微波消解-双道原子荧光光谱法同时测定血中的汞和砷

微波消解—双道原子荧光光谱法同时测定血中的汞和砷

杨福成，裴雯

（重庆市职业病防治院，重庆，400060）

汞、砷都是对人体毒性很大的元素，近年来由于职业和误服等各种原因所引起的汞、砷中毒时有发生。生物材料中汞含量测定为急性汞中毒诊断及鉴别诊断最可靠依据，血汞在摄入汞后迅速升高，可作为诊断的可靠指征；砷接触者，血砷、尿砷增高可作为病因学诊断的参考指标[1]。目前，汞和砷常见的分析方法主要有比色法，分光光度法，原子吸收法等。这些方法均存在操作复杂，分析时间长，灵敏度低，特别是样品处理繁琐且待测元素易损失等缺点。微波消解是一种崭新的样品预处理技术，已成功应用于多个领域的样品处理[2,3]。本文采用一次性微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法同时测定血中汞、砷，具有取样品量少，操作简单，时间短、试剂用量少，灵敏度和准确度高等优点。 1 材料与方法 1.1 仪器

AFS—230E型双道原子荧光光度计（北京海光仪器公司）；汞、砷编码空心阴极灯（北京有色金属研究总院）；MDS—6型温压双控微波消解仪，ECH—1型电子控温加热板（均为上海新仪微波化学科技有限公司）。 1.2 试剂

1.2.1 硝酸、盐酸均为优级纯；高氯酸、硼氢化钾、氢氧化钠、硫脲、抗坏血酸为分析纯；试验用水为去离子水（电阻为18.24MΩ）；实验所用器皿需经1+1硝酸浸泡过夜后洗净待用。

1.2.2 混合还原剂（100g/L硫脲和100g/L抗坏血酸） 10g硫脲加约80ml水，加热溶解，待冷却后加入10g抗坏血酸，加水至100ml，储存在棕色瓶中，可保持一个月。

1.2.3 20g/L硼氢化钾溶液 称取2g氢氧化钠溶解于水中，加入8g硼氢化钾，加水稀释至400ml。 1.2.4 稀释液 1+1盐酸 1.2.5 载流液 5%（V/V）盐酸

1.2.6 汞、砷标准贮备液 汞1000μg/ml（GBW08617）、砷1000μg/ml（GBW08611）均为国家标准物质中心提供。汞、砷标准应用液：临用前将汞、砷标准贮备液分别用5+95盐酸逐级稀释，最后稀释为含汞100μg/L、砷500μg/L的混合标准应用液。

1

1.3 实验方法

1.3.1样品的采集 依次用3%（V/V）硝酸溶液、去离子水、碘酒、75%酒精清洗皮肤，用通过检验的同一批号的一次性注射器抽取静脉血0.5～1.5ml，立即盛于通过检验的肝素抗凝瓶中混匀。

1.3.2 试样预处理 准确吸取0.25～0.50ml混匀样品于微波消解系统配备的聚四氟乙烯溶样杯中，加入3ml硝酸，0.3ml高氯酸，1.5ml水混匀，密闭后置于微波消解炉中，同时做两个试剂空白。微波消解条件见表1。消解完成后，让消化罐于室温下自然冷却，卸压，取出内杯置于电子控温加热板上，130℃以下赶酸至近干。冷却后用适量水多次将消解液转移至10ml具塞比色管中，加入1+1盐酸1.0ml，混合还原剂1.0ml，再用水定容至刻度，混匀。室温放置30min后测定。

表1 微波消解条件

步骤 1 2 3 4

1.3.3 汞、砷标准系列的配制 取1只100ml和5只25ml的容量瓶，分别加入汞、砷混合标准应用液0.00，0.10，0.20，0.50，1.00，1.50ml，再分别向5只25ml容量瓶中加入1+1盐酸2.5ml，混合还原剂2.5ml，100ml的容量瓶中加入10ml1+1盐酸，10ml混合还原剂，最后用水定容混匀，室温放置30min后测定。定容后汞（砷）标准系列分别为0.00（0.00），0.40（2.0），0.80（4.0），2.0（10.0），4.0（20.0），6.0（30.0）μg/L。 1.4.4 仪器工作参数 见表2 2 结果与讨论

2.1仪器参数的选择 光电倍增管负高压和灯电流的增大均能增大荧光强度，但过高的负高压会产生较大的噪声，影响测定重现性。灯电流越大，灵敏度越高，但灯电流大会降低灯的使用寿命，通过实验本文选择负高压为270V，灯电流汞为30mA，砷为60mA时，可以得到很好的线性及灵敏度。载气流量过大会稀释原子浓度，降低灵敏度，过小难以将气体混合物迅速带出，本文选用400ml/min载气流速，1000ml/min屏气流速。

2

压力（Mpa）

0.3 0.6 1.0 1.4

时间（min）

2 2 4 5

功率（W）

400 600 600 600

表2 仪器工作参数

项目 负高压（V） 原子化器温度（℃） 原子化器高度（mm） 汞灯电流（mA） 砷灯电流（mA）

读取方式 测量方式

2.2 样品消解条件的选择 由于血液样品成分复杂，有机物含量多，常压下用酸不易被消解完全，特别是汞元素易损失。微波消解是近年来新出现的样品消解手段，其特点是时间短，试剂用量少，无污染，元素不易损失等优点。由于过氧化氢与血液样品产生大量泡沫，因此采用硝酸—高氯酸混酸消解。经试验，本文方法消解0.25～0.50ml血液样品，最后消解液呈无色透明液体。电热板赶酸时，温度不能过高（以130℃左右为宜），以防汞损失，同时应将样品消化后的余酸赶尽，以防硝酸氧化以后加入的硫脲和抗坏血酸。

2.3 盐酸浓度的选择 氢化物反应要有一定的酸度，当盐酸浓度在2%～20%时，汞、砷的荧光强度变化不大，但盐酸浓度低于2%时，荧光强度显著降低，在5%盐酸介质中测定汞、砷混标系列线性良好。 2.4 硼氢化钾浓度的选择 实验发现，硼氢化钾浓度低于10g/L时，汞测定荧光强度高，而砷荧光强度较低，这主要由于汞只需要还原为气态，不需生成氢化物，而砷需生成气态氢化物才能被载气带入原子化器，而过高的硼氢化钾产生大量氢气，稀释了汞蒸气和氢化物浓度而使灵敏度下降。本文选择20g/L的浓度时，汞和砷均可达到满意结果。

2.5 方法的线性范围及检出限 本实验条件下线性范围：汞 0.0～6.0μg/L，回归方程Y=540.2X－15.96，相关系数r=0.9992，砷 0.0～30.0μg/L，回归方程Y=146.6X－21.74，相关系数r=0.9998。检出限：对试剂空白连续进行11次荧光强度测定，其检测限按DL=3SD/K计算出汞、砷的检出限分别为0.0096、0.042μg/L，以0.50ml样品消解定容至10ml，样品最低检出浓度为汞0.19μg/L，砷0.84μg/L。 2.6 精密度实验 分别对含汞0.4、2.0μg/L；含砷2.0、10.0μg/L的混合标准溶液按本方法连续11次进样，进行精密度实验，结果见表3，有表3可知汞、砷的相对标准偏差分别为1.58%～2.03%、0.51%～

3

仪器参数

270 200 8 30 60 Peak Area Std.Curve

项目

载气流量（ml/min） 屏蔽气流量（ml/min）

读数时间（S） 延迟时间（S）

重复次数

采样及注入泵速（r/min）

仪器参数

400 1000 10 1 1 100

0.92%。

表3 精密度实验

元

浓度

荧光强度

1

172.4 1044.2 269.6 1462.7

RSD

8

180.31023.7263.51453.7

g/L） 素 (μ

2

176.7 1015.6 268.5 1449.5

3

177.6 1028.3 270.3 1457.3

4

173.51054.2267.11447.6

5

179.91064.1270.51469.1

6

174.71027.9265.71445.9

7

177.91064.9264.81452.3

9

179.21076.1264.61461.5

10

175.3 1064.7 267.8 1459.2

11 均值

180.3 1069.2 269.2 1463.7

177.1 1048.4 267.4 1456.6

（%）

1.582.030.920.51

0.4

Hg

2.0 2.0

As

10.0

2.7 回收率实验 应用本法对样品进行加标回收试验，在线性范围内，对同一样品加入低、中、高三种浓度的汞、砷标准溶液进行回收试验，结果见表4。

表4 样品加标回收试验

元素 Hg As

2.8 样品的稳定性实验 取汞、砷接触者的混合血样，分成4组，每组6份，当天测定1组，其余在4℃冰箱中保存，分别于第3、7、14天各测定1组，计算各组均值与当天测定均值的比较，结果见表5，各相对偏差均在10%以内，说明样品于4℃冰箱中可保存14天。 表5 样品的稳定性实验

汞

保存时间 样本数当天 第3天 第7天 第14天

本底值（μg/L）1.12 6.54

加标量 （μg/L） 0.40 2.0 4.0 2.0 10.0 20.0

测得值 （μg/L） 1.53 3.27 5.34 8.51 16.50 25.9

回收率 （%） 102.5 107.5 105.5 98.5 99.6 96.8

平均回收率

（%） 105.2

98.3

砷

相对偏差 （%） — 1.53 2.76 7.06

测定均值 （μg/L） 56.3 55.7 54.8 52.6

相对偏差 （%） — 1.07 2.66 6.57

4

测定均值 （μg/L） 32.6 32.1 31.7 30.3

6 6 6 6

2.9 方法的应用 采用本方法测定了汞、砷接触者血样各15例，正常人群血样17例，结果见表6，测定结果与实际样品相符合。

表6 方法的应用

汞

样品类别

例数

测定范围 （μg/L）

接触者 正常人群 3 小结

微波消解—氢化物发生原子荧光光谱法同时测定血液中汞和砷，具有操作简便、快速、灵敏、准确度和精密度高、易挥发元素损失少，污染小，消化完全等优点，值得推广应用。

参考文献

[1] 何凤生主编.中华职业医学[M].北京：人民卫生出版社，1999：

236-238，345

[2] 徐伯洪，闫慧芳 工作场所有害物质监测方法[M].北京：中国人

民公安大学出版社，2003：341-342

[3] 李淑花，王保成 连续测定化妆品中微量汞、砷、铅的方法研究

[J].中国卫生检验杂志.2006，16（4）：448-449

15 17

4.35～48.36 0.36～2.82

测定均值 （μg/L） 33.72 1.29

砷

测定范围 （μg/L） 23.56～87.48 1.56～6.34

测定均值（μg/L）47.23 2.76

通讯地址：重庆市南岸区南城大道301号，重庆市职业病防

治院 邮编：400060

作者简介：杨福成（1965—），男，副主任技师，主要从事卫生理化

检验工作23年。联系电话：13638244081

国家级杂志公开发表：于《中国工业医学杂志》2008年6月，第21卷 第3

期 “监测与检验”专栏 196-198页上公开发表。

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