石墨炉原子吸收光谱法直接快速测定全血中的铅

2542中国卫生检验杂志2009年11月第19卷第11期Chinese Journal of Health Laboratory Technology， Nov 2009；Vol 19 No 11 【化学测定方法】 石墨炉原子吸收光谱法直接快速分析全血中的铅 欧阳云，宁红卫，张传禄 (湖南省桂阳县疾病预防控制中心，湖南桂阳 424400) [摘要] 目的：建立全血中铅的直接快速石墨炉原子吸收光谱分析方法。方法：石墨炉原子吸收光谱仪经优化条件后以硝酸和 TritonX -100作为样品稀释液，用磷酸二氢铵作化学改进剂，横向加热塞曼扣除背景，石墨炉原子吸收光谱法直接自动进样测定。结果：分析标准牛血 GBW(E)090033、090035中铅的含量，测定结果与标准值相吻合，11次空白测量检出限为1.29 ug/L，特征浓度为0.33 pg/L/1%A，样品最低检出质量浓度为 2.13 pg/L，线性范围为0.00~50.0 ug/L，相对标准偏差(RSD)为 0.043%~0.67%。样品连续6d测定的相对标准偏差(RSD)为1.23%~6.54%，加标回收率为98.6%~104.6%。结论：本法灵敏度高，重复性好，结果准确可靠，基底干扰效应小，自动化程度高，操作简便。 [关键词] 石墨炉原子吸收光谱法；全血；铅 [中图分类号] 0657.31 [文献标识码] A [文章编号] 1004-8685(2009)11-2542-03 Directly and rapidly analysising lead in whole blood by graphite furnace atomic absorp-tion spectrometry OU Yang-yun， NING Hong-wei， ZHANG Chuan-lu(Guiyang Center for Disease Control and Prevention， Guiyang 424400 ，China) Abstract Objective：To establish the method of analysising the lead in the whole blood by graphite furnace atomic absorptionspectrometry (AAS) directly and rapidly. Methods： The atomic absorption spectrometer was optimized， Nitric acid and TritonX-100 dealed with the sample dilution， Ammonium dihydrogen phosphate(ADP) acted as the basal body improver， then transversalheated the Zee -man and deduct the background， the sample was automatic sampling and the lead was detected by AAS. Results：Analying the contents of lead in standard ox blood GBW(E) 090033， 090035 coincided with the certified value . Sample introduc-tion 1ul， the lowest detected mass concentration was 2. 13 pg/L， the linear range was 0. 00~50.0 ug/L. the relative standard de-viation(RSD) was 0.043%~0.67% ，the sample was dected continuously in six days and the relative standard deviation was1.23%~6.54%，the recovery rate of adding standard ox blood was 98.6%~104.6%. Conclusion：This methed has higher sen-sitivity， better reproducibility and the result is exact. The interference of basal body is fewer and the operation is convenient. [Key words Graphite furnace atomic absorption spectrometry； GFAAS； Whole blood； Lead 随着工业化进程的高速发展，铅中毒已引起人们普遍的重视，对血铅主动性要求检测越来越多，血铅检测方法有阳极溶出伏安法、微分电位溶出法6红细胞原卟啉法、石墨炉原子吸收法光谱法2~4，71、ICP-MS法15，8J等，其中石墨炉原子吸收光谱法是目前检测血铅的标准方法之一，也是最具有权威性的分析方法，但在实验过程，铅也是极易受到污染的元素之一，样品前处理过程越多，污染机会就越高。 为了适应检测需要，减少操作过程，控制污染环节，提高工作效率，降低实验室分析成本，本方法旨在建立快速、简易、真正实现无人看守的高度自动化全血中铅分析方法，适宜于大批量样品的快速分析。 材料与方法 1.1 仪器与试剂 [作者简介] 欧阳云(1971-)，男，主管技师，主要从事仪器分析与理化检验工作。 ZEEnit700 原子吸收分光光度计(德国耶拿公司)，带MPE60 自动进样装置，德国耶拿普通热解涂层石墨管及铅元素空心阴极灯。硝酸(优级纯)； TritonX-100；NH，H，PO(优级纯)；铅标准溶液：1000 ug/ml(国家标准物质中心提供)，用1%硝酸逐级稀释；最终铅的标准使用液用0.1% TritonX-100+1%HNO，配制成50.0 ug/L。所有用水均为高纯水，容器均用30%硝酸浸泡过夜后用高纯水冲洗后烘干。 1.2 实验方法 1.2.1 样品采集与处理 采血部位依次用肥皂水、0.2%HNO，、高纯水、络合碘、75%酒精清洗消毒后用肝素锂抗凝管采集静脉血 2ml，随即充分混匀。每批次血样用0.1% Tri-tonX-100+1%HNO，2 ml 采集至肝素锂抗凝管内，作为试剂空白和采血过程质控备用，全血样置4℃冰箱7d内分析。 1.2.2 仪器工作条件 铅波长283.3 nm，光谱通带宽0.8 nm，灯电流4 mA，负高压260V，保护气体氩气 Max(自动调零和原子化时停气)，积分模式：峰面积，积分时间2.5s，分析模式：单光束，磁场强度：2磁场0.8T，石墨炉升温程序见表1。 表1 石墨炉升温程序 NO 功能 温度 升温 保持 时间 Ar气 任务 (℃) (℃/s) (s) (s) AZs Int[s] Inj E/P 干燥 90 5 20 31 Max 干燥 105 20 25 Max 干燥 110 10 12.5 Max 灰化 750 250 10 10.8 Max AZ 750 0 4 停止 0 3.7 原子化 1250 1500 3.4 停止 除残 2300 500 6.8 Max 1.2.3 空白质控实验 为了保证检测过程的准确可靠，控制污染过程，每次检测前对所用的玻璃器皿、样品杯、试剂等进行空白检测，当空白检测峰面积吸收峰<0.015 时，方可进行标准曲线和样品的检测工作。 1.2.4 标准曲线 最终铅的标准使用液用0.1% TritonX -100+1%HNO， 配制成 50.0 pg/L，设定标准点为5点，自动配制成0.00、10.00、20.00、30.00、40.00、50.00 ug/L标准系列，自动设置取样体积，用5 pl1%NHH，PO4 作化学改进剂，每点测定3次，峰面积积分，非线性回归，标准系列测定的相对标准偏差为0.043%~0.67%。回归方程为 Abs =(K+K，×Cone)/(1+K， x Cone)；K =0.057082，K，=0.013525，K，=0.004940，相关系数为r=0.9998，仪器自动计算出检出下限、上限。 1.2.5 样品测定 准确吸取 100 p.l 抗凝全血用900 p.l0.1%TritonX-100+1%HNO，于样品杯中直接稀释10倍后充分混匀，对于铅作业人员宜稀释20~40倍后使用，进样20 pl，用5 pl 1%NHH，PO作化学改进剂，按仪器设定条件直接进样测定。每次测定时以标准血样和标准溶液各做质控点，在分析样前和每分析10份样品后测定一次质控样，如有偏离设置仪器自动停止测定，待重新制定标准曲线后测定。更换石墨管时需重新制定标准曲线。 2 结果与讨论 2.1 样品稀释液浓度的优化 为了保证样品测定的灵敏度、重复性，稳定背景吸收峰(背景吸收峰在3A以内不干扰样品峰)，延长石墨管的寿命，采用1%硝酸和0.1% TritonX-100混合液时，样品溶液呈棕红色透明清亮，无沉淀凝固现象，测定的灵敏度、准确性较好，见图1、图2。 图1 TritionX-100 浓度对样品吸光度的影响 图2 硝酸浓度对样品吸光度的影响 2.2 仪器测定条件的最佳优化 2.2.1 灰化和原子化的优化 以10倍稀释后的全血样进行灰化和原子化温度的选择，灰化温度在600℃~950℃之间进行，原子化1100℃~1700℃之间进行，递增温度均为50℃，见图3。 石墨炉控制 图3 灰化、原子化温度选择 从图3中选择最佳结果为灰化750℃，原子化1250℃。 2.2.2 基底改进剂及浓度的选择 石墨炉的基底改进剂主要有钯盐、抗坏血酸、磷酸二氢铵1，1等，由于钯盐价格贵，且残留量高，对石墨管的使用不利，抗坏血酸稳定性差不易保存，磷酸二氢铵是常用的测铅化学改进剂，可提高灰化和原子化的温度，从图3中也可看出铅的信号稳定，并且无残留。硝酸的存在有利于破坏红细胞，使其释放铅成硝酸盐，并减少血液中氯化物的干扰，当硝酸浓度大于1.5%时，稀释血液样浑浊、使蛋白质凝固，易阻塞自动进样毛细管，不利于直接吸样测定，且影响石墨管的寿命。试验表明以1%硝酸和0.1% Tri-tonX-100 混合液为最佳选择。 2.2.2 石墨管和塞曼强度的选择 选择耶拿公司的普通石墨管和平台石墨管(均为热解涂层管)对测定结果无明显影响，且平台石墨管价格高于普通管，基于实验成本原因，宜选择普通管即可，普通管使用寿命在1500 次左右，能一次分析完成450 份样品的测定任务，塞曼强度选择2磁场和3磁场，分别从 0.7T到1.0T优化，当磁场大于0.8T时，峰形稳定，无明显变化，故选择2磁场0.8T。 2.3 空白检出限及特征浓度测量 以样品稀释液进样连续测定11次，仪器自动计算出空白检出限为1.29 ug/L，特征浓度为0.33 ug/L/1%A，按最小进样量为1pl时计算，方法的最低检出质量浓度为2. 13 ug/L。 2.4 精密度和准确度试验 2.4.1 用国家标准全血样和样品连续测定6d，进行精密度试验，结果见表2、表3。 表2 国家标准全血样方法精密度试验(n=6) 标准物质编号 标准值及不确 测得值(pg/L) 平均值 RSD 定度(pg/L) 1 2 3 4 5 6 (ug/L) (%) GBW(E)09033 51±11 42.9 45.143.8 46.250.1 49.8 46.3 6.54 GBW(E)09035 203±20 208.5209.4198.7210.5200.3199.66 204.5 2.69 表3 全血样方法精密度试验(n=6) 样品 测得值(ug/L) 平均值 RSD 编号 2 3 5 6 (ug/L) (%) 125.3120.5127.6121.9 124.5 126.7 124.4 2.20 2 76.0 75.0 81.9 79.2 75.6 77.3 77.5 3.38 3 298.6300.8 299.6307.8297.8302.4 301.3 1.23 2.4.2 对4份样品进行回收率试验，结果见表4。 表4 方法的回收率结果(ug/L) 样品号 本底值 加入量 测得值 回收率 (ug/L) (ug/L) (ug/L) (%) 65.7 100.0 164.3 98.6 2 124.4 100.0 225.7 101.3 3 77.5 100.0 178.2 100.7 213.7 100.0 318.3 104.6 (上接第2539页) 法检测到甲氰菊酯时，不能排除联苯菊酯存在。此时应通过改变色谱柱或改用 GC/MS 来确定联苯菊酯或甲氰菊酯。 2.2.4检出限及最低检出浓度由表1可见，本方法检出限为0.0037~0.012 ug/ml，最低检出质量浓度为0.0037~0.012 mg/kg，满足蔬菜中拟除虫菊酯农药残留测定的需要，符合国家食品卫生标准的要求。对于更低含量的样品，可以采用先浓缩一定体积(比如15ml)的提取液至2ml，然后再净化的方法，可以获得更低的最低检出浓度。 3小结 本法采用乙酸乙酯-QuEChERS气相色谱法检测大白菜中拟除虫菊酯农药残留，有效降低检测成本，且具有精密度和灵敏度高、操作简单、分析速度快等优点，适合没有 GC/MS 或LC/MS的普通实验室使用，可作为一种经济实用的分析方法应用于蔬菜中痕量拟除虫菊酯农药残留的常规检测，为蔬菜中拟除虫菊酯农药残留的监测提供技术参考。 ( [参考文献] ) ( [ 1]陈剑刚，朱克先，张亦庸，等.固相萃取一气相色谱一质谱联用测 定水体中拟除虫菊酯残留[J].现代预防医学，2005，32(6)：648- 650. ) ( [ 2]张存政，徐金男，骆爱 兰 ，等.菊酯类农药在梨中的多残留测定方 ) 3 小结 本方法测定血铅严格控制操作步骤，样品处理简单，待测样品、化学改进剂、稀释液均为分别放置，采用石墨管内混合稀释，减少了操作过程中铅的污染几率121，通过国家标准全血和样品的分析，样品测定峰形稳定，基底效应小，背景峰干扰少，结果准确可靠，设置仪器的自动化分析程序，实现了无人看守的实验操作过程，极大程度的减少了检验人员的工作量，提高了分析速度，适合于大批量样品的全自动分析。 ( [参考文献] ) ( [1 ] WS/T18-1996.尿中铅的石墨炉原子吸收光谱测定方法[S]. ) ( [2]蒋炜，唐洪，刘中春，等.干法灰化石墨炉原子吸收光谱法测定全血铅[J ] .中国卫生检验杂志，2008，18(3)：464-465. ) ( [3] WS/T174-1999.血中铅、镉的石墨炉原子吸收光谱测定方法 [S]. ) ( [4] WS/T20-1996.血中铅的石墨炉原子吸收光谱测定方法[S]. ) ( [5]林立，陈玉红.电感耦合等离子体质谱法直接分析全血中的铅和 镉[J].中国卫生检验杂志，2008，18(5)：808-809. ) ( [6]吕晓虹.微分电位溶出法直接稀释测定尿铅的研究[J].中国卫 生检验杂志，2006，16(7)：879. ) ( [7]陈忆文，彭谦，赵飞蓉.不同基体改进剂在石墨炉原子吸收法直接检测尿铅的应用研究[J].中国卫生检验杂志，2006，16(2)：177- 178. ) ( [8]毛红，刘丽萍，张妮娜，等.应用 ICP - MS 与 AAS 测定食品中铅镉铜方法研究及比较[J].中国卫生检验杂志，2007，17(11)：1954- 1955. ) ( (收稿日期：2009-06-11) ) ( 法研究[J].现代农药，2004，3(4)：16-18. ) ( [3 ] Anastassiades M， Le l lotay SJ， Stajnbaher D， et al. 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