人尿中汞含量检测方案(原子吸收光谱)

PerkinElmerFor the BetterPerkinElmer80 周年用户论文集 PerkinElmerPerkinElmer80 周年用户论文集For the Better 化学雾化冷原子吸收法测定人尿中的汞含量 曹骁 (.杭州市余杭区质量计量监测中心，浙江杭州 311100) 摘要：目的建立一种化学雾化冷原子吸收光谱法测定人尿中汞含量的方法。方法样品经加酸定容处理后，通过对介质酸度、硼氢化钠浓度、载气流速的优化，直接测定人尿中汞的含量。结果在选定的条件下，该方法的检出限(3o)为 0.038ug/L， 回归方程： y=0.06749x+0.00562，线性范围：0~5.0pg/L， 回收率95.2~104.8%，相对标准偏差(RSD， n=7) 为1.46~3.23%。结论本方法准确、可靠、无记忆效应，适合大批量人尿中汞的简便快速测定。 关键词：化学雾化法；冷原子吸收法；汞；尿液 Determination of Hg in Human Urine by Chemical Atomizer ColdAtomic Absorption Spectroscopy CAO Xiao (Yuhang District Hangzhou of Supervising&Testing Center for Quality And Measurement，Zhejiang， Hangzhou，311100) Abstract： Objective To establish a chemical atomization cool atomic absorption spectrometry method todeterminate concentration of Hg in human urine. Method The samples were treated with acid solution， through themedium acidity， concentration of sodium borohydride， carrier gas flow rate and other factors affecting the optimization， can be directly for determination of Hg in human urine. Results In the selected conditions， thedetection limit (3o) of this method was 0.038ug/L， the regression equation was y=0.06749x+0.00562， and thelinear range was0~5.0ug/L， the recoveries of Hg from spiked samples was 95.2~104.8%， with relative standarddeviation (RSD) was 1.46~3.23%(RSD，n=7). Conclusion This method is accurate，reliable， no memory effect，suitable for rapid determination of Hg in large quantities of human urine. Key words： chemical atomizer； cold atomic absorption spectrometry； mercury； urine 汞作为重要的工业原材料，在生产中被广泛应用，人们对汞的接触也日趋增多，其引发的中毒事件屡见不鲜，如汞矿工人利用汞从矿石中提取金矿所引起的慢性汞中毒等。在日常生活中如水银温度计、血压计等为普通人群所接触!21，也增加了人们汞中毒的风险。 汞作为唯一一种在常温下呈液态的金属，在空气中稳定，常温下具有较强的挥发性，蒸发出剧毒的汞蒸气并经呼吸道进入人体，造成危害③。尽快排出人体内的汞是治疗汞中毒的有效途径，据报道，人体内有2/3的汞是经肾脏排泄4，尿汞排泄量占人体总汞排出量的70%。因此，尿中汞含量是衡量人体汞中毒程度的指标，简便、准确检测尿汞含量对汞中毒的诊断、治疗起着关键性的作用15。 目前，测定人尿中汞含量的方法主要有氢化物原子荧光光谱法[6-7]，电感耦合等离子体质谱法，石墨炉原子吸收光谱法等。这些方法的样品通常需经过湿法消化或者微波消解1101等前处理，费时费力，且极易污染和损失。而刘祖强等人研究的直接测汞法1则需要实验室添置新的仪器设备，不易推广。化学雾化冷原子吸收法仅需对人尿样品进行酸化定容后通过微型化学原子化器112进行样品雾化，将雾化样品中的 Hg 离子还原成金属 Hg，在T型石英原子化器内对还原后的金属 Hg 进行冷原子吸收测定，本方法仅需在原有的原.子吸收仪上添置微型化学原子化器即可实现。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1试剂 汞标准溶液 (1000ug/mL)国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院(GSB G 62069-90) ；冻干人尿汞质量控制样品(ZK020-1、ZK020-2)中国疾病预防控制中心职业卫生与中毒控制所；硝酸(UP级)苏州晶瑞化学股份有限公司；氢氧化钠(GR)、硼氢化钠(≥98.5%) 国药集团化学试剂有限公司；实验用水：美国PALL公司 MK2 超纯水装置生产的一级实验用水。 1.1.2仪器 AA 700 原子吸收光度计、汞元素无极放电灯(珀金埃尔默企业管理(上海)有限公司)；MCA-202微型化学原子子器12(龚治湘)。 1.2方法 1.2.1试剂配制 所用玻璃器皿均经硝酸(体积比1：4)浸泡过夜，使用前用超纯水洗净。硼氢化钠采用25g/L 氢氧化钠溶液现用现配。 1.2.2标准溶液配制 汞标准使用液(100ug/L)：使用汞标准溶液(1000ug/mL)逐级稀释至标准使用液(100ug/L)，备用。 分别吸取0、0.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL汞标准使用液(100ug/L)于1组50mL容量瓶中，用4%硝酸定容，摇匀静置，该组溶液即为0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ug/L浓度的汞标准系列溶液。 1.2.3样品前处理 取正常人体尿液，加入1%硝酸保存。测试前准确吸取 10.0mL样品至25mL容量瓶中，用4%硝酸定容，摇匀静置，待测。 1.2.4仪器条件 将 AA700 原子吸收光度计测定方式设置成 MHS模式，且不点火加热，设定下列仪器条件：汞元素无极放电灯电流：185mA；波长选择：253.7nm；狭缝：i： 0.7L；积分方式：峰面积法；积分时间：25s；延迟时间： 2s。 2结果与分析 2.1实验条件优化 2.1.1载气流速的影响 氩气作为载气，其流速会直接影响被测物质 Hg 从雾化器中带出的速度和进入原子化反应器中停留的时间。流速过小，则不易将被测物质 Hg 快速带入原子化器内；载气的流速过大，则会将被测物质 Hg 快速带离原子化器，使其的信号减弱。图1的结果表明：5.0ug/L 的汞标液在其它条件固定后，当载气流量在 400-500mL/min 之间时，吸光度基本稳定。当流量大于 500mL/min 时，其吸光度开始逐渐下降，最终选择氩气流速为 400mL/min。 图1氩气流速的影响 Fig.1 Effect of flow rate of carrier gas on the absorbance of the reaction system 2.1.2硝酸浓度的影响 硝酸的浓度是影响反应效率的重要因素。通过考察在选定条件下， 5ug/L Hg标准溶液在不同体积分数(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0%)的硝酸溶液中的吸光度，来确定最佳的硝酸浓度。图2的结果表明：硝酸体积分数在 3-5%时，汞的吸光度达到稳定值，硝酸体积分数小于2%时，该方法吸光度下降明显；硝酸体积分数大于5%时，汞的吸光度随着硝酸浓度的上升而下降。综合考虑，本研究选取体积分数为4%的硝酸进行实验。 图2硝酸浓度的影响 Fig.2 Effect of HNO3 concentration on the absorbance of the reaction system 2.1.3硼氢化钠浓度的影响 硼氢化钠作为还原剂在实验中起到非常重要的作用。NaBH4浓度过低，还原效果差，反应缓慢不完全，测试结果吸光度低；而浓度过高则易产生大量气泡，造成吸光度不稳定。硼氢化钠浓度的影响结果见图3 (5ug/L Hg标准溶液为实验对象)。结果表明，通过改变硼氢化钠质量浓度(10、15、20、25、30、35、40g/L)，发现汞的吸光度随着硼氢化钠质量浓度的增大而增大，当硼氢化钠质量浓度达到 25g/L后，汞的吸光度趋于稳定，而硼氢化钠质量浓度大于30g/L后，吸光度变化不明显。本研究最终选择质量浓度为 25g/L 的硼氢化钠作为还原剂。 图3硼氢化钠浓度对吸光度的影响 Fig.3 Effect of NaBH4 concentration on the absorbance of the reaction system 2.2线性范围和检出限 在选定实验条件下，测定汞标准溶液， 以测定3次吸光度的平均值为纵坐标，汞标准溶液浓度为横坐标，建立相关标准曲线，其回归方程为： y=0.06749x+0.00562， R=0.9994，线性范围0ug/L~5.0ug/L。对试验空白溶液进行连续11次测定，用3倍空白标准偏差除以标准曲线斜率计算本方法的检出限(3o)为 0.038ug/L， 证明该方法的检出限非常低。 2.4 精密度与回收率 选取3个浓度的正常人类尿液按方法要求作精密度试验，结果可见表1，计算该方法的精密度(RSD， n=7)为：J：11.46~3.23%。 表1精密度测试 Table 1Precision Test 尿样编号 1 2 3 4 5 6 7 RSD/ (%) 1 0.372 0.386 0.368 0.399 0.371 0.384 0.365 3.23 2 1.675 1.762 1.746 1.687 1.751 1.749 1.762 2.10 3 2.336 2.384 2.310 2.309 2.284 2.298 2.345 1.46 对3个不同浓度的样品经前处理后，加入不同浓度的 Hg标准溶液，计算回收率。从表2结果看出，因该方法实验过程中只涉及到取样与定容，未运用湿法消解、微波消化等前处理方法，所以该方法的加标回收率极高：95.2~104.8%。 表2样品测定与回收率 Table 2 Sample determination and recovery 尿样编 本底浓度 加标浓度 加标测得值 回收量 回收率 号 (ug/L) (ug/L) (ug/L) (ug/L) (%) 0.854 0.476 95.2 0.378 0.50 0.902 0.524 104.8 0.871 0.493 98.6 3.680 1.947 97.4 2 1.733 2.0 3.717 1.984 99.2 3.738 2.005 100.3 5.296 2.973 99.1 3 2.323 3.0 5.338 2.985 99.5 5.317 2.964 98.8 2.5质量控制实验 取冻干人尿汞质量控制样品 ZK020-1、ZK020-2各1瓶，待样品恢复至室温后，按照说明书操作，加入5mL超纯水，混匀静置待测。选择最佳的实验条件，对ZK020-1、ZK020- 2样品分别稀释10倍后测定浓度为 35.4ug/L 和 50.1ug/L， 与该质控样证书上的提供的中位值(35.7=+2.5) ug/L、(49.0=+4.2) ug/L接近，证明该方法准确有效。 3结论 经实验得出：：化学雾化冷原子吸收测汞法几乎无需对尿样进行前处理，较微波消解法、湿法消解法具有操作简便、精密度好、灵敏度和回收率高等特点，值得推广使用。 ( 参考文献 ) ( [1] Zheng H，JinYL. 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ZL2 0 0420084256.7 ) 1.2.3 样品前处理取正常人体尿液，加入1%硝酸保存。测试前准确吸取10.0mL 样品至25mL 容量瓶中，用4%硝酸定容，摇匀静置，待测。1.2.4 仪器条件将AA700 原子吸收光度计测定方式设置成MHS 模式，且不点火加热，设定下列仪器条件：汞元素无极放电灯电流：185mA；波长选择：253.7nm；狭缝：0.7L；积分方式：峰面积法；积分时间：25s；延迟时间：2s。