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捍 卫 生 活 品 质 推 动 产 业 升 级计量与检测74轻工标准与质量2023 年第 4 期5-亚乙基-2-降冰片烯在油脂食品模拟物中迁移量测定的不确定度评定郭泽瑾 张左夫 李煜（广东省汕头市质量计量监督检测所，广东汕头 515000）摘要：根据 GB 31604.53-2022 气相色谱-质谱法测定食品接触材料中 5-亚乙基-2-降冰片烯的迁移量，以橄榄油为模拟物，对塑料制品中 5-亚乙基-2-降冰片烯的迁移量进行了测定，并通过建立数学模型，评估了测定结果的不确定度。研究表明，不确定度的主要来源是标准曲线配制。当试样与橄榄油的接触面积体积比为 6，并在 70温度下迁移 2 h，5-亚乙基-2-降冰片烯在橄榄油中迁移量测定结果为 0.109 mg/kg，测定结果扩展不确定度为 0.008 mg/kg（k=2）。关键词：不确定度；迁移量；5-亚乙基-2-降冰片烯；气相色谱-质谱法中图分类号：O657.7+1 文献标志码：A DOI：10.19541/ki.issn 1004-4108.2023.04.0185-亚乙基-2-降冰片烯（5-ethylene-2-norbornene，简称 ENB）是一种有强烈的松油脂气味的无色液体，是由1,3-丁二烯与环戊二烯发生 Diels-Alder 双烯加成反应再异构化而制得，有顺、反式两种异构体，可作为改性材料应用于聚丙烯树脂、聚乙烯树脂的合成，具有防水、耐冲击、耐化学药品等性能1,2。但对水生生物有毒并具有长期影响，长期或反复高浓度接触会对器官造成损害，并能引起过敏性皮肤反应3。GB 4806.6-2016食品安全国家标准 食品接触用塑料树脂规定了以丙烯、乙烯为主体的改性塑料中 ENB 的限量为 0.05 mg/kg4。2022 年 6月国家市场监督管理总局发布关于 ENB 迁移量测定标准GB 31604.53-2022食品安全国家标准 食品接触材料及制品 5-亚乙基-2-降冰片烯迁移量的测定5，并于 2022年 12 月 30 日实施，进一步规范、统一食品接触材料及制品中 ENB 迁移量的测定。笔者依据 GB 31604.53-2022 中的 ENB 迁移量测定方法，参考了 JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示6、JJF 1135-2005化学分析测量不确定度评定7和熊中强等8关于测量不确定度评定说明及应用实例，选用橄榄油为食品模拟物进行迁移试验，对塑料试样中 ENB 迁移量测定不确定度进行评定，分析影响测定结果的主要因素，为 ENB 在橄榄油中迁移量检测的质量控制提供科学依据。1 试验部分1.1 主要仪器与试剂仪器：美国安捷伦 7890B-5977C 型气相色谱-质谱联用仪；瑞士思特斯 PAL RSI 85 型自动进样器；FD56 型烘箱；Vortex-5 涡旋混合器；ME204 型电子天平（0.000 1 g）；JJ1000 型电子天平（0.01 g）；钢尺。试剂：ENB 标准物质购于上海安谱公司有证标准品，纯度 99.3%；正己烷为欧普森公司色谱纯试剂；橄榄油为麦克林公司药用级试剂。1.2 仪器工作条件自动进样器参数：加热箱温度 145；进样针温度 150；平衡时间 60 min；振摇速度 250 rpm；进样体积 1 mL。气相色谱仪参数：色谱柱为 Supelco-24217-U 柱（60 m0.32 mm1.8 m）；载气：氦气，柱流量为2 mL/min；进样口温度：280，分流进样，分流比 51；捍 卫 生 活 品 质 推 动 产 业 升 级计量与检测75轻工标准与质量2023 年第 4 期柱箱升温程序：40保持 1 min，以 40/min 的速率升温至 200，保持 10 min。质谱仪参数：离子源温度 230；四级杆温度 150；传输线温度 280；溶剂延迟 4.2 min；选择离子采集模式，定量离子 m/z 为 66，定性离子 m/z 为 91、105、120。1.3 标准溶液配制准确称取 ENB 标准物质 10.1 mg，用正己烷溶解并定容至 10 mL，制得 1 010 mg/L 的标准储备溶液。用正己烷逐级稀释标准储备溶液配制3.03 mg/L、6.06 mg/L、10.1 mg/L、30.3 mg/L、60.6 mg/L 标准工作溶液，在 5 只顶空瓶中加入5.0 g 橄榄油，用移液枪加入标准工作溶液各 0.05 mL，封盖后用 GC-MS 进行测定。以 ENB 的含量为横坐标，以对应的ENB 顺反异构体峰面积和为纵坐标，绘制标准曲线。1.4 样品溶液制备根据 GB 31604.1-2015食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验通则和 GB 5009.156-2016食品安全国家标准 食品接触材料及制品迁移试验预处理方法通则将塑料制品裁剪为 5 cm6 cm，按试样与橄榄油的接触面积体积比为 6 加入橄榄油食品模拟物，密封，在 70温度下迁移2 h。对于本试验方法，目前尚无典型阳性对照样品，本次研究的样品溶液制备过程是在空白试样加入含有 ENB 标准物质的橄榄油进行迁移试验，迁移试验结束后，取出空白试样，待浸泡液冷却至室温，称取 5.0 g 迁移后橄榄油食品模拟物至20 mL 顶空瓶中，立即封盖进行分析。2 建立数学模型与分析橄榄油食品模拟物中 ENB 含量即为被测量，测定数学模型如下：（1）其中：x 为试样中 ENB 迁移量（单位 mg/kg）；A 为试样中 ENB 的峰面积；b 为标准曲线的截距；k 为标准曲线的斜率；M 为在顶空瓶中橄榄油的质量（单位 g）。根据 ENB 迁移量计算公式，影响测定结果的不确定度因素主要为标准物质、在顶空瓶中橄榄油的称量、重复性试验，其中标准物质考察由标准品的纯度、标准工作溶液配制、标准工作曲线拟合过程引入的不确定度。3 不确定度分量的评定3.1 标准物质引入的标准不确定度 urel(S)3.1.1 标准物质纯度引入的不确定度根据 ENB 标准物质说明证书，其纯度 pur=99.3%，按矩形分布（）计算标准物质纯度引入相对标准不确定度。3.1.2 标准物质称量引入的不确定度称量标准物质所用天平为电子分析天平，最大允许误差为a1=0.000 1 g，ENB 标准物质称量为 m=0.010 1 g，天平称量两次（一次空盘调零，一次称样），按矩形分布（）计算标准物质称量引入标准不确定度：；相对标准不确定度：。3.1.3 标准工作曲线配制过程引入的不确定度将 1 010 mg/L 标准储备溶液按表 1 用正己烷在 5 只 10 mL容量瓶中配制标准系列工作溶液，再各取 0.05 mL 标准系列工作溶液于已装有 5.0 g 橄榄油的顶空瓶中，其配制过程中使用的容量瓶、移液器按三角分布（），分别计算各相对标准不确定度（结果如表 2 所示）。标准溶液配制所用容量瓶、移液器校准引入的相对标准不确定度：。3.1.4 标准曲线拟合引入的不确定度将5个不同浓度的标准系列工作溶液进行单次测定（n=5），以 ENB 的浓度为横坐标，以对应的 ENB 顺反异构体峰面积和为纵坐标，绘制标准曲线。拟合得到线性方程为表 1 标准工作溶液的配制标准工作溶液浓度（mg/L）移取溶液浓度（mg/L）移取体积（mL）定容体积（mL）3.0330.31106.0660.611010.11 0100.11030.31 0100.31060.61 0100.610捍 卫 生 活 品 质 推 动 产 业 升 级计量与检测76轻工标准与质量2023 年第 4 期y=72 107.26x+505.39，r2=0.999 9（如表 3 所示）。根据公式（2）计算 S(y)=700.09。对一样品溶液进行单次测定（p=1），结果为 x0=0.545 g，根据公式（3）计算拟合曲线引入的相对标准不确定度 urel(c)=0.019 9。（2）式中：n 为标准溶液总共测定次数；yi为各个标准浓度对应的峰面积；y为各个标准浓度代入线性方程计算出的理论值。（3）式中：x0为待测样品经标准曲线计算所得含量（单位g）；k 为校准曲线斜率；p 为样品测定测试；n 为标准溶液总共测定次数；x 为各个峰面积代入线性方程计算出的理论值（单位 g）；为标准曲线各点含量的平均值（单位 g）。综上由标准物质引入的相对标准不确定度为：3.2 样品称量引入的相对标准不确定度 urel(M)根据 1.4 小节中样品溶液制备，称取迁移试验后橄榄油质量为 5.02 g，精确至 0.01 g，电子天平最大允许误差为a2=0.01 g，天平称量两次（一次空盘调零，一次称样），按矩形分布（）计算称量引入标准不确定度：g；相对标准不确定度：。3.3 测定过程重复性引入的相对标准不确定度 urel(R)迁移试验过程中，在特定 S/V 及食品模拟物情况下，ENB测定结果受迁移时间、温度及样品随机性等因素影响，通过样品加标进行考察前处理影响因素的不确定度。以 PP 塑料制品为迁移试验样品，加入 100.00 g 橄榄油，加入 0.03 mL 1 010 mg/L ENB 标准溶液，进行 6 次平行测定（结果如表 4 所示）。按 A 类进行评定试验重复性引入的标准不确定度：；表 3 校正曲线曲线横坐标 xi（g）曲线纵坐标 yi直线方程理论值 x（g）理论值 y0.15211 994.94y=72 107.26 x+505.390.15911 429.640.89319 561.450.30321 839.71/0.29622 353.890.65264 378.170.50537 301.55/0.51036 919.560.35145 919.321.515108 962.69/1.504109 747.890.16616 540.403.030219 342.48/3.035218 990.393.74123 966.14均值=1.101/表 2 容量瓶、移液器校准不确定度容量瓶、移液器使用体积（mL）使用次数容量允许误差标准不确定度（mL）相对标准不确定度容量瓶1060.2%1 mL 移液器121.0%0.1 mL 移液器0.112.0%1 mL 移液器0.312.0%1 mL 移液器0.611.0%0.1 mL 移液器0.0553.0%下转第 89 页捍 卫 生 活 品 质 推 动 产 业 升 级计量与检测89轻工标准与质量2023 年第 4 期些影响因素不便计算，且对总不确定度的贡献度比较小，所以此次评估不纳入考虑。2.5 结果此次试验风道式净化系统测试装置上、下游采样处试验菌自然消亡率假设为 4.00%，则此次试验样品微生物过滤效率估计值为 89.01%91.23%。3 结论测量不确定度结果表达了实验室测试结果的可信程度。实验室在测试结果出现临界值、内部质量控制或客户有要求时，都需要报告测量不确定度5。本研究针对空气净化装置的微生物净化效率试验，分析了试验过程中的不确定度的重要来源，对重要来源进行分析、评定。从不确定度计算结果来看，上、下游菌落数计数结果重复测定过程引入的不确定度贡献最大，其次是菌悬液的配制过程和设备所引入的不确定度贡献。根据本研究不确定度评定方法，可以替换不同试验数据，计算不同范围试验结果的不确定度，由此判断试验结果的可信度。故在今后的检测试验中应加强质量控制和管理，使用的精密设备应经权威机构检定校准，设备检定校准结果和试验环境应更接近标准使用范围，检测技术人员应熟读标准方法依据，熟练操作各种精密设备，减少试验过程中的误差。参考文献1 奥维云网环电事业部.空净年度总结|2021 年空净市场年度总结 EB/OL.2022-10-01.https:/ JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 S.3 GB/T 34012-2017 通风系统用空气净化装置 S.4 中华人民共和国卫生部.消毒技术规范（2002 年版）Z.5 RB/T 214-2017 检验检测机构资质认定能力评价通用要求 S.相对标准不确定度：。表 4 加标回收试验结果（n=6）序号 项目123456橄榄油称样量（g）5.065.014.975.025.045.05测定结果（g）1.4801.5101.5551.5151.4101.465含量（mg/kg）0.2920.3010.3130.3020.2800.290平均值（mg/kg）0.297标准偏差（%）0.014 不确定度合成合成相对标准不确定度计算依据公式（4）：（4）得：。5 扩展不确定度橄榄油中 ENB 迁移量 mg/kg，折算标准不确定度 u(x)=0.1090.040=0.004 mg/kg，取包含因子 k=2，置信区间为 95%时，扩展不确定度 U(x)=ku(x)=0.08 mg/kg。6 结论在本次试验中，当迁移时间为 2 h、温度为 70，试样与橄榄油接触面积和与橄榄油接触质量比为 6 的情况下，塑料制品中 ENB 在橄榄油中迁移量测定结果可表示为（0.1090.008）mg/kg，k=2。通过本文不确定度分量计算结果可见，标准曲线配制、拟合过程和重复性试验引入的不确定度为主要来源，可通过使用精度更高的容量瓶和移液器，增加校准溶液测定次数，并进行平行试验，以减小测量不确定度，从而更好保证测定结果的可靠性。参考文献1 云洁.浅析石化产品乙叉降冰片烯的国内外研究进展 J.中国科技信息,2010(10):39-40+43.2 张亚杰,张朝明,杜丽媛,等.降冰片烯类化合物在高分子材料中的应用进展 J.化工新型材料,2016,44(07):21-23.3 ECHA.Substance InformationDB/OL.https:/echa.europa.eu/brief-profi le/-/briefprofi le/100.036.664.4 GB 4806.6-2016 食品安全国家标准 食品接触用塑料树脂 S.5 GB 31604.53-2022 食品安全国家标准 食品接触材料及制品 5-亚乙基-2-降冰片烯迁移量的测定 S.6 JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示 S.7 JJF 1135-2005 化学分析测量不确定度评定 S.8 熊中强,张媛媛,杜宇,等.气相色谱法测定高分子食品接触材料中抗氧剂含量的不确定度评定 J.计量与测试技术,2021,48(11):108-111.上接第 76 页