劉志榮

（中輕檢驗(yàn)認(rèn)證（晉江）有限公司，福建 晉江 362200）

前言

N-亞硝基胺，化學(xué)通式為R2N-NO,其可以通過(guò)消化道和呼吸道進(jìn)入人體，同時(shí)可以通過(guò)人體皮膚接觸進(jìn)入人體，誘發(fā)癌癥，同時(shí)能夠引起肝壞死等危害，而被人們所廣泛關(guān)注[1]。橡膠材料在生產(chǎn)過(guò)程中需要添加一些促進(jìn)劑，在其硫化過(guò)程中會(huì)形成亞硝酸類物質(zhì)而殘留其中。在特定環(huán)境下橡膠材料中殘留的亞硝基胺容易被釋放出來(lái)，對(duì)人體造成傷害。科研工作者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，已證明N-亞硝基胺在人類體內(nèi)可能會(huì)將DNA 烷基化，最終誘發(fā)癌癥[1-2]。

隨著居民家庭收入的提高，童鞋市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)童鞋產(chǎn)業(yè)迅速擴(kuò)張，橡膠制品是童鞋的主要材料之一，童鞋甚至是嬰幼兒鞋類質(zhì)量安全對(duì)于兒童健康成長(zhǎng)發(fā)育有一定的影響[2]。國(guó)際上多個(gè)國(guó)家或地區(qū)專門(mén)制定針對(duì)鞋類橡膠材料中N-亞硝基胺含量的檢測(cè)方法，例如ISO 19577-2019[3]Footwear-Critical substances potentially present in footwear and footwear components Determination of Nitrosamines。對(duì)于鞋類產(chǎn)品橡膠部件中N-亞硝基胺含量的要求，國(guó)內(nèi)相繼出臺(tái)了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行限定，最為常見(jiàn)的為GB 30585-2014[4]中要求嬰幼兒鞋的橡膠部件中不應(yīng)檢出N-亞硝基胺。歐盟在2009/563/EC 的鞋類生態(tài)標(biāo)簽指令中[2]，對(duì)9 種N-亞硝基胺進(jìn)行限定，要求不得檢出。

通過(guò)不確定度各分量來(lái)源的分析和計(jì)算，可以評(píng)估檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而提高檢測(cè)質(zhì)量。本文根據(jù)GB/T 27418-2017[5]《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》及JJF 1135-2005[6]《化學(xué)分析測(cè)量不確定度評(píng)定》中的相關(guān)規(guī)定，依據(jù)GB/T 24153-2009[7]對(duì)鞋類材料中N-亞硝基胺的測(cè)定方法，考慮標(biāo)準(zhǔn)品、工作曲線的擬合、樣品測(cè)定重復(fù)性、稱量及標(biāo)準(zhǔn)溶液配置等方面進(jìn)行不確定度的評(píng)定，為氣質(zhì)聯(lián)用法準(zhǔn)確測(cè)定橡膠材料中N-亞硝基胺的含量提供參考[8-9]。

1 材料與試驗(yàn)方法

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

橡膠試樣采用甲醇作為提取溶劑，在超聲波下提取，提取液使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮，再使用C18 固相萃取小柱凈化，樣液進(jìn)GC-MSD 進(jìn)行測(cè)定，全掃描定性，選擇離子定量[7]。

1.2 儀器及試劑

5977B-7890B 氣質(zhì)聯(lián)用儀(安捷倫科技公司)；電子分析天平（精度0.001 g，梅特勒-托利多集團(tuán)）；高功率超聲清洗器（KQ-400KDE，昆山市超聲儀器公司）[10]；甲醇（色譜純，Tedia 公司）[10]；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（可控溫35 ℃，廣州儀科實(shí)驗(yàn)室技術(shù)公司）；C18 固相萃取小柱；12 種N-亞硝基胺混合標(biāo)液(曼哈格生物科技)其中12 種混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別為：N-亞硝基二甲基胺CAS:62-75-9 N-亞硝基甲基乙基胺CAS:10595-95-6 N-亞硝基二乙基胺CAS:55-18-5 N-亞硝基吡咯烷CAS:930-55-2 N-亞硝基-N-甲基苯胺CAS:614-00-6 N-亞硝基嗎啉CAS:59-89-2 N-亞硝基二丙基胺CAS:621-64-7 N-亞硝基哌啶CAS:100-75-4 N-亞硝基-N-乙基苯胺CAS:612-64-6 N-亞硝基二丁基胺CAS:924-16-32 N-亞硝基二苯基胺CAS:86-30-6 N-亞硝基二芐胺CAS:5336-53-8 以下內(nèi)容用CAS 號(hào)表示該物質(zhì)。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

1.3.1 N-亞硝基胺12 種混標(biāo)中間液的配制

取0.5 mL N-亞硝基胺混標(biāo)（12 種）母液（200 mg/L）至10 mL容量瓶，定容至刻度線，得到濃度為10 mg/L 的儲(chǔ)備液。

1.3.2 N-亞硝基胺12 種混標(biāo)工作液的配制

根據(jù)表1 所示移取1.3.1 中儲(chǔ)備液配置成標(biāo)準(zhǔn)工作液。

表1 N-亞硝基胺標(biāo)準(zhǔn)工作液配置表

1.4 樣品處理

1.4.1 試樣制備及提取

稱取5.0 g（準(zhǔn)確至0.01 g）邊長(zhǎng)為3 mm 以下的試料，于加入30 mL 甲醇的反應(yīng)器里，使用高功率超聲清洗器進(jìn)行超聲30 min，然后把溶液移入濃縮瓶中。再次加入20 mL 甲醇于反應(yīng)器中，提取第2 次，然后合并溶液[7]。

1.4.2 蒸發(fā)濃縮

將濃縮瓶置于35 ℃水浴，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀將提取液濃縮至4.5mL 左右，將樣液移入5mL 容量瓶，另取0.5mL 提取溶劑淋洗瓶壁內(nèi)部，再次振蕩1min，移入上述容量瓶，用提取液定容至5mL[7]。

1.4.3 凈化

用5 ml 甲醇活化C18 小柱，用移液器量取2.0 ml 樣液于C18 小柱里，收集流出液于離心管，再加2 mL 甲醇淋洗，收集洗液于離心管。最后氮吹至2 mL,供氣質(zhì)聯(lián)用測(cè)試[7]。

1.5 儀器參數(shù)

a）色譜柱：DB-35MS 30 m×0.25 mm×0.25 μm 或相當(dāng)者；

b)色譜柱溫度：起始溫度40℃（保持4 min）以8 ℃/min 速率加熱到83 ℃(保持4 min）以15 ℃/min 速率加熱到280 ℃(保持6 min)；

c)進(jìn)樣口溫度：260 ℃；傳輸線溫度：280 ℃[11]；

d)質(zhì)量掃描范圍：(15-280)amu；測(cè)定方式：SIM；電離方式：EI，能量70 eV[11]；

e)進(jìn)樣：不分流；進(jìn)樣量：1 微升。

2.1 不確定度分析

2.1.1 數(shù)學(xué)模型

X-橡膠材料中N-亞硝基胺的含量，單位mg/Kg；C-從工作曲線中N-亞硝基胺的濃度，單位；V-提取液的體積，單位mL；m-樣品的質(zhì)量，單位g。

2.1.2 稱樣引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(1)

采用0.001 g 電子分析天平，根據(jù)校準(zhǔn)證書(shū)上示值誤差為0.002 g，因此天平引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2.1.3 標(biāo)準(zhǔn)品引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(2)

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)品廠商提供的證書(shū)，在置信水平95%，k=2，各個(gè)N-亞硝基胺類的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度均為0.03000。

2.1.4 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度引入的不確定度urel(3)

以N-亞硝基二甲基胺（CAS：62-75-9）為例，那么不確定度的來(lái)源主要為：10 mL 容量瓶、1000 μL 移液器和環(huán)境溫度對(duì)體積產(chǎn)生的影響[10]。

根據(jù)10 mL 容量瓶校準(zhǔn)證書(shū)可知，體積誤差為0.007 mL，那么相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

根據(jù)1000 μL 移液器校準(zhǔn)證書(shū)給出的誤差為0.004 mL，那么相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。

甲醇在20 ℃下的膨脹系數(shù)為0.0011/℃，溫度引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度按矩形分布計(jì)算，試驗(yàn)環(huán)境溫度允差為5 ℃，因此溫度引起的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

因此，由62-75-9 標(biāo)準(zhǔn)工作溶液濃度引起的不確定度u(62-75-9)rel(3)為：

2.1.5 重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度urel(4)

測(cè)試加入標(biāo)準(zhǔn)溶液為1.5 mg/kg 的空白樣品進(jìn)行六次重復(fù)性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為以u(píng)(62-75-9)rel

表2 樣品測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)不確定度

(4)為62-75-9 例計(jì)算為：

2.1.6 工作曲線的擬合引入的不確定度urel(5)

本文采用外標(biāo)法定量，以62-75-9 為例工作溶液5 個(gè)濃度點(diǎn)分別為250、500、750、1000、1500 μg/L 的12 種N 亞硝基胺類工作溶液分別測(cè)定1 次，得到的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，濃度值為橫坐標(biāo)，擬合工作曲線得 到 y=bCi+a=102.6Ci-1307，截 距a=-1307，斜率b=102.6，n=5，樣品重復(fù)測(cè)量?jī)纱?，那么?biāo)準(zhǔn)偏差S 為[10]：

根據(jù)u(5)公式計(jì)算工作曲線擬合引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為[10]：

式中：n——測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)溶液的次數(shù)，n=5；P——測(cè)試樣品的次數(shù)，P=2；C——測(cè)定樣品中62-75-9 濃度平均值，C=1463.28；——N 亞硝基胺標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度平均值，=800；Ci——標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度值；b——標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。S——標(biāo)準(zhǔn)偏差[10]。

表3 工作曲線的擬合引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.1.7 合成及擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

以62-75-9 為例計(jì)算N-亞硝基胺不確定度的結(jié)果見(jiàn)表4。62-75-9 合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(62-75-9)crel(c)為：

表4 N-亞硝基胺的不確定度結(jié)果

試樣中N-亞硝基胺62-75-9 的最終測(cè)定結(jié)果為1.46mg/Kg，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(62-75-9)(c)=c×u(62-75-9)crel(c)=1.46×0.0316=0.0461 mg/Kg。

在置信概率95%，k=2，那么測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度U(62-75-9)為：U(62-75-9)=k·u(62-75-9)(c)=2×0.0461=0.09 mg/Kg。

62-75-9 結(jié)果的表示為：C=(1.46±0.09)mg/Kg，k=2。

3 結(jié)論

對(duì)于采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測(cè)量N-亞硝基胺含量時(shí)，由表4 可知，不確定度來(lái)源中標(biāo)準(zhǔn)品和工作曲線對(duì)測(cè)定過(guò)程不確定度最大。

根據(jù)評(píng)定不確定度的結(jié)果，日常檢測(cè)中需采取措施減小不確定度的引入。在申購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)品過(guò)程中，必須選擇不確定度相對(duì)較低的標(biāo)準(zhǔn)品，可以有效減小不確定度的引入；建立作業(yè)指導(dǎo)書(shū)標(biāo)準(zhǔn)化操作步驟和儀器操作規(guī)范，提高技術(shù)人員能力，減少試驗(yàn)誤差；配置標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)減少稀釋次數(shù)，操作又快又準(zhǔn)，也可減小不確定度的引入從而確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠。