正己烷中联苯菊酯溶液研制

郭杏娇 邓 聪 李艳玲 段江涛

（山东中科睿谱技术有限公司，山东 济南 250000）

0 引言

联苯菊酯是拟除虫菊酯类农药，具有杀虫谱广、高效、低残留、低毒和对作物安全等特点。而农药的不合理使用会导致农产品中的农药残留超标，影响消费者的身体健康及生命安全。检测果蔬中的联苯菊酯残留量对保护人类健康具有十分重要的意义。

鉴于此，笔者公司研制了正己烷中联苯菊酯溶液标准物质（100 mg/L）［1］，用来检测果蔬中联苯菊酯的残留量是否超标，确保食品安全。

1 试验设备与试剂

XS204型电子天平（梅特勒托利多科技（中国）有限公司）；GC-2010 Pro气相色谱仪（岛津企业管理（中国）有限公司）；HW-1028恒温箱（沈阳市医疗设备厂）；FXB303-0电热恒温培养箱（上海树立仪器仪表有限公司）；HPLC级正己烷（上海安谱实验科技股份有限公司）。

2 样品制备

按照原料证书中的使用要求，首先进行前处理。确认天平室温湿度符合要求后，称取0.020 07 g联苯菊酯农药纯度标准物质。将称量舟中的原料转移到200 mL容量瓶中，超声使其完全溶解。

继续添加正己烷至刻度线以下2 cm左右，盖上瓶塞。放置于20℃恒温箱恒温1 h后，定容并充分摇匀。将正己烷中联苯菊酯溶液分装于2 mL棕色玻璃安瓿瓶中，每瓶分装约1.2 mL。

3 测量方法

本次研制的正己烷中联苯菊酯溶液标准物质采用准确的测量方法进行均匀性检测、稳定性检测及对配制值进行核验。因此，笔者公司对测量方法进行了优化。

参考《农药分析手册》，使用岛津GC-2010Pro型气相色谱仪，气相色谱仪具有氢火焰离子化检测器（FID）。对色谱柱、柱流速、柱温、分流比进行了优化，优化后的条件如下。

气相色谱仪：具有氢火焰离子化检测器（FID）；色谱柱：30 m×0.25 mmHP-5毛细管柱，膜厚0.25µm；气化室温度：270℃；检测器温度：270℃；柱温：240℃；气体流量：载气（N2）1.5 mL/min，氢气40 mL/min，空气400 mL/min。

为保证测量方法满足标准物质的检测要求，对优化后的方法进行必要的确认。最终确认本方法的专属性、检出限、定量限、测量重复性、期间精密度、线性均能满足检测要求。

4 均匀性检验

4.1 试验方法

均匀性评估严格执行《标准物质定值的通用原则及统计学原理》等技术规范［2］的有关要求。当总体单元数≤200时，抽取11瓶。采用单点比对法，每瓶测定3次。

4.2 统计分析方法

本次研制的标准溶液的均匀性检验采用单因素方差分析法。

总均值可表示为式（1）。

总进样次数可表示为式（2）。

组间差方和可表示为式（3）。

组内差方和可表示为式（4）。

记组间自由度ν1=m-1（），组内自由度ν2=N-m（），则组间方差和组内方差可表示为式（5）。

统计量F可用式（6）表示。

该统计量是自由度（ν1，ν2）的F分布变量。

根据自由度（ν1，ν2）及给定的显著性水平α，可由F表查得临界的Fα值。若F＜Fα，则认为组内与组间无明显差异，样品是均匀的；若F≥Fα，则怀疑各组间有系统差异，即样品之间存在差异。记这个差异的标准偏差为SH，则S2H表示为式（7）。

当各ni均相同且均为n时，则式（7）变为式（8）和式（9）。

本报告以平均值的试验标准差（SH=ubb）作为均匀性引入的不确定度。

4.3 结果分析

正己烷中联苯菊酯溶液均匀性数据见表1。均匀性检验结果表明，F试验值小于F临界值，组内与组间无显著性差异，从而可以判定本次研制的正己烷中联苯菊酯溶液是均匀的。均匀性引入的不确定采用式（9）进行计算，最终得到均匀性引入的不确定度为0.398%。

表1 正己烷中联苯菊酯溶液均匀性数据表

5 稳定性检验

5.1 试验方法

根据《标准物质定值的通用原则及统计学原理》，采用经典稳定性评估［2］试验。运输稳定性模拟极端条件，将样品分别放在高温（50℃）和冷冻（-20℃）条件下，保存12 d，在不同的时间间隔随机取样3瓶进行测定。长期稳定性设置储存条件为冷藏（2~8℃）、避光，在不同的时间，每次随机取3瓶进行测定。

5.2 统计分析方法

使用趋势分析法对数据进行处理，检验浓度值是否随时间变化。以X代表时间，以Y代表标准物质的浓度值，拟合成一条直线。

斜率β1可用式（10）表示。

截距β0可用式（11）表示。

直线上每点的标准偏差为s，s2可用式（12）表示。

斜率的不确定度s（β1）表示为式（13）。

根据自由度（n-2）及给定置信概率p=0.95，由表查得临界t（0.95，n-2）值。

若｜β1｜＜t（0.95，n-2）·s（β1），则认为斜率是不显著的，可判定标准物质在监测期间内是稳定的，无明显上升或下降趋势，反之则不稳定。

给定保存期限X，不稳定性引入的不确定度贡献为us=s（β1）·X，s（β1）为斜率的不确定度。

5.3 结果分析

稳定性研究可采用浓度值随时间的变化曲线及线性回归法来判断是否具有单一方向变化趋势。若按时间顺序进行测量的结果在此时间内稳定，无明显上升或下降趋势，可判定标准物质在监测期间内是稳定的，反之则不稳定。该测定时间可作为标准物质的有效期，据此给出有效期限。正己烷中联苯菊酯溶液稳定性数据见表2。

表2 正己烷中联苯菊酯溶液稳定性数据表

通过t-检验法评估可知，正己烷中联苯菊酯溶液（100 mg/L）在冷藏（2~8℃）避光储存条件、高温和冷冻两种模拟运输条件下，均能满足｜β1｜＜t（0.95，n-2）·s（β1），斜率不显著，结果随机分布，未见明显单一方向上升或下降趋势，说明在冷藏（2~8℃）、避光储存条件下，6个月内是稳定的，在高温和冷冻两种模拟运输条件下，12 d内是稳定的。

6 标准值的确定

本次研制的正己烷中联苯菊酯溶液按照重量-容量法进行制备，以制备值作为标准值。最终的标准值按照式（14）进行计算。

式中：C为正己烷中联苯菊酯溶液质量浓度，mg/L；m为联苯菊酯的质量，g；P为联苯菊酯的纯度，99.6%；V为标准溶液定容体积，200 mL。

正己烷中联苯菊酯溶液的称量质量为0.020 07 g，根据式（14）计算可得，正己烷中联苯菊酯溶液的质量浓度为99.949 mg/L，按四舍五入法进行修约，得到的标准值为100 mg/L。

7 不确定度的评定

7.1 标准物质纯度引入的不确定度

证书给出的纯度为99.6%，相对扩展不确定度为0.5%（k=2），所以相对标准不确定度为u P（re l）=0.5%/2=0.25%。

7.2 溶液配制过程引入的不确定度

7.2.1 天平称量不确定度。正己烷中联苯菊酯溶液的称量质量为0.020 07 g，根据天平的检定证书，最大允许差为±0.05 mg。对20 mg的砝码重复称量10次，计算出天平的称量变动性为0.006 mg。

净重由两次称量操作所得，一次为皮重，一次为毛重。每一次称重均为独立观测结果，故计算两次不确定度为0.042 mg。纯品称重为20.07 mg，由此引入的天平称量的不确定度为um（re l）=0.042/20.07×100%=0.210%。

7.2.2 容量瓶定容引入的不确定度。

①容量瓶体积

检定证书给出的A级容量瓶的容量允差为±0.15 mL，假定呈三角形分布，容量瓶引入的相对不确定度为。

②温度不同产生的不确定度

实验室定容时允许的温度差为±3℃，忽略玻璃膨胀系数的影响，由于20℃时正己烷的体积膨胀系数为0.001 37，因此产生的体积变化为200×3×0.001 37=0.822 mL，假定呈均匀分布，则此项引入的不确定度为。

③重复定容

将水充满200 mL的容量瓶至刻度线并称量，计算重复定容体积引入的不确定度为0.008%。则得到容量瓶定容引入不确定度为：

本次研制的正己烷中联苯菊酯溶液配制过程引入的不确定度为：

7.3 溶液不均匀性、不稳定性引入的不确定度

不均匀性引入的不确定度，在本报告第4章节已评估。不稳定性引入的不确定度在本报告第5章已评估。

将以上不确定度进行合成，则得到合成不确定度。扩展不确定度Urel由合成不确定度uCR M，rel乘包含因子2扩展后得到，扩展不确定度Urel=1.269%×2=2.538%。

8 比对验证

将实验室研制的正己烷中联苯菊酯溶液与北京北方伟业计量技术研究院研制的正己烷中联苯菊酯溶液（编号为GBW（E）083321）进行比对验证。

根据试验结果，按照式（15）计算|En|。

式中：x表示本实验室研制的正己烷中联苯菊酯溶液的测量值；x0表示国家二级标准物质正己烷中联苯菊酯溶液的标准值；U rel表示本实验室研制的正己烷中联苯菊酯溶液的扩展不确定度；U0表示国家二级标准物质正己烷中联苯菊酯溶液的扩展不确定度。

由以上计算可得，|En|＜1。说明本实验室制备的正己烷中联苯菊酯溶液量值准确，不确定度符合要求。

9 结语

本次研制的标准溶液可保证溯源，定值结果准确。最终研制的正己烷中联苯菊酯溶液的标准值为100 mg/L，相对扩展不确定度为3%（k=2），在冷藏（2~8℃）、避光条件下保存，有效期为6个月，并且均匀性良好。本次研制过程参考相关规范［3］要求编写成研制报告。