高效液相色譜法測定植物油中苯并(α)芘測量不確定度評(píng)定

羅成玉

（上海市浦東新區(qū)計(jì)量質(zhì)量檢測所，上海 201201）

高效液相色譜法測定植物油中苯并(α)芘測量不確定度評(píng)定

羅成玉

（上海市浦東新區(qū)計(jì)量質(zhì)量檢測所，上海 201201）

按照GB/T 22509-2008利用反相高效液相色譜法對(duì)植物油中苯并(α)芘含量進(jìn)行分析，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)測量結(jié)果的不確定度來源如標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、校準(zhǔn)工作曲線、樣品處理、回收率等各不確定度分量進(jìn)行分析評(píng)定及量化。按數(shù)學(xué)模型計(jì)算得植物油中苯并(α)芘含量為2.06 μg/kg時(shí)，擴(kuò)展不確定度為0.05 μg/kg，結(jié)果表達(dá)式為（2.06±0.05）μg/kg（k=2）。

高效液相色譜；植物油；苯并(α)芘；不確定度

苯并(α)芘是一種強(qiáng)致癌化合物，被國際癌癥研究中心列為2A類致癌物，會(huì)對(duì)人體健康造成潛在威脅。人體中的苯并(α)芘從食物中的攝入量高于從空氣和飲用水中的攝入量，而從食用油中的攝入量占食物中攝入量的1/3［1］。GB 2716-2005［2］規(guī)定，食用植物油類產(chǎn)品中苯并(α)芘的安全限量為不超過10 μg/kg。

目前，苯并(α)芘的檢測方法有熒光分光光度法［3］、液相色譜-紫外檢測器法［4］、液相色譜-熒光檢測器法［5-7］等。

測量不確定度在實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)、測量臨界值的判斷、方法的確認(rèn)及檢測工作國際化等方面具有重要意義。根據(jù)JJF 1059-1999［8］的要求，筆者對(duì)高效液相色譜法測定植物油中苯并(α)芘含量的測量結(jié)果進(jìn)行了不確定度評(píng)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

高效液相色譜儀：1100型，配熒光檢測器，美國安捷倫公司；

中性氧化鋁小柱；

乙腈、甲苯、四氫呋喃：均為色譜純。

1.2 色譜條件

色譜柱：多環(huán)芳烴分析柱（4.6 mm×250 mm，5μm）；流動(dòng)相：乙腈-水（體積比為88∶12），流速為1.0 mL/min；熒光檢測器：發(fā)射波長為406 nm，激發(fā)波長為384 nm。

1.3 溶液配制

苯并(α)芘標(biāo)準(zhǔn)溶液：精確稱取12.5 mg苯并(α)芘標(biāo)準(zhǔn)樣品于25 mL容量瓶中，用甲苯溶解，定容。分別用甲苯稀釋成系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，用以繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。

樣品溶液：稱取約0.4 g植物油樣品，用2 mL石油醚溶解稀釋。將稀釋液過層析柱，向?qū)游鲋屑尤?0 mL石油醚，洗脫，洗脫速度為1 mL/min，收集洗脫液。將洗脫液在65℃的水浴中旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至1 mL，轉(zhuǎn)移至樣品瓶中，于35℃下氮吹至干，注入100μL乙腈四氫呋喃混合溶液，渦旋溶解，待測。

2 數(shù)學(xué)模型

樣品中苯并(α)芘含量測定采用外標(biāo)法定量，結(jié)果計(jì)算公式為：

式中：X——樣品中苯并(α)芘含量，μg/kg；

c——利用標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的待測液中苯并(α)芘的濃度，ng/μL；

V——待測液體積，μL；

frec——回收率校正因子，等于回收率的倒數(shù)；

m——樣品質(zhì)量，g。

3 不確定度的主要來源

3.1 利用標(biāo)準(zhǔn)曲線得出試樣中苯并(α)芘的濃度引入的不確定度

包括標(biāo)準(zhǔn)樣品引入的不確定度，標(biāo)準(zhǔn)工作液配制時(shí)玻璃儀器校準(zhǔn)引入的不確定度、溫度變化引入的不確定度及標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度。

3.2 樣品稱量引入的不確定度

由天平的最大允許誤差引起。

3.3 體積引入的不確定度

由定容體積和進(jìn)樣體積的不確定度組成。

3.4 樣品處理過程引入的不確定度

測試樣品的制備過程非常復(fù)雜，需經(jīng)過均質(zhì)、溶液轉(zhuǎn)移、過濾、固相萃取等步驟，每一步操作都會(huì)引入不確定度，要采用檢測方法確認(rèn)的有關(guān)數(shù)據(jù)，如回收率對(duì)制樣過程引入的不確定度進(jìn)行評(píng)定。

4 不確定度分量的評(píng)定

4.1 由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得試樣中苯并(α)芘的濃度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.1.1 標(biāo)準(zhǔn)樣品純度引入的不確定度

在苯并(α)芘標(biāo)準(zhǔn)樣品證書上查得其純度為(99.6±0.5)%。在95%置信區(qū)間內(nèi)，包含因子k=2。由苯并(α)芘純度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱量引入的不確定度

用精確至0.1 mg的電子分析天平稱取苯并(α)芘標(biāo)準(zhǔn)樣品，稱量過程所引入的不確定度來自天平校準(zhǔn)。天平校準(zhǔn)的允許誤差極值為±0.1 mg，按正態(tài)分布，容量因子k=2，稱樣量為12.5 mg，則稱量標(biāo)準(zhǔn)樣品時(shí)天平引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.3 玻璃量具引入的不確定度

根據(jù)JJG 196-2006［9］，1 mL A級(jí)分度吸量管允許最大誤差為±0.008 mL，按均勻分布，k=，則1 mL A級(jí)分度吸量管引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度［10］：

同理，查JJG 196-2006得，5 mL A級(jí)分度吸量管允許最大誤差為±0.025 mL；10，25，100 mL A級(jí)單標(biāo)容量瓶的允許誤差分別為±0.020，±0.030， ±0.10 mL。以上各量按均勻分布，k=，則各量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

將以上數(shù)據(jù)合成，得玻璃量具引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.4 溫度變化引入的不確定度

實(shí)驗(yàn)室的溫度波動(dòng)范圍一般為±3℃，水體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，玻璃的膨脹系數(shù)為9.75×10-6/℃（可忽略不計(jì)）。計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)按照均勻分布，k=，各吸量管及容量瓶因溫度變化引入的不確定度列于表1。

表1 溫度變化引入的不確定度

將表1中數(shù)據(jù)合成，得溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度

用液相色譜儀分別測定5種濃度的苯并(α)芘標(biāo)準(zhǔn)溶液，每種濃度測3次，得到相應(yīng)的峰面積A，測定結(jié)果見表2。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用最小二乘法進(jìn)行擬合，得到直線方程y=a+bx，a為截距，b為斜率。

表2 最小二乘法擬合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度—峰面積結(jié)果

由表2數(shù)據(jù)計(jì)算得：b=1 095.559，a=0.739。標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.731 7。

對(duì)被測樣品測量兩次，由下式［8］計(jì)算得苯并(α)芘濃度x0的標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值s(x0)=5.037×10-5：

由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得被測樣品濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

則由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得試樣中苯并(α)芘的濃度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.2 樣品稱量引入的不確定度

同4.1.2，用感量為0.1 mg的電子分析天平稱取0.4 g植物油樣品，稱量引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

4.3 樣品處理液定容引入的不確定度

根據(jù)JJG 196-2006，0.1 mL A級(jí)分度吸量管允許最大誤差為±0.002 mL，按均勻分布，k=，則0.1 mL A級(jí)分度吸量管的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

如表1，溫度變化引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：u17=3.64×10-4，則樣品處理液定容引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：。 4.4 試樣均勻性和處理操作過程引入的不確定度

測量重復(fù)性主要受實(shí)驗(yàn)人員在樣品處理過程中的操作一致性、樣品均勻性和儀器性能的影響，該不確定度屬A類評(píng)定，利用添加2.20 μg/kg水平10次樣品回收率測定結(jié)果（見表3）進(jìn)行計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度采用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行評(píng)定。

樣品處理過程引入的不確定度為：

表3 植物油中苯并(α)芘的含量測定結(jié)果

4.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

由上述各相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度合成植物油中苯并(α)芘含量測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.6 擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)測量不確定度評(píng)定指南對(duì)一般實(shí)驗(yàn)室的要求［8］，在置信概率P=95%時(shí)，取k=2，植物油中苯并(α)芘含量測定結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度為：

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值計(jì)算得該植物油中苯并(α)芘含量的最佳估計(jì)值：X=2.06 μg/kg，故擴(kuò)展不確定度：U95=XU95,rel=0.05 μg/kg。

4.7 測量結(jié)果報(bào)告

按照GB/T 22509-2008檢測方法，當(dāng)取樣量為0.40 g時(shí)，植物油中苯并(α)芘的含量測定結(jié)果為（2.06±0.05）μg/kg，k=2。

5 結(jié)論

植物油中苯并(α)芘的含量測定結(jié)果的不確定度主要由標(biāo)準(zhǔn)曲線得出試樣中苯并(α)芘的濃度引入的不確定度和樣品處理過程引入的不確定度所引起，其次是樣品定容及稱量引起的不確定度。實(shí)驗(yàn)中通過提高儀器穩(wěn)定時(shí)間、選用更高精度的量具配制標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品處理規(guī)范操作以提高回收率、增加測定次數(shù)等，可以進(jìn)一步減小測量不確定度。

［1］Ibanez R，Agudo A，Berenguer A，et al. Dietary intake of polycyclic aromatic hydrocarbons in a Spanish population［J］. J Food Protec，2005，68(10): 2 190-2 195.

［2］GB 2716-2005 食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］GB/T 5009.27-2003 食品中苯并(α)芘的測定［S］.

［4］NY/T 919-2004 飼料中苯并(α)芘的測定高效液相色譜法［S］.

［5］GB/T 22509-2008 動(dòng)植物油脂苯并(α)芘的測定反相高效液相色譜法［S］.

［6］SC/T 3041-2008 水產(chǎn)品中苯并(α)芘的測定高效液相色譜法［S］.

［7］NY/T 1666-2008 肉制品中苯并(α)芘的測定高效液相色譜法［S］

［8］JJG 1059-1999 測量不確定度評(píng)定與表示［S］.

［9］JJG 196-2006 常用玻璃量器檢定規(guī)程［S］.

［10］曹志軍，盧利軍，高嵐，等.測試實(shí)驗(yàn)室中測量不確定度評(píng)定［M］.長春：吉林科學(xué)技術(shù)出版社，2003: 141.

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Uncertainty Evaluation of the Determination Results of Benzo (α) pyrene in Vegetable Oils by HPLC

Luo Chengyu
（Pudong New District Institute of Metrology and Quality Inspection，Shanghai 201201，China）

HPLC; vegetable oils; benzo (α) pyrene; uncertainty

表1 《化學(xué)分析計(jì)量》單冊(cè)期刊、合訂本價(jià)格表

表2 《工程塑料應(yīng)用》單冊(cè)期刊、合訂本價(jià)格表

O657.7

A

1008-6145(2013)02-0081-04

10.3969/j.issn.1008-6145.2013.02.023

聯(lián)系人：羅成玉； E-mail: chengyuluo2003@163.com

2012-12-10

AbctractAccording to GB/T 22509-2008, benzo (α) pyrene in vegetable oils was detected by HPLC method. According to the maths model, the uncertainty components were analyzed, quantified and composed, which included standard material, parameters of standard curve, the extraction of sample, recycle. By the results, the content of benzo (α) pyrene in vegetable oils was 2.06 μg/kg, the expanded uncertainty was 0.05 μg/kg, and the expression of uncertainty was (2.06±0.05) μg/kg (k=2).