原子吸收光谱法检测含乳饮料中铜的不确定度评定.pdf

第8 卷第1 期 2 叭7 年1 月 食品安全质量检测学报 J o u m a lo fF o o dS a f b t ) ra n dQ u a l it ) r V b l 8N o 1 J a n 2 0 1 7 原子吸收光谱法检测含乳饮料中铜的不确定度评定 李海星，段亚军4 ，马海军，赵军妮，康海龙 ( 蒙牛乳业( 宝鸡) 有限公司，宝鸡7 2 1 0 1 3 ) 摘要：目的对原子吸收光谱法检测含乳饮料中铜元素含量的不确定度进行评定。方法从测量重复性、 校准曲线等方面分析该方法的不确定度来源，依据G B T5 0 0 9 1 3 2 0 0 3 食品中铜的测定建立数学模型，根据 J J F1 0 5 9 1 2 0 1 2 测量不确定度的评定与表示对测量结果的各不确定度来源进行分析和量化。结果 当含乳 饮料中铜含量为O 2 9m g L 时，其扩展不确定度为o 0 2 2m g L ( 扣2 ) 。不确定度主要来源于试样测定时标准曲线 使用玻璃量具的引入，其次是测量重复性引入的不确定度。结论本研究可为原子吸收法测定含乳饮料中铜含 量的测量准确性提供参考。 关键词：铜；原子吸收法；含乳饮料；不确定度 U n ce r t a in t ye V a l u a t io nf b rd e t e r m in a t io no fco p p e rinm il kb e V e r a g eb y a t o m ica b s o r p t io ns p e ct r o m e t r y L IH a i X in g ，D U A NY a J u n 4 ，M AH a i J u n ，Z H A OJ u n N i，K A N GH a i L o n g ( 匏n g n mD d f 叫( B 以嘭i) C 0 ，上f d ，曰以巧i7 2 1 叭3 ，( 孺砌口) A B S T R A C T ：o b j e ct iv e 1 、oe v a l u a t et h eu n ce r t a in t yf o rd e t e m in a t io no fco p p e rco n t e n tinm il kb e V e r a g eb y a t o I I l ic a b s o r p t io ns p e ct r o m e t r y M e t h o d s F r o mt h em e a s u r e m e n tr e p e a t a b il it ya n dt h es t a n d a r dcu r v ea n a l y s is ，t h c u n ce r t a im ys o u r ce so ft h em e m o dw a sa n a l y z e d A cco r d in gt oG B T5 0 0 9 1 3 2 0 0 3D e 把r m f 胛口f f o 肝形c9 矽P g r 扔砌e - ，b D d ，t h em a t h e m a t ica lm o d e lw a se s t a b l is h e d A cco r d in gt oJ J F1 0 5 9 1 2 0 1 2 E V 口，“n f f D 珂“ dI 曼毛p ，s s f D 咒Q 厂 m e 口s “比m e 珂f “n ce ，缸觑纱，t h eu n ce r t a in t ) rs o u r ce so ft h em e a s u r e dr e s u l t sw e r ea n a l y z e da n dq u a n t if ie d R e s u l t s w r h e nt h eco p p e rco n t e n tinm il kb e v e r a g ew a s0 2 9m g L ，t h ee x p a n d e du n ce r t a in t yw a s0 0 2 2m g L ( k = 2 ) T h e u n ce r t a in 哆m a in l yca m ef r o ms t a n d a r dcu ein 仃o d u ce db yt h eu s in go fm e a s u r in gg l a s s ，f o l l o w e db yt h eu n ce r t a in t ) r o fm e a s u r e m e n tr e p e a t a b il it y C o n cl u s io nT h isp a p e rca np r o V id er e f e r e n cef o rm e a s u r e m e n ta ccu r a cyo fco p p e r co n t e n tinm il kb e V e m g eb ya t o m ic a b s o r p t io ns p e ct r o m e t r y K E YW o R D S ：co p p e r ；a t o m ica b s o r p t io nm e t h o d ；m il kb e V e r a g e ；u n ce r t a in 够 引言 近年来，微量元素与人体健康的关系越来越受到人 们的重视。铜作为人体内必不可少的微量元素之一，在人 的整个生命过程中具有举足轻重的地位。铜参与人体3 0 多种酶的组成和活化，铜缺乏将使记忆衰退、思维紊乱、 反应迟钝，甚至步态不稳、运动失常等。铜过量会使血红 蛋白变性发生溶血性贫血，也会引起肝损害出现慢性肝炎， 还会使小脑运动失常引起帕金氏综合症等【1 。 含乳饮料指以乳或乳制品为原料，加入水及适当辅 料经配制或发酵而成的饮料制品【2 。本研究采用G B T 5 0 0 9 1 3 2 0 0 3 食品中铜的测定 3 中原子吸收光普法测定 某品牌配制型含乳饮料中铜的含量，依据J J F l 0 5 9 1 2 0 1 2 测量不确定度评定与表示 4 对检测过程中影响测量结 4 通讯作者：段亚军，检验工程师，主要研究方向为乳品检验分析。E - m a il ：d u a n y a j u n m e n g n iu cn + co r r e s p o n d in ga u t h o r ：D u A NY a J u n ，I n s p e ct io nE n g in ee r M e n g I l iuD a ir y ( B a o j i) co ，L t d ，B a 面7 2 1 0 1 3 ，ch in a ，E m a il ：d u a n y 匈u n m e n g n j u cn 第1 期 李海星，等：原子吸收光谱法检测含乳饮料中铜的不确定度评定 2 8 7 果不确定性的各种因素进行分析和评定，从而确定影响不 3结果与分析 确定度的主要因子，为改进测量准确性提供参考5 1 。 2 材料与方法 2 1 仪器与试剂 T A s 一9 9 0 火焰原子吸收分光光度计( 北京普析公司) ； s x 2 1 2 3 0 马弗炉( 北京福马公司) ；硝酸( 优级纯，天津福 晨公司) ；1 0 0 0 g m L 铜单元素溶液标准物质( 中国计量科 学研究院1 。 配制型含乳饮料样品，市售。 2 2 样品制备及检测 直接吸取4m L 混匀试样置于瓷坩埚中放置在电热 板上炭化至不冒烟，移人马弗炉中( 5 0 0 士2 5 ) 灰化2h ，冷 却后取出，加入O5m 0 1 L 硝酸溶液进行溶解，依据G B T 5 0 0 9 1 3 2 0 0 3 食品中铜的测定 3 进行榆测。 2 3 数学模型建立 原子吸收法检测铜的数学模型： 肛! 鱼二生! ：兰：! ! ! ! m 1 0 0 0 式中： 杠一试样中铜的含量，m g L ； 4 1 一测定用试样中铜的含量，u g m L ； 彳2 一试剂空白液中铜的含量，“g m L ； 旷一试样处理后的总体积，m L ； m 一试样质量或体积，m L 。 3 1 结果分析 配制0 0 、O 1 、O 2 、0 4 、0 6 、0 8 和1 0 g m L 共7 个点的铜标准溶液，每个浓度点测定3 次，所得吸光度结 果如表1 。 用最小二乘法进行线性拟合，得标准曲线方程为： y _ 0 15 6 0 朗- 0 0 0 0 2 ，相关系数产0 9 9 9 6 4 。 对含乳饮料试样中的铜含量进行测定，所得结果如 表2 。 3 2 不确定度来源分析 从检测过程及数学模型可知，样品中铜含量的不确 定度来源主要有： ( 1 ) 测量重复性带来的不确定度； ( 2 ) 试样铜含量引入的不确定度：校准曲线自身( 包含 仪器自身引入的不确定度) 、标准物质浓度本身、标准曲线 配制过程使用玻璃仪器； ( 3 ) 量取试样体积引入的不确定度：移液器量取样品； ( 4 ) 试样定容处理引入的不确定度：刻度吸管加入o 5 m o l L 硝酸引入的不确定度。 f 5 ) 炭化、灰化等处理引入的不确定度：回收率引入的 不确定度。 3 3 各分量标准不确定度的评估6 _ 9 l 3 3 1测量重复性的相对标准不确定度 将表2 中6 组平行样数据依据贝塞尔公式进行计算， 得到标准偏差萨0 0 1 4 9 ：样品测量重复性的标准不确定度 表1吸光度值结果m 一3 ) T a b l e1R e s u n so fa b s o r b a n cev a l u em = 3 ) l 2 O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 O 0 1 5 0 0 1 5 O 0 3 l O 0 3 1 O 0 6 3 O 0 6 4 O 0 9 4 O 0 9 4 0 1 2 8 O 1 2 9 0 1 5 2 0 1 5 3 3 0 0 0 0 1O 0 1 5O 0 3 1O 0 6 4O 0 9 5O 1 2 80 1 5 4 2 8 8食品安全质量检测学报 第8 卷 u 2 嘉，P 删定贼计算彻2 半- 0 0 0 6 l m g L ， 则测量重复性相对标准不确定度阢吲= 等= 。2 l 。 3 3 2 试样铜含量引入的不确定度 3 3 2 1 校准曲线自身不确定性引入的不确定度 校准曲线自身引入的不确定度按照公式： ( c) = 鲁 2 m 也孙一： 2 由3 1 中得出标准曲线公式为y - 0 1 5 6 0 一O 0 0 0 2 ，将 数据带入式中计算可得，舔= 0 0 0 2 ，则1 矗0 0 0 6 5m g L ， 其相对标准不确定度为旷等棚2 。 3 3 2 2 标准物质自身引入的不确定度 查标准物质证书，铜元素标准溶液的浓度为1 0 0 0 肛g m L ，扩展不确定度为1u m L 。按正态分布置信概率 P = 9 5 ，包含凶子捂2 ，则铜元素相对小确定度为： 2 R cl 。专蒜卸0 0 0 5 。 3 3 2 3 标准曲线配制过程中玻璃仪器量取体积引入的不 确定度 ( 1 ) 玻璃仪器校准引入的不确定度 标准溶液配制过程中分别使用了A 级的2 5 、5 0m L 单标线容量瓶及1 、2 、5m L 刻度吸管，参照J J G l 9 6 2 0 0 6 常用玻璃量器检定规程1 0 1 可知，2 5 、5 0 m L 单标线容量 瓶及1 、2 、5m L 刻度吸管的容量允差分别为士0 0 3 、0 0 5 、 士0 0 2 5 、士O 0 1 2 和士0 0 0 8m L 1 0 ，按均匀分布考虑，包含因 子扫3 ，则 u 容2 5 【1 】：旦警：o 0 1 7m L ，u 容50 ( 1 ) ：o 0 2 9 m L ，u 吸 5 f 1 ) - 0 0 1 4m L ，U 吸2 f l f = 0 0 0 6 9m L ，U 吸l f l 广0 0 0 4 6m L 。 ( 2 ) 实验室温度变化引入的不确定度 检测过程中室温变化为( 2 0 5 ) ，水的膨胀系数为 2 1 x 1 0 。4 m L ，贝0u 2 5 f 2 、! ：兰：! ：! 旦：兰垄= o 0 1 5m L ，u 容 压 5 0 ( 2 ) = 0 0 3 0m L ，V 吸5 ( 2 ) = 0 0 0 3 0m L ，U 吸2 ( 2 ) = 0 0 0 1 2m L ，U 吸 1r 2 1 _ O 0 0 0 6 1m L 。 故容量瓶引入的相对标准不确定度为： u 铴R e l ：坠型二垒型：o o 0 0 9 l ，u 蛳M ：o 0 0 0 8 3 。 2 5 使用5m L 刻度吸管配制标准曲线时量取体积分别为 5 O 、2 5m L ，因此得出5m L 刻度吸管引入的相对不确定 度分别为： ，ii；j j 雯：o 。o ：9 ，u 。，：。：o o o ，7 。 5 使用2m L 刻度吸管配制标准曲线时量取体积分别为 2 0 、1 5m L ，因此得出2m L 刻度吸管引入的相对不确定 度分别为： r = u 吸：。R 。l ：型竺坚塑! ：竺坚! ! ! ! ：o 0 0 3 5 ，u 幔：，：。1 ：o 0 0 4 7 。 2 使用1m L 刻度吸管配制标准曲线时量取体积分别为 1 0 、O 5 、0 2 5m L ，因此得出1m L 刻度吸管引入的相对不 确定度分别为： 型! ! ；j ；噩：o 。0 4 。，U 。，：。d ：oo o ， 1 U 嗳1 jR 。1 = O 0 1 9 。 在标准溶液配制过程中2 5m L 容量瓶使用7 次，5 0 m L 容量瓶使用2 次，5m L 刻度吸管使用3 次，2m L 刻度吸 管使用2 次，1m L 刻度吸管使用3 次，则标准溶液配制过 程中引入的相对不确定度为： U 配制R e l = 7 o 0 0 0 9 1 2 + 2 o o 0 0 8 3 2 + 2 o 0 0 2 9 2 + o 0 0 5 7 2 V + o 0 0 3 5 2 + o 0 0 4 7 2 + o 0 0 4 6 2 + o 0 0 9 3 2 + o 0 1 9 2 则铜含量引入的不确定度为： 2 R 。1 = 0 0 2 2 2 + 0 0 0 0 5 2 + 0 0 2 4 2 = o 0 3 3 。 3 3 3 量取试样体积引入的不确定度 f 1 1 移液器校准引入的不确定度 在样品制备过程中，使用5m L 移液器吸取4 m L 样品 进行处理，参照J J G 6 4 6 2 0 0 6 移液器检定规程可知，5 m L 移液器的容量允差为o 6 1 1 ，按均匀分布考虑，包含 因子扣3 。因此 u 醐1 1 _ 掣_ 0 0 1 7m L 。 【移5 f = 了= 一= U U l m L 。 3 ( 2 ) 实验室温度变化引入的不确定度 检测过程中室温为( 2 0 土5 ) ，水的膨胀系数为 2 1 1 0 。4 m L ，则 u 鲫，、：旦圣：! 翠旦二望- 0 0 0 3 0m L ： L 移5 f 2 ) 了= _ 一一u u u j u 儿l L ， 3 故量取试样体积引人的相对标准不确定度为： 厂 丁 了 丝煎生五：o 0 0 4 3 。 4 3 3 4 试样定容处理引入的不确定度 ( 1 ) 刻度吸管校准引入的不确定度 灰化后样品，使用1 0m L 刻度吸管吸取1 0m L0 5 m 0 1 几硝酸溶液直接进行溶解，参照J J G l 9 6 2 0 0 6 常用玻 璃量器检定规程 1 0 1 可知，1 0m L 刻度吸管的容量允差为 0 0 5m L ，按均匀分布考虑，包含因子捂3 ，因此u 嘎 l o ( 1 】- 半_ 0 0 2 9m L 。 3 ( 2 ) 实验室温度变化引入的不确定度 第1 期 李海星，等：原子吸收光谱法检测含乳饮料中铜的不确定度评定 2 8 9 检测过程中室温为( 2 0 士5 ) ，水的膨胀系数为参考文献 2 1 1 0 4 m L ，贝ou 1 。( 2 ) ：三兰三掣：o 0 0 6 1m L 。 、，j 试样处理引入的相对标准不确定度为：4R e l 后 了了 T ：型! 坚! 型：! 坚! 塑：o 0 0 3 0 。 l O 3 3 5 炭化、灰化等处理引入的不确定度 由于样品炭化、灰化可能不完全或者过程损失，将使 样品中铜的含量不能1 0 0 进入到待测溶液中。依据J J F 1 0 5 9 1 2 0 1 2 测量不确定度评定与表示 4 】，查G B T2 7 4 0 4 实验室质量控制规范食品理化检测1 2 1 本方法回收率 范围为9 0 1 1 0 ，则5R e J一( 1 0 + 1 0 ) 2 1 2 3 4 合成标准不确定度 各分量引入的不确定度如表3 6 _ 9 】。 = 0 0 0 3 3 。 表3 各分量引入的不确定度 T h b l e 3 U n ce r t a in t y0 ft h eit r o d u ct io nO f e a chcO m p O n e n t 按照公式合成标准不确定度为： U X l 2 0 2 9 、o 0 2 1 2 + o 0 3 3 2 + o 0 0 4 3 2 + o 0 0 3 舻+ o 0 0 3 3 2 = o 0 11m g L 。 3 5 扩展不确定度 取包含因子肛2 ，置信概率为9 5 ，则扩展不确定度 x ) - 2 O 0 1 1m g L = 0 0 2 2m g L 。 4 结论 通过对含乳饮料中铜元素含量不确定度的评定可知， 其不确定度主要来源于试样测定时标准曲线使用玻璃量具 引入的不确定度，其次是测量重复性引入的不确定度，而 量取试样体积使用移液器、试样处理时刻度吸管及回收率 引入的不确定度较小，可忽略。 量器具特别是玻璃量具对铜检测过程中不确定度的 影响较大，在日常测定时可以通过使用更精密的量器具代 替玻璃刻度吸管，或在配制小浓度标准溶液时使用更精密 量器具进行量取来减少测定过程中的不确定度，另外可通 过调节原子吸收仪器的最佳状态、前处理细节的把控来减 少测量重复性引入的不确定度。 1 李青仁，王月梅微量元素铜与人体健康【J 微量元素与健康研究， 2 0 0 7 ，2 4 ( 3 ) ：6 1 6 2 “Q R ，w a I l gY M T h cee l e m e m sco p p e ra n dh u m a I lh e a l m J 】s t u d T r a ceE l e mH e a l m ，2 0 0 7 ，2 4 ( 3 ) ：6 l 一6 2 2 】G B T2 1 7 3 2 2 0 0 8 含乳饮料 s 】 G B T2 1 7 3 2 - 2 0 0 8M il kb e v e r a g e S 3 G B 厂r5 0 0 9 1 3 - 2 0 0 3 食品中铜的测定 s G B ，r5 0 0 9 1 3 - 2 0 0 3D e t e m ：l in a t io no f co p p e rinf o o d s s 4 】J J F1 0 5 91 - 2 0 1 2 测量不确定度评定与表示 s J J F l 0 5 9 1 - 2 0 1 2E v a l u 撕o n a n d e x p 瑚s io n o f u n ce n a 曲t y il lm e a s L l r e H l e r n s 5 cN A sG L 0 6 ：2 0 0 6 化学分析中不确定度的评估指南 s 】 C N A SG L 0 6 ：2 0 0 6G u id a n ceo ne v a l u a t in gt h eu n ce r t a in 够inch e m ica l a n a l y s is S 】 6 赵媛，张燕宾，解鑫，等E L I s A 法测定牛奶中链霉素不确定度的评定 J 食品安全质量检测学报，2 0 1 4 ，5 ( 7 ) ：1 5 1 7 1 5 2 0 Z h a oY ，Z h a n gY B ，X iX ，e f4 f E V a l u a t io no f t h e1 l n ce n a il l t yinm e a 轧l r in g s 廿印t o m y cinin 面1 kb yE L I S A J JF o o dS a fQ u a l ，2 0 1 4 ，5 ( 7 ) ： 1 5 1 7 1 5 2 0 【7 高宏，徐慧，郭芳芳，等牛奶中艾氏剂、狄氏剂测定的不确定度评定 J 食品安全质量检测学报，2 0 1 5 ，6 ( 7 ) ：31 5 3 2 0 G a oH ，X uH ，G u oF F ，“4 ，E v a l u a t io no fu n ce r t a in t yo fa l d n a n d d ie l d r in inr n il k J 】J F 0 0 dS a f Q u a l ，2 0 1 5 ，6 ( 7 ) ：3 1 5 3 2 0 8 】崔向云，张雪峰，袁凤琴，等超高效液相色谱串联质谱法测定牛奶 中土霉素残留的不确定度评估 J 食品安全质量检测学报，2 0 1 4 ，5 ( 2 ) ： 5 4 6 5 5 0 cu i x Yz h a n gx F Y u a nF Q ， 订口f u n ce r t a in t ye v a l u a t io no f o x y t e 仃a c”l in e in t iq u id 1 1 1 il k b y