离子色谱法测定牛乳中硝酸盐的不确定度评定

  仪器网 ·  2012-07-14 23:42  ·  54426 次点击
硝酸盐是一种常见可致癌性物质,并且很容易因细菌作用被还原成亚硝酸盐,食用后可引起中毒。牛乳中往往含有硝酸盐,国家食品卫生标准把它定为牛乳的重要指标之一,因此在生产实践中应该按国家有关规定添加。离子色谱法现已逐渐应用于牛乳中硝酸盐的定量测定,根据JJF1059-1999《测量不确定度评价与表示》,结合测定方法和数学模型,本文对离子色谱法测定牛乳中硝酸盐的结果进行不确定度评定,并对其影响因素逐项分析,为方法优化和评定测量结果质量提供科学依据。
1测量方法及数学模型
1.1测量方法
称量样品2.000g,加入1mL3%乙酸溶液,以去离子水定容至10mL,混匀,放置5min后,离心10min(7000r/min),取上清液以4mL/min的速度依次通过备用的固相萃取柱和0.22μm滤膜,弃去前3mL滤液,收集剩余样品滤液至样品瓶中,用美国Dionex公司DX-600型离子色谱仪测定。同时测定标准系列,以峰面积和硝酸盐浓度绘制标准曲线,外标法定量。
色谱柱:AS11-HC(2mm)(包括分析柱和保护柱);流动相:DIONEXEG50EluentGeneratorKOH罐,KOH24mM;流速:0.38mL/min;进样量:10μL。
1.2数学模型
计算公式:C=c×v/m式中,C试样中被测组分的含量,mg/kg;c由标准曲线得到样品溶液中被测组分的含量,μg/mL;v样品溶液定容体积,mL;m样品质量,g。样品测定过程中的不确定度除结果计算公式中c、v和m因子影响外,样品的均匀性和代表性、进样的重复性、处理过程的一致性及液相色谱仪响应值和积分面积重复性等因素对测定结果产生影响,公式中应加入其修正因子frep,则数学模型
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从测定方法和数学模型可以看出,各影响参数相互独立,合成标准不确定度可用相对标准不确定度进行合成,根据JJF1059-1999,样品的相对标准合成不确定度计算公式为
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2测量不确定度分量主要来源
从测量过程和数学模型分析,牛乳中硝酸盐含量测定的不确定度来源可归纳为以下几方面。
2.1重复测定引入的不确定度u1
包括样品的均匀性和代表性、进样的重复性、处理过程的一致性及离子色谱仪响应值和积分面积重复性等因素引入的不确定度。
2.2样品称量引入的不确定度u2
2.3样品定容和进样体积引入的不确定度u3主要包括:a容量瓶校准产生的不确定度;b移液管校准产生的不确定度;c自动进样针产生的不确定度;d温度变化产生的不确定度。
2.4标准溶液引入的不确定度u4主要包括:a标准物质引入的不确定度;b标准溶液配置过程中量器校准产生的不确定度;c标准溶液配置过程中温度变化产生的不确定度。
2.5标准曲线(曲线回归)引入的不确定度u5
3各分量不确定度评定
3.1重复测定引入的不确定度u1,属A类,应用贝赛尔法评定。按照实验方法对样品平行测定10次(n=10)(见表1)
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3.2样品称量的不确定度u2
应用分度值为1mg的天平,称量样品2.000g,天平检定证书给出U=2mgK=2,属于B类不确定度,按均匀分布转化成标准不确定度,则
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3.3样品定容和进样体积引入的不确定度u3
3.3.110mL容量瓶体积的不确定度u3.1根据JJG196-2006《常用玻璃量具检定规程》10mL容量瓶检定后给出的允许误差为±0.02mL,属于B类不确定度,按三角分布转化成标准不确定度
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3.3.21mL移液管体积的不确定度u3.2根据JJG196-2006《常用玻璃量具检定规程》1mL移液管检定后给出的允许误差为±0.007mL,属于B类不确定度,按三角分布转化成标准不确定度
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3.3.310μL进样针体积的不确定度u3.310μL进样针检定后给出的允许误差为1%,属于B类不确定度,按三角分布转化成标准不确定度
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3.3.4温度变化带来的体积不确定度u3.4设温度变化为3℃,该温度引起的不确定度可通过估算温度范围和体积膨胀系数计算,液体的体积膨胀明显大于容量瓶的体积膨胀,因此只需考虑前者即可。即ΔT=3,水的体积膨胀系数α=2.1×10-4℃,设温度变化为均匀分布,则ΔT×α/[attach]50603[/attach]
为相对标准偏差
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3.4硝酸盐标准溶液的不确定度u4
3.4.1硝酸盐标准物质引入的不确定度u4.1硝酸盐标准物质证书给出其扩展不确定度为0.7%,属B类不确定度,按均匀分布转化成标准不确定度,故u4.1=0.7%/3×100%=0.40%。
3.4.2标准溶液配置过程中量器校准产生的不确定度u4.2(1)10mL容量瓶体积的不确定度u4.2.1,按3.3.1方法,则u4.2.1=0.12%;(2)5mL移液管体积的不确定度u4.2.2。根据JJG196-2006《常用玻璃量具检定规程》5mL移液管检定后给出的允许误差为±0.015mL,属于B类不确定度,按三角分布转化成标准不确定度
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3.4.3温度变化带来的体积不确定度u4.3同3.3.4,则u4.3=0.036%。
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3.5标准曲线(曲线回归)的不确定度u5
3.5.1硝酸盐标准曲线绘制用硝酸盐标准溶液配置标准系列浓度5.00μg/mL、10.0μg/mL、20.0μg/mL,绘制标准曲线,三种浓度标准溶液分别测定3次,溶液浓度及对应色谱峰面积(A)(见表2)。
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采用最小二乘法对上述数据进行回归处理,得到回归方程:A=0.101c-0.048。其中,截距a=-0.048,斜率b=0.101,相关系数r=0.9999,根据线性最小二乘法拟合回归方程,在所有需要考虑的不确定度来源中,峰面积A的随机变化最显著,其他方面的不确定度与峰面积A的不确定度相比通常是很小的,可以忽略,所以标准工作曲线不确定度计算程序仅仅与峰面积不确定度有关,与校准溶液不确定度无关也不与从同一溶液中逐次稀释产生必然的相关性。
3.5.2计算回归直线标准偏差S和硝酸盐标准溶液浓度的差方和Sx
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式中,Aij第i个浓度点第j次测定峰面积;a+bCi按回归方程计算得出的第i点峰面积;n标准溶液浓度点;m每个浓度点重复测定次数;Ci第i点浓度值。
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3.5.3计算标准曲线的相对标准不确定度u(c)
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式中,cx样品浓度。
3.6合成不确定度评定
将上述不确定度分量列表3。
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3.7扩展不确定度评定
取包含因子k=2(95%的置信概率),则扩展不确定度为U=kucx=2×1.21%=2.42%。
4结果表示
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不确定度结果Ucx=8.46×2.42%=0.20mg/kg。离子色谱法测定牛乳中硝酸盐含量,当取样量为2g时,k=2(95%的置信概率),测量结果为(8.46+0.20)mg/kg。
来源:《现代仪器》,转载请注明出处-仪器信息网(www.cncal.com)

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