钼是植物和动物体内不可缺少及替代的微量元素之一[1]。钼的主要来源是矿石，钼能够有效提高植物的抗病性、抗逆性[2]，增强植物对氮磷元素的吸收利用率[3]，在农业上应用较多。但摄入过量钼对植物会产生不利影响[1]，还会随着食物链由植物转移到动物体内。钼元素是体内嘌呤代谢、含硫氨基酸代谢过程中3种关键酶发挥生物活力的必需因子[4]。过量的钼对小肠吸收铜、铁具有抑制作用，还可干扰机体体内的生理代谢，导致机体出现动脉硬化、结石、皮肤病等的风险[5-7]。有研究发现，钼含量对微生物的生长代谢也具有关键性作用[8-10]。作为制糖副产物，甘蔗糖蜜含有丰富的营养物质，常用作青贮饲料、肥料以及微生物培养原料。准确测定糖蜜中钼含量能够更加合理化利用甘蔗糖蜜。目前有关钼的测定主要针对矿石及食品，对糖蜜这种不属于食品范畴但又与食品息息相关的产品中钼含量的检测虽有文献涉及，但仅简单测定了其含量，未对其进行不确定度的评定。不确定度评定是对检测数据客观性的评价，可反映测定结果的置信度和准确度[11-12]。本研究参考GB 5009.268—2016[13]中ICP-MS法测定甘蔗糖蜜中钼的含量，根据JJF 1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》[14]分析该法测量不确定度中各分量的影响，发现影响结果的主要因素，建立ICP-MS测定甘蔗糖蜜中钼含量结果不确定度的评定方法，为检测结果的准确性提供参考。1材料与方法1.1试验试剂硝酸（分析纯，默克）、Internal Standard Mix1（Spex CertiPrep）、超纯水（电阻率≥18.2 ΜΩ·cm，自制）、钼单元素溶液标准物质（GBW(E)080218中国计量科学研究院）。硝酸溶液：准确量取50 mL硝酸缓慢加入950 mL超纯水，混匀。1.2试验仪器G-400智能控温电加热器（上海屹尧仪器科技发展有限公司）、TOPEX+微波消解仪（上海屹尧仪器科技发展有限公司）、ICAP RQ电感耦合等离子体质谱仪（赛默飞世尔科技）。1.3试验方法1.3.1样品配制1.3.1.1标准系列溶液配制1 mg/L钼元素标准储备液：移液管准确移取1 mL钼元素溶液标准物质（100 mg/L）于100 mL容量瓶中，硝酸溶液定容。50 µg/L钼元素标准工作液：移液管准确移取5 mL 1 mg/L钼元素标准储备液于100 mL容量瓶中，硝酸溶液定容至刻度。标准曲线系列溶液：分别移取0、0.10、0.50、1.00、3.00、5.00 mL的50 µg/L钼元素标准工作液于6个50 mL容量瓶，硝酸溶液定容至刻度，摇匀。1.3.1.2内标溶液配制取0.2 mL Internal Standard Mix1（10 mg/L），硝酸溶液定容至100 mL，得20 μg/L的内标使用液。1.3.1.3试样溶液的制备称取甘蔗糖蜜样品0.4~0.5 g于微波消解内罐，加入8 mL硝酸，加盖放置于100 ℃控温电加热器上30 min。冷却后的消解罐放入外罐，旋紧罐盖进行消解，样品微波消解条件见表1。消解结束后取出，于通风橱中缓慢打开外罐罐盖排气。消解罐放在100 ℃控温电加热器上30 min。冷却至室温，使用超纯水分多次将消解液洗入100 mL容量瓶，用超纯水定容，做空白试验。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.026.T001表1样品微波消解条件步骤控制温度/℃保温时间/min18022120231502418025200301.3.2仪器分析条件采用Thermo的型号为ICAP RQ的电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）检测，特征指标如下：射频功率1 550 W；冷却气流量14.0 L/min；辅助气流量0.8 L/min；雾化气流量1.03 L/min；分析泵速40 r/min；碰撞气类型：高纯氦气；碰撞气流量5.0118 mL/min；雾化室温度2.7 ℃；采样深度5 mm；采集模式：跳峰；分析模式：KED；重复次数：5次。1.3.3标准曲线的绘制将配制好的系列标准工作溶液进行检测，测定目标元素95Mo和内标元素72Ge的信号响应值。以钼标准溶液的浓度为横坐标，95Mo与72Ge的响应信号值的比为纵坐标，绘制标准曲线。1.3.4试样的测定将稀释后的空白溶液及试样溶液分别注入ICP-MS中，测定95Mo和72Ge的信号响应值，根据标准曲线得到消解液中待测元素的浓度。1.3.5建立数学模型甘蔗糖蜜中钼含量计算公式为：X=(ρ-ρ0)×V×f1 000×m (1)式中：X为试样中钼元素的含量（mg/kg）；ρ为试样溶液中钼含量（µg/L）；ρ0为空白溶液中钼含量（µg/L）；V为样品定容体积（mL）；f为试样稀释倍数（取500）；m为试样的质量（g）；1 000为换算系数。2结果与分析2.1不确定度来源分析2.1.1样品称量引入的不确定度urel（m）试样称取约0.5 g，每一次称量均有随机变化和天平校准带来的不确定度。天平校准自身具两个不确定度来源：灵敏性和线性。由于使用同一台天平，故由灵敏度带来的不确定度忽略不计。2.1.2样品前处理引入的不确定度urel（处）本试验采用加标回收率评估样品前处理过程引入的不确定度。2.1.3样品重复测定引入的不确定度urel（X）本试验采用6次独立重复试验测定结果评估样品重复测定引入的不确定度。2.1.4标准曲线拟合引入的不确定度urel（拟）使用线性最小二乘法拟合曲线并计算样品处理液中钼含量，前提是假定横坐标的量的不确定度远低于纵坐标的量的不确定度。因此浓度的不确定度计算仅与待测元素与所选内标元素响应信号值的比值有关，而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。2.1.5标准溶液本身及配制过程引入的不确定度urel（标）2.2不确定度的评定2.2.1样品称量引入的不确定度urel（m）本试验所使用的万分之一天平，最大称样量Max=220 g，天平最小分度值d=0.1 mg，最大允许差e=10d=10×0.1=1.0 mg；假设按矩形分布[15]，则称量引入的标准不确定度为：u(m)=1.0/23=0.288 7 mg。当甘蔗糖蜜称样质量为0.520 0 g时，称量的相对标准不确定度为：urel(m)=0.000 288 7/0.520 0=0.000 555 2。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.026.T002表2甘蔗糖蜜试样6次平行测定数据项目称样质量/g定容体积/mL溶液中钼浓度/(µg/L)样品含量/(mg/kg)10.552 11001.685 00.303 720.521 01001.563 10.298 430.496 91001.467 80.293 740.505 61001.547 10.304 450.498 61001.441 40.287 460.545 71001.616 50.294 7试样溶液中钼浓度平均值1.553 5称样质量平均值0.520 0样品含量平均值0.297注：样品含量的标准偏差s=∑i=1 n(Xi-X¯)2n-1=0.006 462 mg/kg。2.2.2消解液定容过程引入的不确定度urel（定）所使用的各类量具均在20 ℃校准，实验室温度在±2 ℃波动，该影响造成的不确定度可通过估算温度范围和体积膨胀系数进行计算[15-16]。由于容量瓶的体积膨胀明显低于液体的体积膨胀，故不再考虑前者。稀酸的体积膨胀系数由水的替代，水的膨胀系数为2.1×10-4 ℃。温度产生的标准不确定度为：u1(V)=100×2×2.1×10-4/3=0.024 25 mL。样品消解液用100 mL的塑料容量瓶定容，其最大允许误差为±0.2 mL，按矩形分布考虑，容量瓶容量允差产生的标准不确定度为：u2(V)=0.2/3=0.115 5 mL。由消解液定容产生的标准不确定度为：u(定)=0.024 252+0.115 52 =0.118 0 mL。相对标准不确定度：urel(定)=0.118 0/100=0.001 180。2.2.3样品重复测定引入的不确定度urel（X）样品重复性检测标准偏差的计算公式为：s=∑i=1n(Xi-X¯)2n-1=0.006 462 mg/kg。样品重复性检测标准不确定度为：u(X)=Sn=0.006 4626=0.002 638 mg/kg。样品重复测定引入的相对标准不确定度为：urel(X)=u(X) X¯=0.002 6380.297=0.008 882。2.2.4标准曲线拟合引入的不确定度urel（拟）标准曲线是通过对空白和标准系列进行3次重复次定，测得Mo和内标Ge的响应值，算出响应值比值Mo/Ge，标准系列溶液测定结果见表3。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.026.T003表3标准系列溶液测定结果次数c标Yi平均值Y¯曲线模拟响应值Y(Yi-Y)2(c标-c标¯)2100.001 40.001 40.002 50.000 001 122.5620.001 50.000 001 0530.001 30.000 001 4240.10.051 70.051 60.052 40.000 000 402.2550.050 70.000 002 6960.052 50.000 000 0270.50.255 00.256 40.251 80.000 010 601.2180.255 80.000 016 2390.258 60.000 046 391010.492 20.499 20.501 00.000 076 630.36110.506 40.00002880120.499 00.000 004 121331.509 11.495 11.498 00.000 122 111.96141.505 20.000 051 37151.471 20.000 718 071652.519 42.496 42.495 00.000 594 7611.56172.494 10.000 000 79182.475 80.000 367 19c¯1.600 000∑(Yi-Y)20.002 044∑(c标-c标¯)219.900 00018个标准系列的试验数据用最小二乘法拟合的校准曲线为：Y=0.498 5C+0.002 5 R2=1.000 0。根据表3可得，拟合曲线的剩余标准差：SY=∑in(Yi-Y)2n-2=0.002 04418-2=0.011 30。标准曲线拟合的标准不确定度u(Y)= SYb1n+1p+(ρ样¯-c标¯ )2∑(c标-c标¯)2=0.011 300.498 516+118+(1.554-1.6)219.9=0.010 69 μg/L。式中：SY为拟合曲线的剩余标准差；b为斜率；n为样品重复测定次数（n=6）；p为标准溶液的重复测定次数（6个点，每点重复测定3次，n=18）；c标为标准溶液各点钼浓度；ρ样为重复测定样品消解液的平均钼浓度（μg/L）。由标准曲线拟合引入的相对标准不确定度urel(拟)=u(Y)ρ样=0.010 691.554=0.006 879。2.2.5标准物质的不确定度urel（标）钼元素标准溶液由中国计量科学研究院提供，具有溯源性，浓度为100 mg/L，扩展不确定度（k=2）为1%，则相对标准不确定度为：urel(钼)=1%2=0.005。配制标准溶液系列所用的移液管和容量瓶见表4[16]。每种仪器的不确定度度主要有3个来源：仪器校准、使用时环境温度和玻璃仪器的重复性。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2022.17.026.T004表4标准系列配制过程量具标准造成的不确定度玻璃量具校准造成的不确定度温度造成的不确定度校准和温度两因素造成的不确定度的合成相对标准不确定度最大允差/mL标准不确定度标准不确定度计算公式标准不确定度1 mL刻度吸管A级±0.0080.004 6191×2×2.1×10-4/30.000 2420.004 625ur1=0.004 6255 mL刻度吸管A级±0.0250.014 4345×2×2.1×10-4/30.001 2120.014 485ur2=0.002 89710 mL刻度吸管A级±0.0500.028 86810×2×2.1×10-4/30.002 4250.028 970ur3=0.002 89750 mL单标线塑料容量瓶±0.1200.069 28250×2×2.1×10-4/30.012 1240.070 335ur4=0.001 407100 mL单标线塑料容量瓶±0.2000.115 470100×2×2.1×10-4/30.024 2490.117 989ur5=0.001 180所有的由重复性引起的不确定度统一在表3中进行考虑，此处不再考虑。由校准所造成的不确定度分量，查找每种量器对应的最大允差，并假定其为矩形分布，取k=3，可计算其不确定度。所使用的各类量具均在20 ℃校准，实验室温度在±2 ℃间波动，该影响引起的不确定度可通过估算温度范围和体积膨胀系数进行计算[16]。由于容量瓶的体积膨胀明显低于液体的体积膨胀，故不再考虑前者。稀酸的体积膨胀系数由水的替代，水的膨胀系数为2.1×10-4 ℃。各仪器的相对不确定度分量见表4。标准系列配制过程中共使用了3次1 mL刻度吸管、4次5 mL刻度吸管、6次50 mL容量瓶、2次100 mL容量瓶。由上述数据合成的相对不确定度为：urel(配)=3ur12+4ur22+6ur42+2ur52=0.010 60。由标准物质、玻璃量具的校准和温度变化的标准不确定度分量合成标准溶液的相对标准不确定度为：urel(标)=urel(钼)2+urel(配)2=0.0052+0.010 602=0.011 72。2.3测量不确定度的评定与报告相对合成标准的不确定度为：urel=urel(m)2+urel(定)2+urel(X)2+urel(拟)2+urel(标)2=0.000 552+0.001 182+0.008 882+0.006 882+0.011 722=0.016 29。合成标准不确定度：u=0.016 29×0.297=0.004 838 mg/kg。在95%的置信概率下，取包含因子k=2，依据JJF 1135—2005《化学分析测量不确定度评定》[17]，扩展不确定度为U=0.004 838 mg/kg×2=0.010 mg/kg结合上述分析，利用电感耦合等离子体质谱仪测定甘蔗糖蜜中钼元素含量的不确定度评定为：X=（0.297±0.010）mg/kg（k=2）。3讨论由上述各分量结果可知，甘蔗糖蜜钼含量的不确定度各分量贡献率大小依次为：标准品纯度及标曲配制（0.011 72）、重复性（0.008 88）、标准曲线拟合（0.006 88）、消解液定容（0.001 18）、样品称量（0.000 55）。近年来，ICP-MS越来越多的应用与元素含量测定中，涉及食品[18]、饲料[19]、肥料[20]、矿石[21]、土壤[22]、医药[23]等各个领域。有关ICP-MS测定各类样品中元素含量的不确定度评定的研究也逐渐增多[24-25]。与其他元素检测方法相比，ICP-MS法的样品前处理过程较为简单，多采用硝酸进行微波消解后，再进行赶酸、定容、稀释等步骤后直接上机测定即可。因此对其不确定度的评定主要集中于称量、定容、标准曲线、重复性等方面。蒋居琼等[26]、韩梦莎等[27]的研究结果显示，标曲拟合、重复性、标准溶液配制是不确定度的主要来源。本研究的计算结果也表明，ICP-MS法测定元素含量时，标准溶液配制、重复性、标曲拟合是不确定度的主要来源。标准溶液配制的不确定度较高，主要是由于标准曲线的配制使用了多次刻度移液管和B级塑料容量瓶，若采用单标线移液管和A级塑料容量瓶配制标准溶液，将会降低由此引入的不确定度，从而降低测量数据的不确定度。重复性和标曲拟合的不确定度较高主要由样品消解液的定容和仪器自身稳定性所引起。4结论本研究对电感耦合等离子体质谱仪测定甘蔗糖蜜中的钼含量进行了不确定度的评定。根据结果计算分析不确定度的主要来源为：标准溶液配制（0.011 72）、重复性（0.008 88）、标曲拟合（0.006 88）。通过对电感耦合等离子体质谱法测定甘蔗糖蜜中钼含量的不确定度进行评定，找出了影响不确定度的主要因素，对今后测量方法的优化提供了方向，以便提高测定结果的准确性。