水中碘含量检测方案(等离子体质谱)

PerkinElmerFor the BetterPerkinElmer80 周年用户论文集 PerkinElmer80 周年用户论文集For the Better ICP-MS法与硫酸催催化法测定水碘的方法比较 王云，张国平，吴婷婷，蒋忠塘 晋城市疾病预防控制中心，山西 山城 048000 摘要：：目的探讨电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)与硫酸催化化法测定水碘的方法比较。方法用ICP-MS方法直接测定水中碘，以(In)作为内标元素电感耦合等离子体质谱法测定，标准曲线法定量；硫酸饰催化分光光度法测定水中碘化物含量，利用碘的质量浓度与相应吸光度的对数值的线性关系进行定量；同时用水中碘成份分析标准物质(GBW09113、GBW09114)作为质控样。结果纶经t检验，P>0.05，2种方法检测结果表示差异无统计学意义。结论硫酸饰催化法测定时需要根据不同浓度的样品配制相应的测定曲线，线性范围窄，操作比较繁琐。用 ICP-MS 测定水中碘含量线性范围宽、抗干扰能力强、测定周期短，完全满足分析的要求，适用于日常样品的检测。 关键词：电感耦合等离子体质谱法；硫酸饰催化法；水碘 碘是人体的必需微量元素，为卤族元素之一，碘在卤族元素中化学活性最弱，但仍可与大多数元素直接化合，并以化合物形式广泛存在于自然界。碘对体人来说，虽说含量极低，却很重要，一旦人体缺少了碘，就会发生一系列的病态，也就是所谓的“碘缺乏病”。水中碘含量能够反映一个地区环境中的碘的基础水平。 目前测定水碘的方法主要是硫酸饰催化分光光度法[1-2]，这种方法费时费力，测定周期长。近年来随着电感耦合等离子体质谱仪的普及， ICP-MS 法是一种快速的元素分析方法，尚未用于水碘的检测13-6]。本文分别采用 ICP-MS 法与硫酸饰催化法测定水碘的方法进行比较，结果表明：2种方法测定结果基本吻合，用ICP-MS 法测定水碘线性范围宽、操作简单、准确、快速，可应用于日常的检测工作。 1材料与方法 1.1仪器与试剂 NexION 300X电感耦合等离子体质谱仪(美国PerkinElmer 公司)；电子天平；紫外可见分光光度计(美国PerkinElmer 公司)；数字显示恒温水浴箱(天津市华北实验仪器有限公司)；基准碘化准试剂(批号：20141110)，去离子水(<1.0us/cm)，水中碘成分分析标准物质(国家碘缺乏病参照实验室，编号：GBW09113、GBW09114))、N8145051 质谱调谐液 Be、Ce， Fe， In， Li， Mg， Pb， U (1ug/L，批号：14-55GSX1)，内标溶液 In (1 000 ug/ml， 批号：14396)，内标溶液使用前用 1%HNO3稀释为 5.0 ug/L，浓硫酸(优级纯，批号：20150413)、氢氧化钠(优级纯，批号：20150505)、硫酸饰铵、过硫酸铵、氯化钠(优级纯，批号：20150427)、三氧化二砷。 1.2方法 1.2.1仪器工作参数 ICP-MS主要工作参数见表 1 表 1 ICP-MS 工作参数 仪器参数 数值 仪器参数 数值 发生器功率(W) 1300 雾化器 同心雾化器 雾化器流量(L/min) 0.93 采样锥/截取锥 镍锥 辅助器流量(L/min) 1.3 分析泵速 20rpm 等离子气体流量(L/min) 18 采集模式 单点跳峰 1.2.2工作曲线制作 1.2.2.1合感耦合等离子体质谱法根据元素测定的需要，取适量碘标准储备液，以纯水逐级稀释配制成标准系列溶液，浓度分别为1 ug/L、5ug/L、10 pg/L、50 pg/L、100 ug/L， 由三通分别连接样品管和内标管(内标采用"In)，样品测定过程中在线加入 20 ug/L 内标进行测定。 1.2.2.2硫酸法催化法分别配制低浓度水碘和中浓度水碘两个标准系列溶液，「浓度分别为0 ug/L、2 ug/L、4 ug/L、6 ug/L、8ug/L、10 ug/L和 0 ug/L、20 ug/L、40 ug/L、60 ug/L、80 pg/L、100 pg/L. 2结果 2.1线性关系和检出限 ICP-MS 方法中碘含量y与仪器响应值x之间的定量关系为 y=bx+a；硫酸饰催化法中碘浓度y与测得吸光度x之间的定量关系为y=b logx+a， 由于该方法为褪色反应，相关系数为负值。回归方程、相关系数及检出限见表2，。 表2 ICP-MS和硫酸饰催化法的线性方程、相关系数及检出限 方法 线性范围 回归方程 相关系数 检出限 (ug/L) (ug/L) ICP-MS v=2 786.68x-905.71 0.9999 0.042 硫酸铈 (0 ug/L~10 pg/L) y=-0.451logx-22.086 -0.999 6 0.2 催化法 (10 pg/L~100 pg/L) y=-25.541logx-103.534 -0.999 7 2.0 2.2样品结果取水碘样品6份，分别进行 ICP-MS 和硫酸饰催化法进行检测，由于本地区属于低水碘含量地区(T含量在0 ug/L~10 ug/L)， 没有Ⅰ含量在0 ug/L~100 ug/L的水样，本研究在已知6份水样中加入碘标准 50 ug/L 溶液进行检测，检测结果见表3和表4。经t检验时，2种方法检测结果差异无统计学意义(P>0.05)。 表3 ICP-MS和硫酸饰催化法(0ug/L~10 ug/L) 的检测结果比较(n=6) 样品号 ICP-MS 硫酸铈催化法 (pg/L) (0 pg/L~10 pg/L) 1 2.58 2.65 2 2.79 2.84 3 3.11 3.21 4 3.18 3.23 5 8.57 8.66 6 7.19 7.23 表4 ICP-MS和硫酸饰催化法(10 ug/L~100ug/L) 的检测结果比较(n=6) 样品号 ICP-MS 硫酸铈催化法 (ug/L) (0ug/L~100 ug/L) 1 52.96 53.89 2 54.01 54.92 3 55.02 55.29 4 54.98 55.13 5 58.92 59.82 58.68 58.79 2.3准确度和密密度试验为验证方法的准确性，在实际分析中，常用标准参考物质的检测结果来评价方法的准确度，本文分别对水中碘成分分析标准物质 (GBW09113、GBW09114)平行测定3次，取平均值作为检测结果，测定结果和标准参考值相符(表5)；为了解测定方法的精密度，分别对2种不同浓度的水样用 ICP-MS 进行了6次平行测定，结果见表 6。 表5方法准确度试验 标准物质 标准参考值 ICP-MS 硫酸铈催化法 硫酸铈催化法 (0 pg/L~10 pg/L) (10pg/L~100 pg/L) (ug/L) (ug/L) (ug/L) (ug/L) GBW09113 7.5+1.2 7.73 7.15 一 GBW09114 66±6 67.2 64.9 注：-表示质控样含量不在所测定的线性范围内，未进行测定。 表6 ICP-MS法精密度试验(n=6) 样品 ICP-MS (ug/L) 平均值 标准差 RSD 编号 (ug/L) (s) (%) 1 3.81 3.83 3.79 3.84 3.86 3.77 3.82 0.03 0.87 2 54.75 54.99 55.38 54.79 53.85 54.71 54.74 0.50 0.92 3结论 通过以上实验可以看出 ICP-MS 和硫酸饰催化法的测定结果基本吻合，用ICP-MS测定水中碘的线性范围宽，抗干扰能力强，测定周期短，操作简便快速，应用与实际样品的测定，完全满足分析的要求，结果满意。硫酸饰催化法测定时间长，线性范围窄，对于不同含量的碘需要配制对应浓度的试剂及曲线，需要重复测定，而且对于实验环境、器皿要求较高，增加了很大的工作量，而且在配制试剂时需要加入三氧化二砷配制亚砷酸，三氧化二砷是剧毒物质，如果使用不当容易造成安全隐患。综上所述，应用 ICP-MS 检测技术测定水中碘含量，可以简化前处理方法，适用于日常工作的检测。 ( 参考文献 ) ( [1]中华人民共和国卫生部. GB 5750—2006生活饮用水标准检验方法[S].北京：中国标准出版社，2006. ) ( [2]王海燕，刘列钧，李淑华，等.适合缺碘及高碘地区水碘检测的方法研究[J].中国地方病学杂志，2007， 26(3)：333-336. ) ( [3] 1 Robet Thomas， 李金英.ICP-MS实践指南[M] . 北京：原子能出版社，2007：152-176. ) ( [4] A.R.戴特， A.L.格雷.电感耦合等离子体质谱分析的应用[M].李金英，姚继军，译.北京：原子能出版社， 1998： 53-64. ) ( [5]李淑华，王海燕，李秀维.水碘检测试剂盒法与国家标准方法的对比[J].中国科技信息，2013(16)：51-52. ) ( [6 ] 顾妍丽，凌霞，徐志飞，等.水碘定量检测试剂盒测定低浓度水碘[J].中国卫生检验杂志，2013，23(16)： 3310-3315. ) ( [7]宁锐军.Excel 在水碘检测结果计算中的应用[].中国卫生检验杂志，2012，22(12)：3045-3046. )  1.1 仪器与试剂 NexION 300X 电感耦合等离子体质谱仪（美国PerkinElmer 公司）；电子天平；紫外可见分光光度计（美国PerkinElmer 公司）；数字显示恒温水浴箱（天津市华北实验仪器有限公司）；基准碘化钾试剂（批号：20141110），去离子水（＜1.0 μs/cm），水中碘成分分析标准物质（国家碘缺乏病参照实验室，编号：GBW09113、GBW09114）、N8145051 质谱调谐液Be、Ce，Fe，In，Li，Mg，Pb，U（1 μg/L，批号：14-55GSX1），内标溶液In（1 000 μg/ml，批号：14396），内标溶液使用前用1%HNO3稀释为5.0 μg/L，浓硫酸（优级纯，批号：20150413）、氢氧化钠（优级纯，批号：20150505）、硫酸铈铵、过硫酸铵、氯化钠（优级纯，批号：20150427）、三氧化二砷。