×10-3℃，按矩形分布计算温度变化产生的不确定度。

(6)单标线吸量管(5 mL)的不确定度。

根据JJG 196-2006《常用玻璃量器》国家计量检定规程规定，单标线吸量管的相关参数及不确定度见表3。在20 ℃下进行的校准，实验室室内温度在±4 ℃范围内变动。温度变动对体积测量的影响可以通过体积膨胀系数来进行计算。由于溶液的体积膨胀系数明显大于比色管容积的膨胀，因此只考虑前者影响。乙腈体积膨胀系数1.37×10-3℃。5mL单标线吸量管的不确定度见表3。

表3 5 mL单标线吸量管的不确定度Tab.3 Uncertainty of 5mL single standard line pipette

2.2.2 测量不确定度的A类评定

(1)测量结果重复性的不确定度。

对样品进行7次独立重复测量，得到的测量结果见表4。测量覆盖方法全过程，同时反映了称量、净化、定容等分量的重复性。

表4 丙溴磷的含量测定值Tab.4 Content determination value of profenofos

7次独立测量结果的平均值为：

通过多次(n=7)重复测量得到的单次测量实验标准偏差为：

依据标准，样品测定时进行两次重复的独立测定计算平均值，m=2，两次重复测量平均值的实验标准差为：

相对标准不确定度分量为：

(2)标准曲线配制引入的不确定度。

①稀释过程。过程中使用容量瓶2次，使用移液器次数见表5。

表5 稀释过程使用移液器次数Tab.5 Times of using pipette in dilution process

标准曲线配制过程体积引入的标准不确定度：

=0.046 022

②标准曲线拟合产生的不确定度。

取0.5 ng/mL、1.0 ng/mL、2.0 ng/mL、4.0 ng/mL、8.0 ng/mL、10.0 ng/mL、20.0 ng/mL,7种基质标准系列溶液分别重复测定3次，测得对应色谱峰面积Ai，拟合而成的线性回归方程为Ai=aCi+b，其中，a为斜率，b为截距。样品重复测定7次，结果见表6。

表6 标准曲线拟合产生的不确定度Tab.6 Uncertainty caused by standard curve fitting

测量结果平均值为4.158 57 ng/mL。a=12 067.702 82，b=-1 416.366 51。

标准溶液峰面积残差的标准差：

=0.050 626

③标准曲线配制引起的相对标准不确定度为：

=0.069 074

(3)样品前处理引起的不确定度。

包括样品称重、定容、前处理提取及净化引起的不确定度。

样品称量引入的相对标准不确定度为：

样品定容过程中5 mL单标线吸量管使用1次，移液器(1 mL)的使用2次。

由样品体积引入的相对标准不确定度为：

=0.011 388

由样品制备引入的相对标准不确定度为：

2.3 不确定度分量汇总表(表7)

表7 测量不确定度汇总表Tab.7 Summary of measurement uncertainty

2.4 合成标准不确定度

合成标准不确定度为：

=0.096 420

样品中丙溴磷含量2.076 8 μg/kg，则：

uc(X)=urel(X)·X=0.096 420×2.076 8 μg/kg

=0.200 245 μg/kg

2.5 扩展不确定度

取置信水平P=95%，包含因子k=2，则扩展不确定度：

U(X)=k·uc(X)=2×0.200 245 μg/kg

=4.0×10-1μg/kg

2.6 不确定度报告

按照GB 23200.13-2016《茶叶中448种农药及相关化学品残留量的测定 液相色谱—质谱法》中丙溴磷的测定程序，被测样品中丙溴磷的含量X=2.1±4.0×10-1μg/kg(k=2)。

3 结论

通过LC-MS对丙溴磷检测方法的不确定度测量模型的建立、测量不确定度B类及A类评定、合成标准不确定度及扩展不确定度的评估可知，在检测过程中，检测设备、标准物质及曲线制备对结果准确度影响最大。研究为提高丙溴磷检测结果可靠性和精确度提供理论支持。