铝元素

金属铝（Al）以其独有的特性广泛应用于众多各领域。将Al与硅（Si）、铁（Fe）、铜（Cu）和锌（Zn）等元素结合制成铝合金，通常非铝添加元素占总合金重量的15％。与纯铝相比，铝合金的物理特性得到明显增强，如具有更好的强度，更优异的导电性和焊接性等；也可添加不同的量的其它元素，得到具有特殊性质的铝合金。铝的大多数工业应用为铝合金，鉴于铝合金应用广泛和组分多样，伦敦金属交易所（LME）列出了四种铝合金组成规格，主要用于欧洲、亚洲和北美。在所列规格中，主要添加组分是Si、Cu、Zn和Fe，占组成重量的百分比通常大于1％。因此，必须以比其它元素更高的精度来测定这四种元素。珀金埃尔默Avio 系列 ICP-OES是进行铝合金检测实验室的理想选择，可根据伦敦金属交易所的高水平和低水平铝合金规格要求测量铝合金中的添加元素。使用电荷耦合检测器（CCD），可同时提供背景和分析物测量；对于铝合金中的主要成分（高浓度添加元素）通过使用较长读取时间和线性插入法校准，可以获得±2%以内的准确度；对于次要成分（低浓度添加元素）通过使用较短的读取时间和线性法校准，可以获得±5%以内的准确度。本文使用Avio 200 ICP-OES测定LME规格要求的铝合金中的添加组分。欲详细了解Avio 200 ICP-OES是如何根据LME规格要求在测定金属铝锭中的杂质元素中体现其优越性，扫描下方二维码即刻获取《按照伦敦金属交易所指南使用Avio 200 ICP-OES分析铝合金中的添加元素》和《Avio 200 电感耦合等离子体发射光谱仪》产品手册。

上个世纪70年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。80年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术的重要标志。随着科学技术的高速发展，新技术、新产品及新工艺对新材料的要求越来越强烈，也促进了当代材料科学技术的飞速发展。Al-Li合金是一种低密度、高性能的新型结构材料，它比常规铝合金的密度低10％，而弹性却提高了10％，比强度和比刚度高，低温性能好，还具有良好的耐腐蚀性能和非常好的超塑性。铝锂合金主要为飞机和航空航天设备的减重而研制的，因此也主要应用与航空航天领域，还应用于军械和核反应堆用材，坦克穿甲弹，鱼雷和其它兵器结构件方面，此外在汽车、机器人等领域也有充分运用。但是Al-Li合金韧性、塑性较常规铝合金低，热稳定性差等。为此，科学家在Al-Li合金成分优化及微量元素优化方面进行了大量工作。科学家发现铝台金中加入微量Sc元素后合添加Sc、Zr元素，能全面改善合金的组织和性能。Sc元素在铝合金凝固过程中形成Al-Sc粒子，Al-Sc粒子本身细小均匀，可以细化铸态组织，从而改善铝合金的焊接性能，提升铝合金强度。在过渡族元素中，对铝合金组织细化效果好的是 Sc，其次才是 Ti、Zr、V。图1 铝的晶粒大小与晶粒细化剂反应参数 Ω 的关系 图2是四种铝合金在添加不同含量Sc元素后，在光学显微镜下的铸态显微组织。由图a可见，不含Sc的S-00合金晶间分布着连续的黑色第二相和少量晶內第二相。有图b、c、d可以看到，添加Sc后，合金组织中的Al晶粒得到不同程度的细化。可以看出当加入Sc质量分数在0.15%时合金的晶粒细化效果最佳。目前传统的直读光谱仪还不能检测Sc元素，为了客户对新材料，新技术的检测需求，全新技术的ARL easySpark 1160 全谱直读光谱仪可选配钪（Sc）元素曲线，可以快速检测钢铁及合金中0.01 ~ 0.27%的钪（Sc）元素量，满足客户对新型铝合金材料检测。在检测钪（Sc）元素的同时，检测其他合金元素。一台设备，多种功能，满足客户需求，降低客户购买设备的成本，提高客户检测效率，可谓一机多用。全新的ARL easySpark 1160 使用定制镀膜CCD，提升透光率，总像素高达26000，而传统CCD只有2000~4000像素。除此之外，它还采用独特的半导体制冷，CCD的工作温度＜10℃，相对于传统CCD工作温度30~40℃，极大的降低仪器的暗电流，提升仪器的检测下限。

铝元素如果通过注射液进入静脉，会不经过胃肠道消化吸收过程直接进入血液，对人体有一定的毒性。美国药典和日本药方局均对肠外营养制剂中的铝含量进行限度控制。目前，《中国药典》还未收载与氨基酸类注射液中铝元素杂质测定方法相关的通用技术要求。2023年11月14日，国家药典委将拟制定的复方氨基酸类注射液中铝元素杂质测定指导原则公示征求社会各界意见（详见附件），原文链接点击：原文链接。公示稿中，辽宁省药品检验检测院分别采用电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、高效液相色谱法、原子吸收分光光度法等方法对复方氨基酸类注射液中杂质铝元素的含量进行测定对比，最终形成3个通用方法，即ICP-MS法、ICP-OES法、HPLC法。指导原则对三个方法进行详细描述，每个方法均包含标准曲线法和限度检查法。ICP-MS法、ICP-OES法均为常见的金属元素测定方法，本文详细介绍HPLC法测定复方氨基酸类注射液中铝元素杂质含量。色谱条件：根据复方氨基酸类注射液处方组成选择适宜的固定相和流动相。固定相推荐使用苯乙基键合硅胶为填充剂。流动相推荐使用8-羟基喹啉乙腈溶液-醋酸铵溶液，柱温30℃；流速0.1mL/min；进样体积100µL；以荧光检测器（激发波长为380nm，发射波长为520nm）进行测定。分析方法：本法系依据复方氨基酸类注射液中游离态铝和 8-羟基喹啉形成铝离子荧光络合物，采用配有荧光检测器的高效液相色谱仪测定该荧光络合物的含量，一般可采用标准曲线法或限度检查法。衍生化方法：取空白溶液、标准品溶液、供试品溶液各 4.5mL，分别加入盐酸 0.5mL，并在 50℃水浴中水解30min 后，精密量取水解液 0.1mL，精密加入衍生试剂 0.9mL，混匀。衍生试剂：取流动相 30mL，加入 50% 氢氧化钠溶液 180μL，混匀即得，该试剂需临用前新制。本标准的制定将更好地保障我国人民群众用药安全，并使《中国药典》通用技术要求与国际标准接轨。更多药典相关新闻可点击下方专栏关注。附件：复方氨基酸类注射液中铝元素杂质测定指导原则起草说明公示稿.pdf复方氨基酸类注射液中铝元素杂质测定指导原则公示稿.pdf