石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉛的結(jié)果影響因素探析

李莉莉 閻善信 遼寧省瓦房店市疾病預(yù)防控制中心 （遼寧 大連 116300）

內(nèi)容提要： 目的：研究石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉛結(jié)果的影響因素。方法：應(yīng)用石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉛的含量，觀察不同影響因素的最優(yōu)條件。結(jié)果：5μL 1g/L硝酸鈀為基體改進(jìn)劑的最佳用量，石墨爐升溫程序，800?C為最佳灰化溫度，1800?C為最佳原子化溫度，標(biāo)準(zhǔn)曲線中添加正常人尿，尿液稀釋1:5，加標(biāo)回收率93.2%～109.5%，凍干尿鉛成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定在標(biāo)準(zhǔn)范圍。結(jié)論：將在5μL 1g/L硝酸鈀的基體改進(jìn)劑、800?C灰化溫度、1800?C原子化溫度、標(biāo)準(zhǔn)曲線中添加正常人尿、尿液稀釋5倍的尿液作為尿鉛的最佳檢測(cè)條件，其檢測(cè)結(jié)果更最佳。

鉛是對(duì)人體具有重大危害的一種金屬元素，普遍存在于生存環(huán)境中，呼吸和飲食均可以不同程度的攝取鉛[1]。若不及時(shí)被排除體外，會(huì)在人體積聚，引起神經(jīng)、血管及骨骼等多系統(tǒng)損害[2]。尿鉛含量測(cè)定有助于鉛代謝評(píng)估，石墨爐原子吸收法是較好的測(cè)定方法，具有快速、靈敏及準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。但尿鉛測(cè)定結(jié)果受多種因素影響，為了準(zhǔn)確了解尿鉛的測(cè)定結(jié)果，需探討最優(yōu)測(cè)定條件[3]。本研究旨在分析石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉛結(jié)果的影響因素，為尿鉛準(zhǔn)確測(cè)定提供依據(jù)。

1.資料與方法

1.1 一般資料

儀器與試劑：選取contrAA700原子吸收分光光度計(jì)、尿比重計(jì)、熱解涂層平臺(tái)石墨管、超純水系統(tǒng)、鉛空心陰極燈、硝酸鈀、鉛標(biāo)準(zhǔn)液，凍干人尿鉛成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

1.2 儀器工作條件

283.3nm分析波長(zhǎng)，0.2nm光帶寬度，3mA的燈電流，0.8nm的狹縫，石墨爐工作的條件：氬氣：200mL/min的內(nèi)氣流，1.5L/min的外氣路，熱解平臺(tái)石墨管。基體改進(jìn)劑：1g/L的硝酸鈀，石墨爐升溫程序見表1。

表1.石墨爐升溫程序

1.3 樣品采集

收集清晨尿液約100mL，將其放置于聚乙烯材質(zhì)的試管內(nèi)，然后把蓋擰上，最快的速度測(cè)定尿比重，若測(cè)定值在1.010～1.030算為合格樣品，才能進(jìn)行下一步操作，若測(cè)定值超出上述范圍則需要再次采樣[4]。抽取10mL待測(cè)的樣本，將其放置在聚乙烯材質(zhì)的管中，根據(jù)1:100的比例來添加濃的硝酸，將其放置在4?C的環(huán)境中，需要在2周以內(nèi)全部檢測(cè)。

1.4 制備標(biāo)準(zhǔn)曲線

利用儀器具備的自動(dòng)稀釋能力，將1%的硝酸溶液吸收放置于石墨爐中，同時(shí)將基體改進(jìn)液、鉛標(biāo)準(zhǔn)液及將要測(cè)定的尿液標(biāo)本一同放入石墨爐[5]，然后應(yīng)用儀器自動(dòng)繪制曲線（濃度為：0μg/L、5.0μg/L、10.0μg/L、15.0μg/L、20.0μg/L）。

1.5 測(cè)定樣品

先將待測(cè)的樣品取出，將其放置于室溫中恢復(fù)至室溫，將尿液以1%的硝酸溶液稀釋5倍[6]。取5mL純水，將其加入凍干的人尿鉛成分中，將溶液進(jìn)行充分混勻，然后再次以1%硝酸溶液稀釋5倍。然后把設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線、制備好的空白試劑、尿鉛的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及待測(cè)尿液一同放置于儀器中檢驗(yàn)。

2.結(jié)果與討論

2.1 尿樣采集和校正

收集尿液的時(shí)候注意防止污染，一般采集容量多超過50mL，若取的量太少則不具備代表性。尿液可以使隨機(jī)尿、清晨尿液或者是24h尿，但是以晨尿最佳，且尿比重最好位于1.010～1.030[7]。測(cè)定尿比重以后，將1%的硝酸溶液添加入采集尿液中，且將標(biāo)本放置在4?C環(huán)境下保存。

2.2 基體液改進(jìn)劑及用量選取

尿液中所含物質(zhì)比較多，氯化鈉等無機(jī)鹽占大比重，而且也含有一些有機(jī)成分，所以應(yīng)用石墨爐吸收法測(cè)定尿鉛時(shí)會(huì)有較多干擾因素，需要將這些因素降低最低，就需要在待檢測(cè)的標(biāo)本中添加改進(jìn)劑，能降低干燥、灰化過程中有效成分揮發(fā)，也能有效去除基體對(duì)檢測(cè)的干擾[8,9]。磷酸二氫銨是基體的選材之一，但是其具有灰化不徹底的缺點(diǎn)，不能使將要檢測(cè)尿液的基體徹底清除，也會(huì)產(chǎn)生干擾因素。升高溫度雖然可以提高灰化效果，但也會(huì)影響吸光度。所以，不建議用該物質(zhì)為改進(jìn)劑。氯化物也不適合當(dāng)做改進(jìn)劑，因?yàn)槟蛞褐泻休^多，且檢測(cè)中也會(huì)產(chǎn)生干擾。相比來說，選取1g/L硝酸鈀為改進(jìn)劑是最佳選擇[10]。在操作時(shí)設(shè)置800?C為灰化溫度，同時(shí)調(diào)整改進(jìn)劑的劑量，測(cè)定20μg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)液吸光值，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)選取1g/L硝酸鈀作為改進(jìn)劑的時(shí)候，且將用量設(shè)置為5mL時(shí)，尿鉛的吸收光度相對(duì)穩(wěn)定，因此，建議在測(cè)定尿鉛的時(shí)候，選取1g/L的硝酸鈀5μL為基體改進(jìn)劑。

2.3 灰化溫度

在灰化的時(shí)候設(shè)置溫度較高，較容易引起元素流失，灰化的溫度比較低時(shí)，基體不能燃燒盡，較容易導(dǎo)致分析元素、基體元素之間發(fā)生重疊，石墨爐內(nèi)出現(xiàn)元素混亂。所以，灰化溫度比較重要，要在不損傷待測(cè)元素的條件下選取合適的灰化溫度，減少其他元素的干擾[11]。利用石墨爐自身的自動(dòng)程序來獲取最佳灰化溫度，達(dá)到最佳的效果。研究顯示[12]，800?C作為灰化條件時(shí)，測(cè)定出最佳吸收光度，制作曲線峰型也最佳。因此800?C是測(cè)定尿鉛的最優(yōu)灰化條件。

2.4 原子化溫度

將灰化條件設(shè)置成800?C后，再次利用石墨爐的自動(dòng)程序，然后獲取最佳的原子化溫度[13]。研究顯示，1800?C設(shè)置為原子化溫度，其吸收的光度最佳，曲線具有對(duì)稱峰型，不存在拖尾[14]。所以，1800?C溫度條件選作最優(yōu)原子化溫度。

2.5 尿鉛檢測(cè)中添加正常人尿

在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)候，添加一定量的正常人尿液，標(biāo)準(zhǔn)曲線的吸收光度值會(huì)明顯得到改善。然后再進(jìn)行尿鉛檢測(cè)時(shí)，尿鉛的吸收光度值也比較好，其干擾因素也相應(yīng)降低，所以在標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制時(shí)添加一定量正常人的尿液，可以明顯改善檢測(cè)的結(jié)果[15]。因?yàn)槟蛞褐苯舆M(jìn)行尿鉛測(cè)定的時(shí)候，會(huì)存在較多影響因素，為了降低其他因素的影響，在制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)候添加正常人的尿液[16]。如果檢測(cè)者是職業(yè)鉛接觸者，尿鉛的濃度會(huì)較高，甚至超過標(biāo)準(zhǔn)曲線，需要稀釋以后進(jìn)行測(cè)定，用來制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的尿液也需要稀釋。

2.6 尿樣稀釋比例的影響

在檢測(cè)時(shí)需要把尿液稀釋，稀釋比例分別為1:1、1:5以及1:10，在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的凍干人尿鉛也進(jìn)行相同的稀釋倍數(shù)，重復(fù)7次檢測(cè)。樣品稀釋的倍數(shù)越大時(shí)，檢測(cè)結(jié)果的誤差也會(huì)較大。但是，若應(yīng)用1:5的比例，能得到最佳的檢測(cè)效果，回收率也比較好，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)也在其范圍[17]。

3.小結(jié)

因?yàn)槟蛞褐泻休^復(fù)雜的物質(zhì)，檢測(cè)尿鉛成分的時(shí)候會(huì)受到多種因素的影響。選擇合適的改進(jìn)基體，基體用量、灰化條件、原子化的溫度以及尿液的稀釋比例等均會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響。本研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行尿鉛檢測(cè)的時(shí)候，以1g/L硝酸鈀5μL為基體改進(jìn)劑，800?C條件下灰化，原子化以1600?C，1:5的比例稀釋尿樣，在制作標(biāo)準(zhǔn)曲線的時(shí)候添加正常人的尿液等均可以減少檢測(cè)干擾，預(yù)防待測(cè)元素丟失，使原子化的效果最優(yōu)，顯著提高尿液中尿鉛檢測(cè)的靈敏度和精準(zhǔn)度，為尿鉛檢測(cè)提供依據(jù)。

鉛是一種很廣泛的環(huán)境污染物，在生產(chǎn)環(huán)境中主要以蒸氣、鉛煙、鉛塵的形式存在，經(jīng)呼吸道和消化道進(jìn)入人體。進(jìn)入血液中的鉛約有90%與紅細(xì)胞結(jié)合，其余在血漿中。血漿鉛可形成可溶性磷酸氫鉛和與蛋白質(zhì)結(jié)合的形態(tài)，初期主要分布于肝、腎、腦中，以后主要以不溶性磷酸鉛形態(tài)沉積到骨骼中。鉛是作用于全身各系統(tǒng)和器官的毒物，長(zhǎng)期接觸可引起慢性中毒，主要損害神經(jīng)系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等，而急性中毒時(shí)，以腹絞痛、貧血、中毒性肝炎三大癥狀為主要臨床表現(xiàn)。體內(nèi)鉛主要經(jīng)腎臟隨尿排出，小部分隨糞便、乳汁、唾液、汗液等排出。鉛在工業(yè)生產(chǎn)中用途很廣泛，接觸鉛的人數(shù)很多，因此鉛中毒成為最常見的職業(yè)病之一[18]。

尿樣基體復(fù)雜，其所含的大量無機(jī)鹽類及有機(jī)成分均可產(chǎn)生嚴(yán)重的背景吸收干擾測(cè)定，尤其是無機(jī)鹽類，需要較高的灰化溫度才能除去?；一瘻囟鹊倪x擇既要有利于灰化完全和降低背景吸收，又要盡可能保證被測(cè)元素不受損失。可通過測(cè)繪灰化溫度-吸光度、背景值曲線來確定最佳灰化溫度，當(dāng)灰化溫度>10000?C時(shí)，原子吸收及背景開始出現(xiàn)平臺(tái)，背景吸收明顯降低；8000?C最佳。為了盡可能延長(zhǎng)石墨管使用壽命和保證被測(cè)元素不受損失，本方法選擇8000?C、斜坡升溫5s，保持20s進(jìn)行灰化。通過測(cè)繪原子化溫度曲線即原子吸收吸光度隨原子化溫度的變化曲線來確定，18000?C為最佳原子化溫度。從原子吸收信號(hào)峰也可看出，低于18000?C易產(chǎn)生雙峰或拖尾。原子化時(shí)間是使原子吸收信號(hào)在原子化階段回到基線，經(jīng)試驗(yàn)，當(dāng)原子化溫度為18000?C時(shí)，吸收信號(hào)回到基線的時(shí)間為3s，本試驗(yàn)選擇原子化時(shí)間為5s。人體接觸環(huán)境相對(duì)比較復(fù)雜，尿液中可能含有多種金屬元素[19]。按照實(shí)驗(yàn)方法，當(dāng)尿鉛濃度為30μg/L時(shí)，控制相對(duì)誤差在±5%時(shí)，對(duì)尿鉛的測(cè)定結(jié)果無干擾。需要注意的是采集尿樣時(shí)，要防止樣品污染，采集尿樣的容器可用高壓聚乙烯塑料、聚丙烯塑料等容器。測(cè)定尿鉛所用尿樣可采集一次尿、晨尿和2h尿，晨尿是測(cè)定尿鉛的最適宜的尿，適宜尿鉛測(cè)定的比重范圍為1.010～1.030g/cm3，尿樣中加入1%硝酸保存。