气相色谱质谱法测定茶叶中氯酞酸甲酯不确定度评定

张玲瑜

氯酞酸甲酯(chlorthal-dimethyl)不溶于水，无腐蚀性^[1]，是一种苯甲酸类除草剂，具有内吸传导特性，既能用于芽前处理，也可进行茎叶喷雾。适用于玉米、菜豆、黄瓜、洋葱、辣椒、草莓、莴苣、茄子等作物。氯酞酸甲酯用作农药中间体，对萌发至二叶期的稗草有显著的活性，对旱地马唐等芽前杂草也有良好的防除效果。目前，我国公布的氯酞酸甲酯在茶叶中最大残留限量标准(MRL值)为0.01 mg/kg^[2]，根据茶叶中残留的氯酞酸甲酯含量控制其施用量，对于农药残留以及环境污染控制均有实际作用。

氯酞酸甲酯的检测方法目前已报道的方法主要有气相色谱质谱检测方法(GC-MS)。本文通过气相色谱质谱法(GC-MS)测定茶叶中氯酞酸甲酯检测结果不确定度。

本文根据CNAS-GL006-2019《化学分析中不确定度的评估指南》和JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》规定的方法，建立了数学模型，分析了气相色谱质谱法测定茶叶中氯酞酸甲酯不确定度，并对各个不确定度分量进行了量化处理，得出氯酞酸甲酯的扩展不确定度，为测定茶叶中的氯酞酸甲酯质量控制提供一定的依据。

1试验部分

1.1仪器与试剂

气相色谱质谱仪(SHIMADEU公司)电子天平(±0.01g)，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；茶叶样品，市售；氯酞酸甲酯溶液标准样品(BePure)；乙腈、丙酮，正己烷均为色谱纯试剂；冰醋酸、无水醋酸钠、C18吸附剂、乙二胺-N-丙基硅烷（PSA）吸附剂；实验用水均为超纯水(Milli-Q超纯水机，美国Millipore公司)；0.45µm微孔滤膜(上海安谱)。

1.2样品前处理

称取10g试样（精确至0.01g）于100mL离心管中，加入6.0g无水硫酸镁和1.5g醋酸钠，加入0.1%醋酸-乙腈溶液，均质提取2min，将离心管放入离心机，在10000r/min离心10min，取上清液全部转移于旋蒸瓶中，并在40℃水浴中旋转浓缩至近干再用N₂吹干。用乙腈涡混溶解残渣并定容至2.0mL，将2.0mL溶液转移至吸附剂中净化，涡混2min，5000r/min离心3min，用一次性注射器吸取上清液，过0.45µm滤膜，用于气相色谱-质谱测定。

1.3气相色谱质谱测定条件

1.3.1气相色谱条件

色谱柱：DB-5MS(30m×0.25 mm×0.25μm)，流速为1.0mL/min，进样量为1.0μL，不分流进样，进样口温度：270℃。检测器温度：250℃，升温程序：50℃保持2min，以25℃/min的速度升温至170℃，再以2℃每分钟的速度升温至230℃，再以10℃每分钟的速度升温至280℃，保持58min。

1.3.2质谱条件

NCI源，SIM扫描模式；离子源温度：200℃；氯酞酸甲酯的质谱参数见表1

表1氯酞酸甲酯的质谱参数

	保留时间(min)	定量离子	定性离子对
氯酞酸甲酯	12.41	332	330	334

1.4标准储备液和标准溶液的配制

本实验采用外标法定量。精确移取1000μg/mL氯酞酸甲酯标准溶液，用丙酮溶剂配制系列标准溶液，系列标准溶液浓度为0.01、0.05、0.1、0.2、0.5μg/mL。

2数学模型的建立

茶叶样品中氯酞酸甲酯含量的计算公式为：

式中：X为样品中氯酞酸甲酯的含量，mg/kg；

C从标准工作曲线上查出的试样溶液中氯酞酸甲酯的质量浓度，单位：μg/ml；

V为样品定容体积，mL；

m为试样质量，g;

f为回收率因子。

3不确定度分量的主要来源分析及评定

根据数学模型及实验过程，气相色谱串联质谱测定茶叶中氯酞酸甲酯残留量的不确定度主要来源于：校准过程的标准不确定度，样品前处理过程产生的不确定度，测量重复性引入的不确定度，回收率因子引入的不确定度。

4不确定度评定

4.1校准过程的标准不确定度

4.1.1标准物质引入的不确定度

根据标准物质证书，氯酞酸甲酯标准溶液浓度为1000 μg/mL，证书提供的不确定度为±3% μg/mL（k=2），则相对不确定度为：

4.1.2标准工作液配制过程引入的不确定度评定

精确移取1000μg/mL氯酞酸甲酯标准溶液1mL于100mL容量瓶中，用丙酮定容，配制成浓度为10μg/mL的标准储备液，使用梯度稀释用丙酮定容至10mL容量瓶配制成0.01、0.05、0.1、0.2、0.5μg/mL，5种浓度的工作溶液，得到最终标准工作溶液。配制过程中不确定度主要有玻璃量器。配制过程中玻璃仪器容量允差（α）按照JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》及JJG646-2006《移液器检定规程》规定，按照矩形分布考虑，

， 。

玻璃量器、移液管的检定均在20℃下进行，标准溶液稀释配制过程中温度控制在（20±5）℃，可通过温度范围和体积膨胀系数，计算由温度波动引入的不确定度。由于玻璃的膨胀系数远小于液体的，所以对于玻璃的膨胀系数可以忽略不计。标准工作溶液是用丙酮配制，丙酮在20℃时的膨胀系数为1.49×10 mL/℃，u(T)= ，综上可得， ，具体计算情况见表2。

表2标准溶液配制中玻璃量器引起的不确定度

标准溶液配制过程中,由玻璃量器引入的相对不确定为:

序号	玻璃量具	容量允差	标准不确定度	标准不确定度	相对标准不确定度
1	10mL容量瓶A级(使用5次)		0.0115	0.0430	0.0140
2	100mL容量瓶A级(使用1次)	100	0.0577	0.4301	0.0433
3	1mL单标吸量管(使用2次)		0.0040	0.0043	0.0058
4	2mL单标吸量管(使用1次)		0.0058	0.0086	0.0073
5	5mL单标吸量管(使用3次)		0.0087	0.0215	0.0103

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4.1.3最小二乘法拟合标准工作曲线引入的不确定度

用最小二乘法拟合标准溶液质量浓度-峰面积曲线，分别测定5种质量浓度的氯酞酸甲酯标准溶液0.01、0.05、0.1、0.2、0.5μg/mL，每个浓度测定3次，以氯酞酸甲酯浓度为横坐标X,氯酞酸甲酯峰面积值为纵坐标 Y, 使用最小二乘法进行线性拟合,得到回归方程Y=25439633.518491X，相关系数为0.9980具体结果见表3。

得到相应的峰面积A，测定结果见表

表3最小二乘法拟合标准溶液浓度-峰面积结果

氯酞酸甲酯浓度 (μg/mL)	氯酞酸甲酯峰面积 平均值/n=3	标准曲线及拟合系数
0.01	306362	Y=25439633.518491X
0.05	1469330
0.1	2919119
0.2	5707268
0.5	12376275

取粉碎后样品，分别称7份10.00g于100mL塑料离心管中，一份作为空白样品，其余六份样品分别加0.5μg/mL氯酞酸甲酯标准溶液1mL，则样品中氯酞酸甲酯含量为0.050mg/kg。运用该曲线对茶叶加标样品及空白样品进行测定，被测茶叶样品的测定次数为6，即p=6，则标准曲线拟合得标准不确定度

=0.00476

其中：

为标准溶液各质量浓度点测定的峰面积值；

s为标准溶液待测物质信号残差的标准差，s=229379.285；

m为标准溶液重复测定次数m= 3；

b为标准曲线的斜率，b=25439633.518491；

a为标准曲线的截距，a=0；

p为茶叶样品测定次数，p=6；

n为标准溶液浓度点个数，n=5；

c₀为对样品测定6次的平均浓度为0.2566μg/mL；

为标准使用液的平均浓度，0.172μg/mL；

为标液浓度，μg/mL；

则标准曲线拟合引入的相对标准不确定度：

0.0185

_{因此，校准过程产生的相对标准不确定度为：}

=0.0620

4.2样品前处理过程产生的不确定度

4.2.1称量样品的引入

试样质量的不确定度主要由天平的最大允许误差构成，使用的天平的最小分度为0.01g，JJG539-1997《数字指示秤》规定，天平最大允许误差为±0.01g，服从矩形分布，取包含因子 ，标准不确定度为：

，

样品的称样量为10.00g时，则相对标准不确定度为：

。

4.2.2校准量器的引入

样品前处理过程中使用20mL单标吸量管1次，2mL单标吸量管1次，校准量器的引入的相对不确定度见表4

表4校准量器的引入的不确定度

玻璃量具	最大允差/mL	标准不确定度	相对标准不确定度
20mL单标吸量管(A级)	±0.030	0.0173
2 mL单标吸量管(A级)	±0.010	0.0057

由表4中的数据，合成前处理过程中，校准量器引入的相对不确定度为：

因此，样品前处理过程引入的相对标准不确定度为

=0.00302

4.3测量重复性引入的不确定度

由于测量重复性引入的不确定度属于A类不确定度，要求对样品重复检测6次以上。本次实验重复检测6次，检测结果X_i分别为:0.0509mg/kg，0.0512mg/kg，0.0515mg/kg，0.0519mg/kg，0.0513mg/kg，0.0509mg/kg。平均值X为0.0512mg/kg。实验标准差 0.00039mg/kg，则测量重复性引入的相对标准不确定度 0.00310

4.4回收率因子引入的不确定度

因样品前处理过程中氯酞酸甲酯的损失，通过在阴性茶叶样品中添加氯酞酸甲酯(质量浓度0.5μg/mL)，则样品中氯酞酸甲酯含量为0.050mg/kg，计算加标回收率。实验结果得到，本法加标回收率测定6次，回收率在101.8%-103.8%，平均回收率为102.6%。加标回收率的不确定度按JJF1059-2012中，得到回收率的标准偏差0.00764，则标准不确定度为 ，则相对标准不确定度为：

。

4.5相对标准不确定度各分量汇总

考虑待测组分含量，样品前处理过程，样品称取，回收率因子的差异，各相对标准不确定度见表5

表5相对标准不确定度分量

序号	代号	不确定度来源	标准不确定度
1		校准过程	0.0620
2		测量重复性	0.00310
3		样品前处理	0.00302
4		回收率因子	0.00303

4.6合成标准不确定度评定

_由表5中各标准不确定度合成样茶叶品中氯酞酸甲酯含量结果的相对标准不确定度为：

4.7扩展不确定度评定

按照一般惯例，取包含因子k=2，则相对扩展不确定度为 ×2=0.1244，由实验数据的平均值计算的茶叶样品中氯酞酸甲酯含量最佳估算值为0.050mg/kg，扩展不确定度U=0.1244×0.050mg/kg=0.00622mg/kg≈0.006mg/kg，因此气相色谱质谱法测定茶叶中氯酞酸甲酯含量X为0.050±0.006mg/kg，k=2。

5结论

以气相色谱质谱法定量测定茶叶中氯酞酸甲酯含量，讨论了茶叶中氯酞酸甲酯含量测定的不确定度的主要来源及其各不确定度分量的评定方法。当取样量为10.00g，k=2(95%置信度)，测量茶叶中的氯酞酸甲酯含量结果为(0.050±0.006)mg/kg。本次不确定度评定主要从标准物质，标准溶液的配制，标准工作曲线的拟合，样品称取，以及回收率因子等方面对不确定度进行评定。从各个不确定度分量来看，校准过程及测量重复性对扩展不确定度的影响较大，而样品前处理以及回收率因子的不确定度对不确定度的来源影响较小。

参考文献

[1]陈子明;樊能廷.除草剂敌草索的合成[J].河北化工,2001,(02):39-40.

[2]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. GB 2763-2021 食品安全国家标准食品中农药最大残留限量 [S]. 北京:中国标准出版社,2017:45-54.