微波消化技术在生物微量元素测定中的应用

微波消化技术在生物微量元素测定中的应用 计时华 钟鸣文 吕安生 （浙江医科大学卫生检测中心，杭州310009） 摘 要 用微波消化技术消化了多种食物样品。与传统的干、湿消化法相比，微波消化更加简单、快速、节省、沾污少、环境污染少。用原子吸收测定样品中的Fe,C.V＜2 % ，加标回收率为98 % ～100 % ，测定美国生物标准物质牛肝中的Fe的相对误差为0.3 % ,结果令人满意。 关键词：微波消化，微量元素 测定生物样品中微量元素时，常需事先消化样品，以破坏样品中的有机物。常用的消化方法有干法和湿法两种。干法通常是将样品放在马福炉内利用高温破坏样品中的有机物，其主要缺点是消化周期长，容易引起易挥发元素（如Se、Sb、As、Cd、Pb等）的损失。湿法消化是在加热的条件下，用强氧化剂如硝酸、硫酸、高氯酸等分解有机物，其主要缺点是不易消化完全，容易引起沾污，在消化过程中产生大量酸雾危害实验室环境和工作人员健康。本文采用微波消化食物样品，克服了上述缺点，取得满意结果。 1 材 料 与 方 法 1.1 仪器设备 MK - III型光纤压力自控密闭微波消解仪（上海新仪微波化学科技有限公司提供）；高压密闭消化罐（同上）；马福炉；电热板。 原子吸收分光光度计（AA - 680型、日本岛津）。 1.2 试剂 硝酸（优级纯）。 标准铁溶液：1g/L（北京冶金研究院）。 1.3 消化方法 准确称取一定量（0.5～2.0g）样品于消化罐的聚四氟乙烯内胆中，加入一定量的消化试剂晃动几次，使试样分散与消化试剂均匀接触。然后放入消化罐内，盖好盖子。将消化罐置于微波消化炉内的托盘上。根据不同样品设定微波加热功率、加热时间和压力大小，进行消化。消化完成后稍时冷却，取出待测。 干法和湿法消化按GB - 12396 - 90操作 1.4 测定 本文以Fe为观察指标，采用原子吸收法测定，按GB12396 - 90操作 2 结 果 与 讨 论 2.1 选择条件 一般以样品全溶、得到的样液无色透明为消化完全。为达此目的，选用的微波加热功率、加热时间、压力大小以及加入的酸的种类和数量可有多种组合，本文选用条件见表1。 表1 生物样品的微波消化条件 样品 取样量 /g 加HNO3量 /mL 加热功率 /W 加热时间 /min 压力 /MPa 人发 0.1 2 600 2 0.5 鼠肝（湿） 0.5 10 600 6 1.0 鼠肾（湿） 0.5 10 600 8 1.0 人全血 1.0ml 5 600 2 0.5 鸡蛋黄（热） 0.5 10 600 2 1.5 2 0.5 10 600 1.5 波菜（叶片） 1.0 10 600 1 1.0 波菜（匀浆） 1.0 10 600 1 1.0 牛奶 5ml 7ml 600 2 0.5 大米（粒） 1.0 8 600 1 0.5 大米（粒） 1.0 8 600 1 0.5 黑木耳（粉） 1.0 8 600 1 1.5 黑木耳（碎片） 1.0 8 600 1 1.5 2.2 效果考查 (1)微波能直接穿透样品的内部、里外同时加热，不需传热过程，瞬时可达较高温度，大大缩短了消化时间、表1内样品大都在1～2min内消化完全、比干法和湿法节约时间40 % ～90 % 。 （2） 微波在使样品发生内加热同时，还引起酸与样品之间较大的热对流,搅动并清除已消解的不活泼的样品的表层,促进酸与样品更有效地接触,使那些粒径较大的样品也能在短时间内消化,并与粉碎成粉末状或匀浆成糊状时的消化效果相同，如表1中的大米、波菜、黑木耳等样品。 （3） 微波消化样品时，微波使酸与样品充分接触，最大限度地发挥酸的作用。同时由于消化罐是密封的，避免了由于酸的挥发而造成的损失。故在微波消化中酸的消耗量很少。表1样品只有6～10mL，为一般湿法消化的一半或更少。消化时加入较少量的酸，减少由加入酸而带入的污染，提高测定结果的准确性，采用密闭消化罐消化还改变了一般湿法消化中产生的大量酸雾及氢、硫、氯等氧化物危害环境和工作人员健康的状况。 （4） 用作微波消化罐内胆的聚四氟乙烯材料可以透过微波而本身不加热，这就避免了干、湿消化中由于需要通过坩埚或玻璃器皿传热至样品而造成的能量损失。同时因仅仅是样品本身发热，而设备几乎不辐射热量，故避免了环境高温，改造了消化工作条件，更重要的是微波消化后，既可取出消化罐，移出消化好的样液进行测定。 （5）本法消化的表1样品经火焰原子吸收测定其中的Fe含量的C.V<2%（n=7）；1.0、2.0倍量加标回收率为98 % ～100 % ，与干法、湿法消化样品无显著差异。测定美国生物标准物质牛肝（NBS - SRM - 1577a）中的Fe时，相对误差为0.3 % 。