帶八極桿碰撞反應(yīng)池的電感耦合等離子體質(zhì)譜(ORS-ICP/MS)法直接測(cè)定血清中的痕量硒和碘

何 毅 孫 鶴 陳玉紅 李 迪

(1.天津大學(xué)藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津，300072;2.安捷倫科技有限公司，北京，100102)

帶八極桿碰撞反應(yīng)池的電感耦合等離子體質(zhì)譜(ORS-ICP/MS)法直接測(cè)定血清中的痕量硒和碘

何 毅1孫 鶴1陳玉紅2*李 迪2

(1.天津大學(xué)藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天津，300072;2.安捷倫科技有限公司，北京，100102)

建立了帶八極桿碰撞反應(yīng)池的電感耦合等離子體質(zhì)譜(ORS-ICP/MS)同時(shí)測(cè)定了血清中硒和碘的含量.血清樣品采用 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5% 異丙醇混合溶液以1∶20的比例直接稀釋后上機(jī).比較了碰撞反應(yīng)池分別在正常模式、氦碰撞模式與氫磁撞模式下的硒和碘的分析性能，最終選擇氦碰撞模式作為工作模式.對(duì)硒和碘元素的方法檢出限分別為 0.20 ng·mL－1和0.58 ng·mL－1.用加標(biāo)回收的方法評(píng)價(jià)了該方法的準(zhǔn)確性，硒的回收率在100.1%—102%，碘的回收率在103.2%—106.0%，根據(jù)所建立的方法，分析了人血清中硒和碘的含量，樣品測(cè)定的精密度小于1.7%.結(jié)果令人滿(mǎn)意.

ORS-ICP/MS，血清，硒，碘.

硒和碘是人體所必需的微量元素，與人體健康關(guān)系十分密切具有重要的防癌和抗癌作用，因此血清中的硒和碘的測(cè)定十分重要.但由于血清樣品的采集需要用針頭和注射器，可供分析的樣品量較少(一般只有μL或mL).因此，所使用的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)該具有足夠低的檢出限且消耗樣品量少，基體干擾少，多元素同時(shí)測(cè)定能力并有足夠?qū)挼木€(xiàn)性范圍以滿(mǎn)足未知樣品中濃度范圍的分析.

近年來(lái)隨著檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，ICP-MS法開(kāi)始迅速普及.該技術(shù)對(duì)許多痕量金屬具有極低的檢出限(ppt量級(jí))，干擾少，可同時(shí)進(jìn)行多元素檢測(cè)，消耗樣品量少，并且能提供同位素信息，目前在臨床樣品分析中的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛［1-3］.

本文采用 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液以 1∶20 的比例直接稀釋血清樣品后，直接引入帶八極桿碰撞反應(yīng)池的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ORS-ICP/MS)、在氦碰撞模式下有效消除硒所受的ArAr雙原子離子干擾，實(shí)現(xiàn)了直接血清中痕量硒和碘的測(cè)定，所建方法快速、簡(jiǎn)便，基體效應(yīng)小，干擾少，檢出限低，線(xiàn)性范圍寬，檢測(cè)速度快，樣品無(wú)需消解，并且有效避免了前處理過(guò)程中硒和碘的污染和損失.

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Agilent 7700x電感耦合等離子體質(zhì)譜儀.霧化器:玻璃同心霧化器;霧化室:石英雙通道，Piltier半導(dǎo)體控溫于(2±0.1)℃;炬管:石英一體化，2.5 mm中心通道;樣品錐:Ni錐.

Milli-Q超純水系統(tǒng)(Millipore，Bedford MA).氨水(NH3·H2O)，乙二胺四乙酸二鈉(EDTA，Triton X-100，異丙醇(優(yōu)級(jí)純或色譜純).配制成 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5% 異丙醇混合溶液.標(biāo)準(zhǔn)貯備液:1000μg·mL－1硒和碘單標(biāo)溶液.標(biāo)準(zhǔn)溶液系列由 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液稀釋配得;內(nèi)標(biāo)溶液:1.0 μg·mL－1銠標(biāo)準(zhǔn)溶液，在線(xiàn)加入.

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

取 0.5 mL 血清樣品，用0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液直接稀釋至10 mL，上機(jī)測(cè)定，相當(dāng)于樣品稀釋20倍.

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)配制

分別用 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液將硒和碘的標(biāo)準(zhǔn)貯備液稀釋為0、5.0、10.0、20.0 ng·mL－1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列.在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，采集空白及標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，儀器自動(dòng)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn).

1.2.3 ICP-MS 工作條件

ICP-MS儀器的工作參數(shù)為儀器全自動(dòng)調(diào)諧優(yōu)化給出，滿(mǎn)足儀器安裝標(biāo)準(zhǔn)要求的靈敏度、背景、氧化物、雙電荷、穩(wěn)定性等各項(xiàng)指標(biāo).具體參數(shù)如下:功率:1550 W;冷卻氣流速:15 L·min－1;輔助氣流速:1.0 L·min－1;載氣流速:0.70 L·min－1;載氣補(bǔ)償氣流速:0.40 L·min－1.采樣深度:9.0 mm.碰撞反應(yīng)池氣體:氦氣，流速為 5.5 mL·min－1.

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理方法的選擇

血液樣品中的無(wú)機(jī)元素分析通常采用濕法消解、微波消解、灰化法作為前處理方法.常見(jiàn)的消解或灰化法極易引入待測(cè)元素的污染或損失;此外，臨床體液的樣品量通常較少，其中硒和碘的含量基本都在ng·mL－1級(jí)別，若采用消解或灰化法易使稀釋倍數(shù)過(guò)大，從而影響結(jié)果的準(zhǔn)確性.因此，本實(shí)驗(yàn)采用直接稀釋進(jìn)樣的方案.對(duì)于血清樣品，可采用稀酸或堿直接稀釋進(jìn)行樣品處理，不僅簡(jiǎn)便，而且可有效避免樣品制備所引入的待測(cè)元素污染或損失.考慮到待測(cè)元素中含有碘，該元素在堿性介質(zhì)中比硝酸介質(zhì)中更為穩(wěn)定［4］，因此文中采用 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100作為稀釋劑的主要成分.此外，因血清樣品中存在大量的碳基質(zhì)，若直接稀釋?zhuān)蠙C(jī)溶液比校準(zhǔn)溶液中多出大量碳基質(zhì)，易改善等離子體中的電離環(huán)境，使高電離能元素的電離效率提高，從而導(dǎo)致基體增敏效應(yīng)［5］.而硒和碘的電離能分別為9.75 eV與10.459 eV，均為高電離能元素，若直接采用外標(biāo)法進(jìn)行校正，實(shí)際樣品中的硒和碘易受基體增敏效應(yīng)的影響而造成結(jié)果偏高.因此，在稀釋劑中加入1.5%有機(jī)溶劑異丙醇，該溶劑中含有大量碳基質(zhì)，可有效消除樣品自身所引入的基體增敏效應(yīng).

2.2 碰撞反應(yīng)池工作模式、校準(zhǔn)曲線(xiàn)與檢出限

本研究的目標(biāo)元素硒豐度較高的同位素分別為78與80，但均受ArAr嚴(yán)重干擾，兼顧ArAr干擾程度與硒的豐度靈敏度，選擇78作為硒的待測(cè)同位素，并且在氦碰撞下進(jìn)行測(cè)定.此外，碘的同位素127受等離子體或樣品基質(zhì)引入的質(zhì)譜干擾極少.分別比較了正常模式與氦模式下硒和碘的測(cè)定效果，結(jié)果表明，在氦模式下硒可獲得較低的檢出限與背景，而碘則在兩種模式下結(jié)果差異不大.因此實(shí)驗(yàn)采用單一氦模式進(jìn)行硒和碘的同時(shí)分析.圖1為氦模式下的硒和碘的校準(zhǔn)曲線(xiàn)，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9995以上.檢出限為試劑空白溶液11次測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差的3倍(3σ)所對(duì)應(yīng)的濃度，硒與碘的檢出限為0.010 ng·mL－1以及0.029 ng·mL－1.考慮到實(shí)際血清樣品的稀釋倍數(shù)，計(jì)算得到方法檢出限分別為硒0.2 ng·mL－1，碘 0.58 ng·mL－1.

圖1 氦模式下的硒和碘的校準(zhǔn)曲線(xiàn)

2.3 基體效應(yīng)的消除

在ICP-MS的應(yīng)用中，由于樣品基體的存在，極易造成待測(cè)元素的信號(hào)抑制或增敏等基體效應(yīng).對(duì)于常見(jiàn)的基體效應(yīng)，最通常的解決方法是采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行校正.但是，樣品中的碳基質(zhì)對(duì)高電離能元素的基體增敏作用，是難以找到與待測(cè)元素電離性質(zhì)相似的內(nèi)標(biāo)元素的.因此，此類(lèi)基體效應(yīng)的消除常用標(biāo)準(zhǔn)加入法來(lái)解決.但是，標(biāo)準(zhǔn)加入法較為繁瑣，需根據(jù)樣品分別配制.考慮到外標(biāo)法無(wú)需基體匹配，在稀釋劑中加入1.5%異丙醇，使所有樣品與標(biāo)準(zhǔn)溶液中均含有一定量的碳，從而掩蓋樣品本身所引入的碳基質(zhì)造成的影響，方法簡(jiǎn)便易行.為考查上述方法對(duì)結(jié)果的影響，作者采用了0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液配制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)系列，分別以牛血清與人血清樣品打底加標(biāo)進(jìn)行回收率測(cè)定，外標(biāo)法結(jié)合內(nèi)標(biāo)校正進(jìn)行校準(zhǔn)，結(jié)果見(jiàn)表1.由表可知，采用該方法，血清中硒和碘的回收率在 100.1%—106.0%.因此，本文直接采用 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液配制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn).

表1 血清樣品加標(biāo)回收率

2.4 實(shí)際樣品分析

根據(jù)所建立的方法，測(cè)定一批血清樣品，結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 實(shí)際樣品分析結(jié)果(n=3)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用 0.7 mmol·L－1氨水/0.01 mmol·L－1EDTA/0.07%Triton X-100/1.5%異丙醇混合溶液對(duì)血清樣品進(jìn)行稀釋后，采用ORS-ICP/MS法在氦模式下直接測(cè)定硒和碘.該方法具有快速、準(zhǔn)確、靈敏、檢出限低，結(jié)果令人滿(mǎn)意.

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*通訊聯(lián)系人，E-mail:yu-hongchen@agilent.com