電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測(cè)透析用水中化學(xué)污染物

許朝生，黃敏菊，徐蘇華

1 廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所 （廣東 廣州 510663）；2 國(guó)家藥品監(jiān)督管理局體外循環(huán)器械重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （廣東 廣州 510663）；3 廣州市生物醫(yī)用血液凈化材料研究與開(kāi)發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （廣東 廣州 510663）

血液透析是治療腎功能衰竭及尿毒癥最常用的方法之一。與一般口服攝入水相比（約14 L/個(gè)月），患者在血液透析治療中會(huì)間接接觸到大量的透析液（超過(guò)300 L/個(gè)月）[1]。在血液透析治療中，血液和透析液通過(guò)透析器內(nèi)部的透析膜進(jìn)行溶質(zhì)交換，透析液中的化學(xué)污染物可以直接進(jìn)入人體，即使是較低濃度的化學(xué)污染物，長(zhǎng)期累積也會(huì)引起慢性中毒，威脅到患者的生命安全[2]。臨床血液透析治療中使用的透析液由透析濃縮物及大量透析用水配制而成，因此，嚴(yán)格管控血液透析用水質(zhì)量是保證血液透析安全有效的關(guān)鍵前提。

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY 0572-2015《血液透析及相關(guān)治療用水》（ISO 13959：2009）[3]中對(duì)透析用水中一系列有毒化學(xué)物和透析溶液電解質(zhì)的最大允許量作出了規(guī)定，并列出了各種污染物的推薦分析方法。然而實(shí)際檢測(cè)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)中推薦的很多方法的檢出限難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的濃度限量要求，分析準(zhǔn)確度、靈敏度有較大提升空間；而且標(biāo)準(zhǔn)中不同污染物采用不同分析方法，導(dǎo)致檢測(cè)效率低下，操作起來(lái)也不夠便捷[4]?，F(xiàn)行版本的血液透析及相關(guān)治療用水國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 23500-3：2019[5]中已經(jīng)更新了該部分內(nèi)容，并推薦對(duì)血液透析用水中鋁、銅、鉛、鋅、鈣、鎂、鉀、鈉、銻、砷、鋇、鈹、鎘、鉻、硒、銀、鉈共17種化學(xué)污染物采用電感耦合等離子體質(zhì)譜（inductively-coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）法進(jìn)行測(cè)試。本研究旨在考察采用ICPMS法同時(shí)測(cè)試透析用水中多種化學(xué)污染物的可行性及其測(cè)試效果。

1 材料與方法

1.1 主要設(shè)備及試劑

主要設(shè)備：NexION 300Q ICP-MS 儀（美國(guó)珀金埃爾默股份有限公司）。

主要試劑：10 μg/ml 鋁、銻、砷、鋇、鈹、鎘、鈣、鉻、鈷、銅、鐵、鉛、鎂、錳、鎳、鉀、硒、銀、鈉、鉈、釩、鋅多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（AccuStandard）；1 μg/L 鈹、鈰、鐵、銦、鋰、鎂、鉛、鈾NexION標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧液（美國(guó)珀金埃爾默股份有限公司）；10 μg/ml 鉍、鍺、銦、鋰、鈧、鋱、釔內(nèi)標(biāo)混合液（美國(guó)珀金埃爾默股份有限公司）；65%分析級(jí)硝酸（德國(guó)默克）。

1.2 ICP-MS 儀工作條件

霧化器氣流量0.90 L/min；輔助氣流量1.20 L/min；等離子體氣流量16.00 L/min；ICP 射頻功率1 000 W；檢測(cè)器模擬級(jí)電壓-1 650 V；檢測(cè)器脈沖級(jí)電壓800 V；掃描方式為跳峰；重復(fù)采集次數(shù)3次；進(jìn)樣泵轉(zhuǎn)速24 r/min。

1.3 試驗(yàn)方法

測(cè)試前先使用標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧液優(yōu)化儀器工作條件，優(yōu)化后儀器各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到使用要求，其中，鈹強(qiáng)度值6 644＞3 000；鎂強(qiáng)度值106 675＞20 000；銦強(qiáng)度值141 343＞50 000；鈾強(qiáng)度值56 476＞40 000；背景值1.53＜5；氧化物產(chǎn)率0.019＜0.025；雙電荷離子產(chǎn)率0.025＜0.03。

將多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成一系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，其中鈉、鉀、鈣、鎂分別為10、100、1 000、5 000、10 000 μg/L；銅、鋅、鋇、硒、鉻、鋁分別為1、5、10、100、500 μg/L；銻、砷、銀、鉛、鉈、鎘、鈹分別為0.1、1、5、10、50 μg/L。

將內(nèi)標(biāo)混合液稀釋至10 μg/L 作為內(nèi)標(biāo)溶液，根據(jù)不同待測(cè)元素的原子質(zhì)量選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素，在進(jìn)樣泵和霧化器之間連接一個(gè)三通接頭，測(cè)試時(shí)在線加入內(nèi)標(biāo)溶液，通過(guò)ICP-MS 測(cè)定各元素的質(zhì)譜強(qiáng)度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 線性方程與檢出限

以各元素的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)、測(cè)得的信號(hào)強(qiáng)度與內(nèi)標(biāo)元素信號(hào)強(qiáng)度比值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。17種化學(xué)污染物的標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率、截距、相關(guān)系數(shù)r、檢出限見(jiàn)表1。各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線線性均良好，相關(guān)系數(shù)r均大于0.9991，檢出限均低于YY 0572-2015中規(guī)定的化學(xué)污染物最大允許濃度。

表1 17種化學(xué)污染物的標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

2.2 與傳統(tǒng)檢測(cè)方法比較

在YY 0572-2015中，有17種化學(xué)污染物推薦使用原子吸收光譜法進(jìn)行分析。然而，原子吸收光譜法操作較為復(fù)雜，且只能用于某種單一元素的測(cè)定，在測(cè)定多種不同的化學(xué)污染物時(shí)，需要進(jìn)行煩瑣的更換環(huán)節(jié)，導(dǎo)致檢測(cè)工作量增加[6]，且透析用水檢測(cè)中待測(cè)元素較多，使得這一缺點(diǎn)更為顯著。而ICP-MS 較原子吸收光譜法有著多元素同時(shí)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)[7-8]，節(jié)省了很多溶液配制的步驟，操作起來(lái)更加方便快速，應(yīng)用于透析用水檢測(cè)中能夠節(jié)省大量人力物力；同時(shí)，ICP-MS 的靈敏度較原子吸收光譜法和分光光度法高，是應(yīng)用最為廣泛的痕量元素檢測(cè)手段之一，特別是對(duì)于鋇、鈹?shù)雀邷卦氐臏y(cè)定，本研究結(jié)果顯示，有11種污染物的檢出限均低于1 μg/L，體現(xiàn)出ICP-MS 高靈敏度的特點(diǎn)，且透析用水中化學(xué)污染物含量較低，一般為痕量級(jí)，采用ICP-MS 檢測(cè)化學(xué)污染物更加精確可靠[9]；此外，原子吸收光譜法線性范圍較ICP-MS窄，檢測(cè)時(shí)需要根據(jù)不同元素的線性范圍配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，而當(dāng)樣品濃度超過(guò)線性范圍時(shí)，還需要對(duì)樣品進(jìn)行稀釋，以鎘為例，采用石墨爐原子吸收光譜法檢測(cè)時(shí)，鎘線性范圍為0～2.0 μg/L時(shí)線性良好[10]，而ICP-MS 在0～50.0 μg/L 范圍內(nèi)線性相關(guān)系數(shù)r達(dá)到了0.99999，線性范圍較石墨爐原子吸收光譜法擴(kuò)大了25倍，操作起來(lái)更加方便，還能避免溶液稀釋造成的誤差。

2.3 結(jié)語(yǔ)

采用ICP-MS 法同時(shí)測(cè)定血液透析及相關(guān)治療用水中17種化學(xué)污染物具有操作簡(jiǎn)便高效、線性范圍廣、靈敏度高的特點(diǎn)，能夠滿足YY 0572-2015中血液透析用水中化學(xué)污染物的分析要求，在檢測(cè)效率及分析靈敏度方面均優(yōu)于傳統(tǒng)原子吸收光譜法。