生物樣品理化檢驗中樣品前處理的方法研究

蔣 瑩

（遼寧省職業(yè)病防治院，遼寧 沈陽 110005）

為使得生物樣品中的微量或者是部分限量元素能夠被準(zhǔn)確測量出來，必須做好生物樣品理化檢驗前的處理工作。目前，許多先進的分析儀器被廣泛地應(yīng)用到各項研究過程中，整體的試驗水平都在不斷提高。此時，如果一如既往地采用保守、落后的加熱方式對生物樣品進行處理，將會制約到現(xiàn)代分析儀器的進一步發(fā)展。過去，干法灰化和濕法消化操作時間過長、揮發(fā)元素易損失、對環(huán)境造成的污染嚴(yán)重。微波消解的操作十分簡單，溶劑用量少以及樣品消化完全，同時，能夠克服易揮發(fā)這一缺點。因此，作為一種全新的樣品預(yù)處理方法，微波消解已在食品、環(huán)境、化妝品、醫(yī)藥等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。

1 生物樣品理化檢驗中樣品前處理的方法

1.1 高溫灰化法：該法是將一定量的生物樣品置于石英坩堝內(nèi)，先在電爐上用小火炭化，炭化完全后用馬福爐以適當(dāng)?shù)臏囟然一?，灼燒除去有機成分，再用酸溶解，使其微量元素轉(zhuǎn)化成可測定狀態(tài)。該法優(yōu)點是：設(shè)備簡單，取樣量較大，溶劑用量不多，而且可批量操作。缺點是：加熱時間長，耗電量大。對于汞、砷等易揮發(fā)元素，高溫灰化法易造成損失，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

1.2 低溫灰化法：此方法是利用高頻電場作用下產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)氧等離子體消化生物樣品中的有機體。盡管這種方法的取樣量比較少，同時防止了揮發(fā)性元素的大量損失。但是它的灰化時間長、設(shè)備昂貴、對于實驗的條件有著極高的要求。

1.3 濕法分解法：通過濃無機酸、以及強氧化劑實現(xiàn)對生物樣品的消化，是實驗室比較常見的一種方法。然而，這種方法在實際操作中，程度繁瑣，耗時較長，容易污染環(huán)境并且消化不徹底。

1.4 微波消解法：最近幾年，出現(xiàn)了一種新型的生物樣品處理技術(shù)，它既吸收了高壓消解的優(yōu)點，也融合了微波快速加熱的優(yōu)勢。采用這種方法具備如下特征：其微波加熱實際上為“內(nèi)加熱”，加熱時間短，加熱面積均勻，沒有滯后效應(yīng)的產(chǎn)生等。在消解樣品方面，能力較強，即使是在針對部分較難溶的樣品以及生物試樣。相對比之下，以前的消解方式，則需要花費較長的時間才能使得生物樣品得以消解，微波消解卻只需要幾分鐘至十幾分鐘。另一方面，它所需要的溶劑用量較少。在使用密封容器微波溶樣時，沒有造成溶劑的浪費。這樣可以使得勞動強度得以降低，同時改善試驗環(huán)境，防止有毒氣體的產(chǎn)生。因為樣品主要是在密封的狀態(tài)下被消解的，所以可以有效防止易揮發(fā)元素的消失。

2 微波消解時生物樣品的取樣量

在完善每個待測定元素的測定方法以及操作程序后，需要確定生物樣品的取樣量，其關(guān)鍵在于試樣的類型以及待測元素的實際含義。同樣的狀態(tài)下，取樣量較少，消解質(zhì)量將會得到提高。這樣一來，若測定的方式具備一定程度的靈敏度，我們應(yīng)使得取樣量保持在一個較低的范圍。反之，取樣量太大，容易導(dǎo)致微波消解劇變，使得整個反應(yīng)過程失控。故而，在消解時，生物樣品將會產(chǎn)生大量的氣體。如果不了解某一生物樣品的具體組成部分，應(yīng)先取樣0.1 g進行消解試驗。參照生物樣品消解反應(yīng)的具體狀況，確定其具體的取樣量。

3 微波消解生物樣品預(yù)處理的方法

因為生物樣品中的有機質(zhì)含量相對較多，所以在其消解過程中，容易出現(xiàn)較多的氣體[1]。這樣一來，必然導(dǎo)致密閉消解罐內(nèi)產(chǎn)生過多的壓力。更為嚴(yán)重的情況下，其數(shù)值會超過正常范圍，導(dǎo)致微波加熱能力消失。特殊情況下，消解罐可能會發(fā)生炸裂。所以，在進行微波消解前，需要對生物樣品進行預(yù)處理。因為生物樣品具備較多的品種，所以它們的基質(zhì)也有所差異。對于不同的樣品而言，必須使用不同的預(yù)處理方法。根據(jù)統(tǒng)計到的情況，總結(jié)為以下四種：①就反應(yīng)比較強烈的生物樣品而言，必須將事先準(zhǔn)備好的樣品進行加熱?？梢圆捎梅旁谒″亙?nèi)或者電子控溫加熱板上，同時連續(xù)搖動溶樣杯。使得氣體自然地放出，一段時間后，將會有部分淺色氣體出現(xiàn)。這時，取下樣品進行微波消解。②針對一些常溫狀態(tài)下，需要較長時間才會作用的生物樣品，必須做好一定的準(zhǔn)備，準(zhǔn)備足夠的樣品放置過夜。隔一天后，再用消解爐消解。③而對一些預(yù)處理時間相對較長，而且比較難處理的生物樣品，可以采用過夜的方法。次日，采取消解處理的方法。④在樣品經(jīng)過一定的處理之后，如果此時溶液的體積低于5 mL時，需要立馬加入適量的水或者酸。之后，再進行微波消解。

4 結(jié)束語

隨著微波消解技術(shù)的發(fā)展，生物樣品的前處理技術(shù)發(fā)生了一次變革，這是當(dāng)今分析技術(shù)的不斷進步以及結(jié)果準(zhǔn)確度提升的一個重要體現(xiàn)[2]。使用微波消解技術(shù)，可以避免傳統(tǒng)樣品處理過程中，時間過長、揮發(fā)性元素較易損失等情況的發(fā)生。為使得分析得到的結(jié)果更加符合實際需求，我們必須先對其微波消解過程的各個環(huán)節(jié)進行探討。其中，樣品預(yù)處理是最為關(guān)鍵的一個部分。在樣品的預(yù)處理過程中應(yīng)用微波消解技術(shù)，可以從一定程度上改進檢驗質(zhì)量。所以，伴隨現(xiàn)代化分析儀器的廣泛應(yīng)用，微波消解技術(shù)將存在較大的發(fā)展空間。

[1] 艾依熱提,布祖熱木,楊勤德.微波消解-原子熒光光譜法測定化妝品中的汞[J].疾病預(yù)防控制通報,2014,29(4):41-42.

[2] 唐昭領(lǐng),莫建光,王天順,等.微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定亞熱帶水果中鉛[J].廣西科學(xué),2015,(2):160-163.