石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉻的實(shí)驗(yàn)條件探討

馬穎 岳銀玲▲

1.中國食品藥品檢定研究院，北京100050；2.中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所，北京100050

石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉻的實(shí)驗(yàn)條件探討

馬穎1岳銀玲2▲

1.中國食品藥品檢定研究院，北京100050；2.中國疾病預(yù)防控制中心環(huán)境與健康相關(guān)產(chǎn)品安全所，北京100050

目的對(duì)石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉻的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行探討，并確定方法最佳試驗(yàn)條件，以改善并提高本方法的靈敏度和準(zhǔn)確度。方法優(yōu)化石墨爐在測(cè)定尿鉻的升溫程序，確定最佳樣品保存酸度和保存時(shí)間，應(yīng)用硝酸銨基體改進(jìn)劑改善背景干擾，比較并確定合適的線性范圍，對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率和精密度測(cè)定。結(jié)果對(duì)石墨爐測(cè)定尿鉻的升溫程序進(jìn)行優(yōu)化后提高了測(cè)定方法的靈敏度，確定使用1%的硝酸作為樣品的保存酸度，加入10 μL 30%的硝酸銨基體改進(jìn)劑，經(jīng)比較后確定0～10 μg/L鉻工作曲線作為最佳線性范圍。對(duì)54份尿樣進(jìn)行測(cè)定，樣品均值加標(biāo)回收率為97%～110%，精密度均值為3.57%～7.89%。結(jié)論應(yīng)用石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉻，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行探討后，確定樣品最佳保存酸度和保存時(shí)間，通過優(yōu)化石墨爐升溫程序并加入硝酸銨基體改進(jìn)劑，確定0～10 μg/L鉻線性范圍后，方法更可靠，靈敏度更高，

石墨爐；原子吸收法；尿鉻；基體改進(jìn)劑

鉻進(jìn)入人體后主要積聚在肝、腎和內(nèi)分泌腺中，其代謝和被清除的速度緩慢。過量接觸鉻的化合物可引發(fā)急性中毒，如接觸性皮炎、頭痛、消瘦、消化道障礙等，嚴(yán)重暴露時(shí)也將出現(xiàn)致癌的情形[1]，有報(bào)道認(rèn)為鉻作業(yè)工人支氣管癌的發(fā)病率較高。此外，一些含鉻制品，如近年來鎳鉻合金烤瓷牙冠長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性及生物安全性[2]也引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。鉻鹽經(jīng)呼吸道、胃腸道和皮膚等不同途徑進(jìn)入機(jī)體后主要由尿排出，同時(shí)，尿液采集方便，國內(nèi)已建立了尿鉻分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。但至今我國尚無可溶性鉻鹽接觸生物接觸限值的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[3]。目前尿鉻的主要測(cè)定方法有分光光度法（WS/T 36-1996尿鉻的分光光度測(cè)定方法）和原子吸收法（WS/T 37-1996尿中格的石墨爐原子吸收光譜測(cè)定方法）。但分光光度法存在靈敏度較低，操作繁瑣，需用試劑較多等弊端；石墨爐原子吸收法測(cè)定鉻具有靈敏度高，樣品和試劑需用量較少，可以在較短的時(shí)間內(nèi)處理大批量樣品，但鉻屬于高溫元素，特別是尿鉻機(jī)體比較復(fù)雜，在測(cè)定時(shí)存在背景較高，吸光度值不穩(wěn)定等問題。本文就石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉻時(shí)，儀器條件選擇，樣品保存酸度、基體改進(jìn)劑、曲線線性范圍等條件進(jìn)行探討，以確定最佳實(shí)驗(yàn)條件，并用此條件對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定。

1 材料與方法

1.1 主要儀器及設(shè)備

UNICAM989原子吸收分光光度計(jì)（以氘燈為背景校正）；自動(dòng)進(jìn)樣器；鉻空心陰極燈；具塞比色管（10 mL）。

1.2 主要試劑

優(yōu)級(jí)純硝酸；1.00 mg/mL鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液（國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心）：臨用時(shí)用0.5%HNO3稀釋成100 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液；30%的硝酸銨溶液。所有試劑均用高純水稀釋。

1.3 方法

1.3.1 優(yōu)化石墨爐升溫程選擇379.5 nm波長(zhǎng)，7.5 mA燈電流，0.5 nm狹縫，以峰高方式測(cè)量，使用氘燈背景校正器。對(duì)石墨爐的干燥、灰化、原子化升溫程進(jìn)行優(yōu)化，并確定最佳升溫程序。

1.3.2 尿樣保存酸度和保存時(shí)間實(shí)驗(yàn)將尿樣混勻后放入5個(gè)100 mL聚乙烯塑料瓶?jī)?nèi)，分別加入0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 mL優(yōu)級(jí)純硝酸，使其酸度為：0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，測(cè)定不同酸度保存條件下對(duì)樣品的影響。將加入1.0 mL優(yōu)級(jí)純硝酸的樣品，放入4℃冰箱中保存，在保存期為0、1、3、5、7、10 d時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，并觀察其濃度變化。

1.3.3 硝酸銨基體改進(jìn)劑用量實(shí)驗(yàn)配制濃度為30%硝酸銨溶液，分別測(cè)定其1、3、5、10 μL用量時(shí)對(duì)背景干擾的影響。

1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍確定實(shí)驗(yàn)在上述的儀器條件下，取100 μg/ L的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液于自動(dòng)進(jìn)樣杯中，由自動(dòng)進(jìn)樣器吸取10 μL硝酸銨基體改進(jìn)劑，用儀器自動(dòng)稀釋功能分別配制0～10、0～15、0～20 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)系列，進(jìn)樣體積為20 μL，確定最佳曲線范圍。

1.3.5 尿樣測(cè)定將事先測(cè)好比重并已酸化好的尿樣從冰箱取出，放置恢復(fù)到室溫后，取5.0 mL于10 mL具塞比色管中，用純水定容至刻度，混勻，按標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果

2.1 石墨爐升溫程序優(yōu)化條件的選擇

由于尿樣機(jī)體復(fù)雜，含有大量的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)鹽類，多采用平臺(tái)石墨管進(jìn)行測(cè)量[4]，經(jīng)試驗(yàn)選擇合適的干燥和灰化溫度可以減少干擾因素的影響，也可達(dá)到降低背景值的目的。本方法采用兩步干燥，第一步100℃，斜坡時(shí)間10 s，保持時(shí)間20 s，第二步，干燥溫度為130℃，保持時(shí)間20 s。隨著灰化溫度的提高，基體干擾逐漸減少，至1 400℃時(shí)，干擾基本消除，可測(cè)得最大且較穩(wěn)定的吸光度。經(jīng)試驗(yàn)，原子化溫度低于2 450℃有雙峰現(xiàn)象產(chǎn)生，溫度為2 450℃，可獲得最大吸收峰，保持時(shí)間為5 s。灰化溫度-吸光度、背景值曲線見圖1，石墨爐最佳升溫程序見表1。

圖1 灰化溫度-吸光度、背景值曲線

表1 石墨爐最佳升溫程序

2.2 酸度及保存時(shí)間對(duì)樣品的影響

2.2.1 酸度對(duì)樣品的影響測(cè)定尿鉻時(shí)，硝酸可協(xié)同NH4NO3去除穩(wěn)定的氯化物的干擾，適量的硝酸也有利于樣品的保存。對(duì)3 μg/L鉻樣品進(jìn)行不同酸度的保存并測(cè)定吸光度時(shí)發(fā)現(xiàn)，酸度由0.1%～1.0%樣品的吸光度值逐漸加強(qiáng)，在1.0%酸度時(shí)吸光度達(dá)到最大，3個(gè)吸光度值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.45%，因此最穩(wěn)定。當(dāng)酸度＞1.0%時(shí)，測(cè)定液中很快出現(xiàn)沉淀，其3個(gè)吸光度值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差已超過4%，增加了測(cè)定結(jié)果的不穩(wěn)定性。同時(shí)，樣品酸度大也會(huì)影響石墨管的使用壽命[5]，故本方法選用的1.0%硝酸濃度對(duì)樣品進(jìn)行保存。結(jié)果見表2。

表2 3 μg/L鉻樣品在不同酸度保存酸度下的吸光度

2.2.2 保存時(shí)間對(duì)樣品的影響將3 μg/L鉻樣品加入1.0 mL優(yōu)級(jí)純硝酸后放入4℃冰箱中保存，在保存期為0、1、3、5、7、10 d時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果為2.94～3.00 μg/L，其變異系數(shù)為0.67%～2.00%，均小于3%，可見，樣品在上述條件下至少可以保存10 d，但圖2可見，隨著時(shí)間的增加，樣品濃度逐漸降低或不穩(wěn)定現(xiàn)象，因此建議最好對(duì)樣品盡快測(cè)定，避免損失。

2.3 基體改進(jìn)劑的使用

選用硝酸銨作為基體改進(jìn)劑[6]可以去除穩(wěn)定氯化物的干擾，加入不同體積30%的硝酸銨溶液對(duì)1 μg/L鉻樣品進(jìn)行測(cè)定，吸光度均值變化結(jié)果見表3。

表3 不同體積基體改進(jìn)劑對(duì)1 μg/L鉻背景值的影響

由表3可知30%的硝酸銨溶液可使1 μg/L鉻背景干擾由0.03 A降低到0.01 A。經(jīng)試驗(yàn)加入0～10 μL的30%硝酸銨溶液時(shí)，去除干擾效果隨基體改進(jìn)劑的加入量逐漸增強(qiáng)，但加入10 μL以上時(shí)則改變效果不太明顯，因此本實(shí)驗(yàn)選擇基體改進(jìn)劑的加入量為10 μL。

2.4 工作曲線線性

將鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液、稀釋液、空白液及基體改進(jìn)劑分別放于自動(dòng)進(jìn)樣器的相應(yīng)位置，用儀器自動(dòng)稀釋功能配制濃度為0～10、0～15、0～20 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)系列，其r值分別為0.999 3、0.995 6、0.986 8，線性趨勢(shì)見圖3。

由圖3可見，0～15、0～20 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)系列隨著濃度的增加，線性有彎曲的現(xiàn)象，因此，最佳工作曲線選擇0～10 μg/L鉻線性范圍。

2.5 對(duì)實(shí)際樣品的測(cè)定

取54份人尿樣本，盡快測(cè)定其比重，按優(yōu)化條件進(jìn)行測(cè)定，并在樣本中加入濃度為1、3、5 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定其回收率和精密度，結(jié)果顯示：樣品加標(biāo)回收率均值為97%～110%，精密度均值為3.57%～7.89%。結(jié)果見表4。

表4 樣品均值加標(biāo)回收率、精密度值

3 討論

使用石墨爐原子吸收法測(cè)定尿鉻時(shí)，實(shí)驗(yàn)條件對(duì)測(cè)定結(jié)果影響很大。本文對(duì)石墨爐升溫程序進(jìn)行優(yōu)化，選用1%硝酸濃度對(duì)樣品進(jìn)行保存，樣品在4℃冰箱中保存10 d，在0、1、3、5、10 d對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，變異系數(shù)均小于3%，采用10 μL 30%硝酸銨作為基體改進(jìn)劑可使1 μg/L鉻背景干擾由0.03 A降低到0.01 A。進(jìn)樣體積為20 μL時(shí)，對(duì)0～10、0～15、0～20 μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)行測(cè)定，r值分別為0.999 3、0.995 6、0.986 8，觀察曲線圖形，隨著濃度的增加，線性有彎曲的現(xiàn)象，因此，選擇0～10 μg/L鉻線性范圍作為最佳工作曲線。對(duì)54份尿樣按選定實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行測(cè)定，加標(biāo)回收率均值為97%～110%，精密度均值為3.57%～7.89%，結(jié)果令人滿意。

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[2]王佩，章海寧，陳德福，等.鎳鉻合金烤瓷冠修復(fù)后患者血液和尿液鎳鎘元素含量監(jiān)測(cè)分析[J].河北醫(yī)藥，2011，33（12）：1831-1833.

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Experiment condition exploration of urine Chromium determination by craphite furnace atomic absorption spectrometry

MA Ying1YUE Yinling▲
1.National Institutes for Food and Drug Control,Beijing100050,China;2.Institute of Environment Health and Related Product Safety,China CDC,Beijing100050,China

Objective To explore the experiment condition of urine Chromium determination by graphite furnace atomic absorption spectrometry(GFAAS),and ascertain the optimum experiment condition in order to improve and increase its sensitivity and accuracy.Methods The temperature program of urine Chromium determination was optimized by graphite furnace,and defined the best preserved acidity and storage time of samples.Ammonium nitrate as a matrix modifier was used to improve background absorption.The appropriate linear range,and measured the standard recovery rate and its accuracy of the real samples were compared and determined.Results After the optimization of temperature program for determining urine Chromium by graphite furnace,it improved its sensitivity.The preserved acidity of sample was 1%nitric acid with 10 μL 30%ammonium nitrate as its matrix modifier,and 0-10 μg/L Chromium working curve was ascertained as the best linear range after comparison.54 samples of urine were measured,the average standard recovery rate of the samples was 97%-110%,and the average accuracy was 3.57%-7.89%.Conclusion Application of GFAAS is used to measure urine Chromium,after the exploration of experiment condition,the optimum preserved acidity and time of samples are determined.It becomes more reliable and sensitive after optimization of temperature program of graphite furnace with the addition of ammonium nitrate as its matrix modifier,and the ascertained linear range with 0-10 μg/L of Chromium.

Graphite furnace;Atomic absorption spectrometry;Urine Chromium;Matrix modifier

O657.31

A

1673-7210（2012）09（b）-0127-03

2012-07-02本文編輯：衛(wèi)軻）

馬穎，女，主管技師；研究方向：儀器檢驗(yàn)與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。▲