透析液中鈣鎂離子含量的測定方法改進

趙彥遠，劉文武

（廣州金至檢測技術有限公司，廣東 廣州 510330）

0 引 言

透析液是血液透析治療必用的基本耗材，其主要成分有鉀離子、鈉離子、鈣離子、鎂離子、氯離子、醋酸根離子、葡糖糖等。透析液中鈣離子的常見濃度為1.25 mmol/L、1.5 mmol/L及1.75 mmol/L；透析病人常有高鎂血癥，透析液的鎂濃度一般略低于正常血漿鎂濃度，透析液中鎂離子的常見濃度為0.5 mmol/L。標準YY 0572-2015 血液透析及相關治療用水中規(guī)定了透析液中電解質鈣離子的最大允許值為2 mg/L（0.05 mmol/L），鎂離子的最大允許值為4 mg/L（0.15 mmol/L）。其中，鈣離子在心肌收縮和血管平滑肌收縮中起重要作用，而且參與了交感神經釋放兒茶酚胺。人體內血清鈣離子能夠改變血管張力和調節(jié)心肌收縮而影響血壓，因此，改變血清鈣離子水平可能影響到血透患者的血壓。而且通過鈣離子單因素相關分析顯示，血清總鈣含量的變化與平均血壓變化呈正相關，這就進一步提示，通過改變透析液鈣離子濃度而影響血清鈣離子水平可能影響患者的血壓。鎂是人體中的宏量元素，在細胞和體液中主要以離子形式存在。鎂離子是300多種酶的輔助因子，因而它對維持機體正常生命活動起著非常重要的作用。所以，能夠準確測定透析液中鈣鎂離子的含量，對透析治療的患者來說非常重要。目前國際醫(yī)藥行業(yè)標準YY0598-2015 血液透析及相關治療用濃縮物規(guī)定了鈣鎂離子的測定方法，鈣鎂離子都采用離子色譜法、EDTA滴定法和原子吸收分光光度法進行準確測定，其中離子色譜法為仲裁法。

然而，上面這些方法都存在一定的局限性，如EDTA滴定法在滴定透析液中鈣鎂離子時，鈣鎂離子都可以與EDTA發(fā)生絡合反應，滴定終點不靈敏，從而產生相互干擾，影響測定，并且操作復雜；離子色譜法測定鈣鎂離子的成本高，需要配置一套陽離子檢測配件，并且對檢測中用的水和其他消耗品的要求較高，過程污染也會導致結果不準確；而原子吸收分光光度法，由于透析液中含有大量的共存鉀鈉離子，鉀鈉離子本身會發(fā)生焰色反應，以及本身容易被陰離子包裹，導致測定結果產生偏差而不能準確測定，準確度低。本文提供了一種新的前處理方法，利用鈣鎂離子與硬質酸鈉反應生成硬脂酸鈣和硬脂酸鎂沉淀，把鈣鎂離子從透析液基質中分離出來，從而有效減少共存離子對鈣鎂離子的影響，操作簡單，檢測成本低，準確度高。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試透析液

醫(yī)院送檢透析液樣品，執(zhí)行YY 0598-2015血液透析及相關治療用濃縮物標準；

1.1.2 試劑

（1）硬質酸鈉：分析純，天津市大茂化學試劑廠；

（2）硝酸：分析級（65%），默克；

（3）氯化鑭：分析純，含量≥ 99%，山東西亞化學股份有限公司；

（4）氯化鈣（CaCl，無水）：分析純，廣州化學試劑廠；

（5）氯化鎂（MgCl.6HO）：分析純，廣州化學試劑廠；

（6）鈣標準溶液，1 000 mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；

（7）鎂標準溶液，1 000 mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；

（8）實驗室用水，GB/T 6682—2008分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法，一級水。

1.1.3 儀器設備

（1）可調式電熱板，型號：ML-2-4，天津天泰儀器有限公司；

（2）電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀，型號：5110 ICPOES，安捷倫科技；

（3）錐形瓶，150 mL若干；

（4）高速冷凍離心機，型號：JW-3024HR，安徽嘉文儀器裝備有限公司；

（5）超聲波儀，型號：SB25-12DTD，寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.2 方法原理

利用硬脂酸鈉易溶于熱水的特點，稱取適量的硬質酸鈉固體粉末（1.1.2中（1）），溶解在80 ℃±15 ℃溫度的熱水中，溶解后讓硬脂酸鈉水溶液的溫度保持在80 ℃±15 ℃。取適量的透析液于合適的燒杯中，將透析液稀釋合適的倍數后，稀釋溶液加熱至沸騰，滴加適量的硬質酸鈉溶液（80℃±15 ℃）讓其與之反應，立即生成不容易水的硬脂酸鈣和硬脂酸鎂白色沉淀，讓其反應完全后轉移至離心管中，保持離心管中的反應液溫度在80 ℃以上，用高速離心機（轉速9 000 r/min ~ 10 000 r/min）對反應后的溶液進行離心，得到硬質酸鈣和硬脂酸鎂白色沉淀，用濃硝酸在電熱板上消解硬脂酸鈣和硬脂酸鎂白色沉淀，使其消解完全后定容，得到樣品溶液，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定樣品溶液中鈣鎂的含量。

硬脂酸鈉與鈣、鎂離子反應生產沉淀的原理如下：

1.3 方法

1.3.1 前處理方法

1.3.1.1 硬脂酸鈉溶液（20 g/L）

準確稱取1 g硬脂酸鈉（1.1.2中（1））固體粉末，溶于40 mL（80 ℃±15 ℃）的去離子水中，用玻璃棒充分攪拌，讓其完全溶解，形成無色透明的熱溶液，定量轉移至50 mL容量瓶中，用（80 ℃±15 ℃）的去離子水定容至刻度，現配現用，使用之前保持此溶液的溫度在（80 ℃±15 ℃）范圍內。

1.3.1.2 氯化鑭溶液（100 g/L）

稱取10 g氯化鑭（1.1.2中（3））溶解在約80 mL的去離子水中，轉移至100 mL的容量瓶中，用去離子水定容至刻度，搖勻得到100 g/L的氯化鑭溶液。

1.3.1.3 鈣儲備溶液（1 000 mg/L）

精確稱取干燥后的無水氯化鈣固體（1.1.2中（4））0.276 92 g置于裝有50 mL一級水的燒杯中，讓其完全溶解，定量轉移至100 mL的容量瓶中，定容至刻度，搖勻。

1.3.1.4 鎂儲備溶液（1 000 mg/L）

將六水合氯化鎂（1.1.2中（5））干燥后，精確稱取0.391 73 g置于裝有50 mL一級水的燒杯中，讓其完全溶解，定量轉移至100 mL的容量瓶中，定容至刻度，搖勻。

1.3.1.5 鈣鎂混合溶液（鈣100 mg/L，鎂10 mg/L）

準確移取鈣儲備溶液（1.3.1.3）10 mL于100 mL容量瓶中，再向此容量瓶中準確移入鎂儲備溶液（1.3.1.4）1 mL，用一級水定容至刻度，搖勻備用。

1.3.1.6 硬脂酸鈉溶液（2 g/L）

移取硬脂酸鈉溶液（1.3.1.1）1 mL，置于10 mL玻璃管中，加入9 mL一級水搖勻，置于沸水浴中加熱至90 ℃以上，并保持。

1.3.1.7 透析液樣品的處理

取4個100 mL干凈的燒杯，編號為（1）、（2）、（3）、（4），準確移取5 mL透析液樣品（1.1.1）加到（3）（4）號燒杯中，再向這4個燒杯中各加入20 mL一級水后，置于電熱板上加熱，直至溶液沸騰，保持溶液沸騰的條件下滴加硬質酸鈉溶液（1.3.1.6），4個燒杯中各滴加10 mL 2 g/L硬質酸鈉溶液，將反應后溶液轉移至50 mL離心管中，置于沸水浴中超聲15 min后，使溶液溫度保持在90 ℃以上，立即用高速離心機（轉速9 000 r/min）進行離心，離心5 min后傾倒上清液，收集白色沉淀于50 mL燒杯中，加入5 mL濃硝酸，置于電熱板上進行消解，待燒杯中溶液近干，再次加入5 mL濃硝酸，進行消解，可根據消解情況補加濃硝酸，直至沉淀完全消解，加入少量的一級水，繼續(xù)加熱至燒杯中剩余1～2 mL溶液為止，取下冷卻至室溫，定量轉移至50毫升容量瓶中，加入2.5 mL氯化鑭溶液（1.3.1.2），用一級水定容至刻度，得到（3）（4）樣品溶液。從（3）（4）樣品溶液中各準確移取4 mL置于2個10 mL容量瓶中，各加入0.5 mL氯化鑭溶液（1.3.1.2），用一級水定容至刻度，得到（5）（6）樣品溶液；（1）（2）燒杯不加透析液，其他步驟與（5）（6）樣品溶液完全相同的步驟，獲得（7）（8）樣品空白溶液，（5）（6）（7）（8）溶液上機測試。測試所得的數據列于表4鈣測試數據匯總表和表5鎂測試數據匯總表。

1.3.1.8 精密度與加標實驗前處理

取14個100 mL干凈的燒杯，空白編號為BLK1和BLK2，精密度實驗編號為P1～P6，加標回收實驗編號R1～R6。向P1～P6和R1～R6燒杯中加入5 mL透析液（1.1.1）；再向R1、R2兩個燒杯中加入1 mL鈣鎂混合溶液（1.3.1.5），向R3、R4兩個燒杯中加入2 mL鈣鎂混合溶液（1.3.1.5），向R5、R6兩個燒杯中加入4 mL鈣鎂混合溶液（1.3.1.5），再向BLK1、BLK2，P1～P6和R1～R6這14個燒杯中各加入20 mL一級水后，置于電熱板上加熱，直至溶液沸騰，保持溶液沸騰的條件下滴加硬質酸鈉溶液（1.3.1.6），14個燒杯中各滴加10 mL 2 g/L硬質酸鈉溶液，將反應后溶液轉移至50 mL離心管中，置于沸水浴中超聲15 min后，使溶液溫度保持在90 ℃以上，立即用高速離心機（轉速9 000 r/min）進行離心，離心5 min后傾倒出上清液，收集白色沉淀于50 mL燒杯中，加入5 mL濃硝酸，置于電熱板上進行消解，待燒杯中溶液近干，再次加入5 mL濃硝酸，進行消解，可根據消解情況補加濃硝酸，直至沉淀完全消解，加入少量的一級水，繼續(xù)加熱至燒杯中剩余1～2 mL溶液為止，取下冷卻至室溫，定量轉移至50 mL容量瓶中，加入2.5 mL氯化鑭溶液（1.3.1.2），用一級水定容至刻度，得BLK1、BLK2，P1～P6和R1～R6溶液；再將溶液稀釋2.5倍后待測。測試所得的數據列與表4鈣測試數據匯總表和表5鎂測試數據匯總表。

1.3.1.9 對比試驗

取14個50 mL干凈的容量瓶，空白編號為BLK1和BLK2，精密度實驗編號為P1～P6，加標回收實驗編號R1～R6。向P1～P6和R1～R6容量瓶中加入5 mL透析液（1.1.1）；再向R1、R2兩個容量瓶中加入1mL鈣鎂混合溶液（1.3.1.5），向R3、R4兩個容量瓶中加入2 mL鈣鎂混合溶液（1.3.1.5），向R5、R0兩個容量瓶中加入4 mL鈣鎂混合溶液（1.3.1.5），再向每個容量瓶中加入2.5 mL氯化鑭溶液（1.3.1.2），用一級水定容至刻度，搖勻待測。

1.3.2 標準曲線配置

1.3.2.1 鈣標準儲備溶液的配制

準確移取鈣元素標準溶液（1.1.2中（6））10 mL于100 mL容量瓶中，用體積分數為1%的硝酸溶液定容至刻度，搖勻獲得100 mg/L的鈣標準儲備溶液。

1.3.2.2 鎂標準儲備溶液的配制

準確移取鎂元素標準溶液（1.1.2中（7））10 mL于100 mL容量瓶中，用體積分數為1%的硝酸溶液定容至刻度，搖勻獲得100 mg/L的鎂標準儲備溶液。

1.3.2.3 鈣、鎂混合標準工作溶液的配制

準確移取0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、10.0 mL 100 mg/L的鈣標準儲備液（1.3.2.1）于6個100 mL容量瓶中，再向6個100 mL容量瓶中分別加入0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、10.0 mL 100 mg/L的鎂標準儲備液（1.3.2.2），再分別加入4 mL 100 g/L的氯化鑭溶液，最后用體積分數為1%的硝酸溶液定容至刻度，獲得0.0 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L的鈣、鎂混合標準工作曲線溶液，搖勻待測。

1.3.3 儀器分析

1.3.3.1 儀器條件

用安捷倫電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES），打開儀器及相關輔助設備和電腦，設置鈣元素波長為λ/nm=315.887；鎂元素波長為λ/nm=279.078；儀器設備參數如表1所示。

表1 安捷倫電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀參數表

1.3.3.2 測定過程

儀器預熱結束后點火，根據表1的參數優(yōu)化儀器狀態(tài)，使儀器處于最佳狀態(tài)。首先測試鈣（λ=315.887 nm）、鎂（λ=279.078 nm元素標準工作曲線溶液，獲得標準工作曲線各點發(fā)射強度，將數據統(tǒng)計在鈣、鎂標準工作曲線數據表中，鈣標準工作曲線數據如表2所示；鎂標準工作曲線數據如表3所示。

表2 鈣標準工作曲線數據表

表3 鎂標準工作曲線數據表

續(xù)表

以鈣、鎂元素標準工作曲線溶液的濃度為橫坐標，對應各點的發(fā)射強度為縱坐標，繪制鈣、鎂元素的標準工作曲線。鈣標準工作曲線如圖1所示，鎂標準工作曲線如圖2所示。

圖1 鈣標準工作曲線圖

圖2 鎂標準工作曲線圖

通過圖1和圖2標準工作曲線的繪制，獲得鈣的標準工作曲線方程：

=2 383.124 461+128.082 31

其中表示鈣元素的發(fā)生強度，表示鈣元素的標準工作曲線溶液濃度，單位mg/L，其曲線的相關系數為0.999 95；獲得鎂的標準工作曲線方程：

=954.883 931+59.336 221

其中表示鎂元素的發(fā)生強度，表示鎂元素的標準工作曲線溶液濃度，單位mg/L，其曲線的相關系數為0.999 95。

鈣、鎂元素的標準工作曲線繪制完成后，再分析1.3.1.7步驟中獲得的（5）（6）（7）（8）溶液和1.3.1.8步驟中獲得的BLK1、BLK2，P1～P6和R1～R6溶液，獲得鈣鎂元素的測試數據，根據公式=(-)×計算透析液樣品中鈣鎂離子的濃度，式中表示透析液中鈣鎂離子濃度；表示步驟（1.3.1.7和1.3.1.8）獲得的待測樣品溶液中鈣鎂離子濃度；表示步驟（1.3.1.7和1.3.1.8）獲得空白溶液中鈣鎂離子濃度；表示稀釋倍數。相關數據匯總，如表4鈣測試數據匯總表和表5鎂測試數據匯總表所示。

表4 鈣測試數據匯總表

表5 鎂測試數據匯總表

在與標準工作曲線相同條件下，測試1.3.1.9步驟獲得的BLK1、BLK2、P1～P6和R1～R6溶液，獲得的測試數據，根據公式=(-)×計算透析液樣品中鈣鎂離子的濃度，式中表示透析液中鈣鎂離子濃度；表示步驟1.3.1.9獲得的待測樣品溶液中鈣鎂離子濃度；表示步驟1.3.1.9獲得空白溶液中鈣鎂離子濃度；表示稀釋倍數。見表6鈣測試數據匯總表和表7鎂測試數據匯總表。

表6 鈣測試數據匯總表

表7 鈣鎂測試數據匯總表

續(xù)表

2 結果與討論

2.1 精密度

根據表4的數據計算得到透析液中鈣離子含量測定的相對標準偏差為0.9%。根據表5的數據計算得到透析液中鎂離子含量測定的相對標準偏差為4%；根據表6的數據計算得到透析液中鈣離子含量測定的相對標準偏差為7%，根據表6的數據計算得到透析液中鎂離子含量測定的相對標準偏差為11%。由此可以看出，采用本文所述方法測定透析液中鈣鎂離子含量的精密度要優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

2.2 準確度

由表4的加標回收數據可知，采用本文所述方法測定透析液中鈣離子含量，加標三個梯度的回收率都在90%～110%之間，獲得滿意的回收率。由表5的加標回收數據可知，采用本文所述方法測定透析液中鎂離子含量，加標三個梯度的回收率都在85%～110%之間，獲得滿意的回收率。

由表6的加標回收數據可知，采用常規(guī)方法測定透析液中鈣離子含量，加標三個梯度的回收率都在60%～130%之間，回收率較差。由表7的加標回收數據可知，采用常規(guī)方法測定透析液中鎂離子含量，加標三個梯度的回收率都在40%～120%之間，回收率較差。由此可見，采用本文所述方法測定透析液中鈣鎂離子含量，準確度較高；而采用常規(guī)方法測定透析液中鈣鎂離子含量，準確度差。

本文使用的透析液是醫(yī)院送的合格樣品，由表4～7的精密度數據可知，采用本文所訴方法測定透析液中鈣鎂離子含量時，所得測定結果合格；而采用常規(guī)方法測定透析液中鈣鎂離子含量時，所得測定結果不合格。

3 結 論

通過采用本文所述方法與常規(guī)方法測試透析液中鈣鎂離子含量的對比試驗，采用本文所述方法測定透析液中鈣鎂離子含量的準確度更高，精密度更好，方法的穩(wěn)定性更優(yōu)。