食品中非法添加物检测用便携式拉曼光谱仪校准规范

JJF（苏）XXX-2020PAGE12食品中非法添加物检测用便携式拉曼光谱仪校准规范1范围本规范适用于食品中非法添加物检测用便携式拉曼光谱仪的校准。2概述拉曼光谱仪是利用拉曼散射原理测量分子振动光谱特性的仪器。当光穿过透明介质后，分子可以使部分入射光发生散射。在散射光中未发生频率改变的散射称为瑞利散射，发生频率改变的散射称为拉曼散射。在拉曼散射中频率减少的散射称为斯托克斯散射，频率增加的散射称为反斯托克斯散射。通常，斯托克斯散射比反斯托克斯散射强得多，因此拉曼光谱仪常常测量的是斯托克斯散射。入射光与拉曼散射光的频率之差称为拉曼频移，拉曼频移与入射光频率无关，它取决于分子振动能级的变化，因此拉曼频移具有特征性。根据拉曼光谱特征峰的位置和强度进行定性定量分析。便携式拉曼光谱仪可用电池供电，也可用车载电源供电，具有便于携带、操作方便的特点，既可以用于实验室测量，也可以用于现场分析。其与实验室拉曼光谱仪相比较，两者的测量原理相同。实验室拉曼光谱仪具有多个激光源的切换可满足不同领域的测量，便携式拉曼光谱仪通常只有一个激光源可满足特定领域的测量。通常，用于检测食品中非法添加物的便携式拉曼光谱仪的激光源波长为785nm。便携式拉曼光谱仪通常由激光器、光学单元、检测器和数据处理及显示单元等组成，其结构示意图见图1。数据处理及显示单元数据处理及显示单元光学单元激光器检测器样品图1便携式拉曼光谱仪结构示意图3计量特性仪器的计量特性见表1。表1仪器的计量特性序号校准项目计量特性1频移示值误差不超过±4cm-12频移重复性≤2cm-13频移范围(200～3200)cm-14分辨力能分辨出环己烷2923cm-1与2938cm-1峰5相对强度示值误差不超过±10%6相对强度重复性≤5%7检出限≤0.05mg/L注：以上指标不是用于合格性判别，仅供参考。4校准条件4.1环境条件4.1.1环境温度：(5～40)℃；相对湿度：≤85%。4.1.2交流电源：(220±22)V，频率：(50±0.5)Hz。4.1.3不得有影响仪器正常工作的机械振动和电磁干扰。4.1.4不得有强光直射。4.2标准物质4.2.1频移标准物质频移标准物质在(200～3200)cm-1范围内有拉曼信号，其扩展不确定度不大于2.4cm-1（k=2）。4.2.2相对强度标准物质相对强度标准物质为掺杂有金属氧化物的玻璃，其在785nm激光照射下可产生连续的荧光光谱，相对扩展不确定度不大于5%（k=2）。4.2.3罗丹明B标准物质罗丹明B标准物质的相对扩展不确定度不大于3%（k=2）。4.3校准设备4.3.1单标线容量瓶A级。4.3.2吸量管A级。4.3.3移液器量程：100μL或1000μL，最大允许误差：±2.0%（100μL）、±1.0%（1000μL）。5校准项目和校准方法校准项目可根据被校仪器的预期用途选择使用。对校准规范的偏离，应在校准证书中注明。5.1频移示值误差待仪器稳定后，将频移标准物质置于样品池或光学探头透镜聚焦处，选择合适的激光功率和积分时间，测量频移标准物质的拉曼光谱，在(200~3200)cm-1范围内分散选择5个特征峰并记录其频移值。重复测量七次，频移示值误差按公式（1）计算。（1）式中：—频移示值误差，cm-1；—频移算术平均值，cm-1；—频移标准值，cm-1。5.2频移重复性根据5.1中频移测量的数据，按公式（2）计算频移重复性。（2）式中：—频移重复性，cm-1；i—测量序号；n—测量次数；—第i次测量的频移值，cm-1。5.3频移范围按5.1中的测量方法，测量频移标准物质的拉曼光谱，观察拉曼光谱的频移范围。5.4分辨力按5.1中的测量方法，测量环己烷频移标准物质的拉曼光谱，谱图能识别出2923cm-1、2938cm-1两个峰。5.5相对强度示值误差待仪器稳定后，将相对强度标准物质置于光学探头透镜聚焦处，选择合适的激光功率和积分时间，测量其光谱信号。以最大强度信号进行归一化处理后，读取三条谱线的相对强度。重复测量七次，相对强度示值误差按公式（3）计算。（3）式中：—某频移的相对强度的示值误差，%；—某频移的相对强度的算术平均值，%；—某频移的相对强度的标准值，%。5.6相对强度重复性根据5.5中相对强度测量的数据，按公式（4）计算相对强度重复性。（4）式中：—某频移的相对强度重复性，%；n—某频移的相对强度测量次数；i—某频移的相对强度测量序号；—某频移的相对强度第i次测量的相对强度，%。5.7检出限待仪器稳定后，按说明书的要求移取浓度0.1mg/L罗丹明B标准溶液、表面增强拉曼试剂以及匹配试剂相应体积，混合均匀，置于样品池或光学探头透镜聚焦处。选择合适激光功率、积分时间，在规定的时间内测量其拉曼光谱，记录特征峰1642cm-1的强度，重复上述步骤11次。检出限按公式（5）计算。（5）式中：—检出限，mg/L；—标准溶液浓度，mg/L；—11次谱线强度标准偏差；—11次谱线强度的算术平均值。6校准结果表达校准结果应在校准证书上反应，校准证书应至少包括以下信息：a)标题，“校准证书”；b)实验室名称和地址；c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d)证书的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e)客户的名称和地址；f)被校对象的描述和明确标识；g)进行校准的日期，如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期；h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明；i)校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k)校准环境的描述；l)校准结果及其测量不确定度的说明；m)对校准规范的偏离的说明；n)校准证书签发人的签名、职务或等效标识；o)校准结果仅对被校对象有效的声明；p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。7复校时间间隔复校时间间隔是由仪器的使用者、使用情况以及仪器本身质量等诸因素所决定的，因此，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。建议复校时间间隔一般不超过1年，如果仪器更换重要部件、维修或对仪器性能有怀疑时，应随时校准。

附录A校准证书（内页）参考格式A.1校准证书第2页式样证书编号：XXXX-XXXX证书编号：XXXX-XXXX校准机构授权说明校准所依据的技术文件（代号、名称）校准环境条件及地点：温度：℃地点：湿度：%RH其他：校准使用的主要标准器/主要仪器名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号有效期至第X页共X页A.2校准证书第3页式样证书编号：XXXX-XXXX证书编号：XXXX-XXXX校准结果1、频移示值误差：频移标准值/cm-1平均值/cm-1频移示值误差/cm-1扩展不确定度U（k=2）2、频移重复性：频移标准值/cm-1频移重复性/cm-13、频移范围：4、分辨力：5、相对强度示值误差：频移/cm-1相对强度标准值/%平均值/%相对强度示值误差/%扩展不确定度U（k=2）6、相对强度重复性：频移/cm-1相对强度标准值/%相对强度重复性/%7、检出限：以下空白第X页共X页附录B食品中非法添加物检测用便携式拉曼光谱仪校准记录参考格式受校方名称记录编号受校方地址校准日期仪器名称型号规格出厂编号制造厂设备编号温度℃湿度％RH校准地点校准员核验员校准依据外观1.频移示值误差和频移重复性单位：cm-1频移标准值测量值平均值2.频移范围：3.分辨力环己烷拉曼谱图能识别分辨出2923cm-1、2938cm-1两个峰。□是□否4.相对强度示值误差和相对强度重复性RSD频移/cm-1相对强度标准值测量值平均值RSD5.检出限标准物质浓度表面增强拉曼试剂匹配试剂强度检出限mg/L主要计量器具名称/编号测量范围准确度等级/最大允许误差/不确定度证书编号/有效期使用状态□正常□异常□正常□异常□正常□异常校准结果不确定度参数名称标准物质合成标准不确定度(uc)扩展不确定度(U)(k=)附录C频移、相对强度示值误差的不确定度评定示例C.1频移示值误差C.1.1简述食品中非法添加物检测用便携式拉曼光谱仪采用频移标准物质进行频移示值误差的校准，在(200～3200)cm-1范围内，均匀选择五条谱线测量其频移值。以环己烷频移标准物质1444.2cm-1为例进行不确定度评定。C.1.2测量模型式中：——频移示值误差，cm-1；——频移测量平均值，cm-1；——频移标准值，cm-1。C.1.3方差和灵敏系数测量模型中各项彼此不相关，则其中：=1=-1C.1.4标准不确定度分量评定C.1.4.1由标准物质引入的不确定度GBW13653环己烷频移标准物质是由中国计量科学研究院提供，=1444.2cm-1U＝2.2cm-1（k=2）。＝1.1cm-1C.1.4.2由重复测量引入的不确定度对环己烷连续测量7次，得到数据如下表：次数1234567平均值测量值/cm-114421443144414441443144214421443示值误差-1.2cm-1重复性s0.9cm-1=0.34cm-1C.1.5合成标准不确定度以上各不确定度分量不相关，所以：=1.2cm-1C.1.6扩展不确定度取k=2时，＝2.4cm-1C.2相对强度示值误差C.2.1简述食品中非法添加物检测用便携式拉曼光谱仪采用拉曼散射相对强度标准物质进行相对强度示值误差的校准，以最大强度信号进行归一化处理后，读取各谱线的相对强度。以相对强度标准物质的频移1642cm-1，相对强度70.0%为例进行不确定度评定。C.2.2测量模型式中：——相对强度示值误差，%；——相对强度测量平均值，%；——相对强度标准值，%。C.2.3方差测量模型中各项彼此不相关，则C.2.4标准不确定度分量评定C.2.4.1由标准物质引入的不确定度相对强度标准物质由中国计量科学研究院提供，相对强度为70.0%Urel＝5.0%（k=2）。＝2.5%C.2.4.2由重复测量引入的不确定度用相对强度标准物质连续测量7次，得