電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）法測定齒科鑄造合金中鈹元素含量

劉東 湯祥忠 楊永環(huán) 孫小莉

摘 要：本文闡述了使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定齒科鑄造合金中鈹元素含量的方法和步驟。試驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法檢出限為0.000 005mg/L，回收率為95%～98%，線性范圍極寬，是一種簡單、快速、準(zhǔn)確測定齒科鑄造合金中鈹元素含量的較好的檢測方法。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）;齒科鑄造合金;鈹

中圖分類號：TG115.33;TG146.21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2018）29-0130-03

Abstract： The method and procedure for the determination of beryllium in dental casting alloys by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry （ICP-AES） were described. The results showed that the detection limit was 0.000 005mg/L， the recovery was 95%～98%， and the linear range was very wide. It was a simple， rapid and accurate method for the determination of beryllium in dental casting alloys.

Keywords： ICP-AES;dental casting alloy;beryllium

齒科鑄造合金被廣泛用于口腔修復(fù)，制作成牙冠、牙橋、卡環(huán)、基托及各種連接體。在口腔這種潮濕的環(huán)境中，溫度和pH值變化會使齒科鑄造合金腐蝕，腐蝕過程中產(chǎn)生的部分金屬離子與細(xì)胞組織接觸，會產(chǎn)生細(xì)胞毒性和致敏性，嚴(yán)重危害人身健康。在口腔腐蝕產(chǎn)生的有害成分中，鈹元素具有毒性，鈹?shù)幕衔锶缪趸敗⒎敗⒙然敗⒘蚧斚跛徕數(shù)榷拘暂^大，鈹進(jìn)入人體后，難溶的氧化鈹主要儲存在肺部，引起肺炎;可溶性的鈹化合物主要儲存在骨骼、肝臟、腎臟和淋巴結(jié)等處，其可與血漿蛋白作用，生成蛋白復(fù)合物，引起臟器或組織的病變而致癌。鈹從人體組織中排泄出去的速度極其緩慢，因此，必須嚴(yán)格控制齒科鑄造合金中鈹元素的含量。國標(biāo)中明確規(guī)定齒科鑄造合金中鈹含量不得大于0.02%。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法具有簡便、快捷、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可以被應(yīng)用到齒科鑄造合金中鈹元素檢測中[1]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 方法原理

齒科鑄造合金經(jīng)微波消解成樣品溶液，然后使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行試驗(yàn)，樣品溶液由載氣（氬）帶入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化后，以氣溶膠形式進(jìn)入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā)，發(fā)射出含鈹元素的特征譜線，根據(jù)鈹元素特征譜線強(qiáng)度和樣品溶液中鈹元素濃度成正比確定樣品中鈹元素的含量[2]。

1.2 儀器與試劑

CEM MARS6 微波消解儀（美國培安）;Optima 7000DV型ICP-OES（美國Perkinelmer公司）。

鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液10mg/L（國家有色金屬及電子材料分析測試中心）;濃HNO3，UP級（蘇州晶瑞化學(xué)有限公司）;濃HCl，UP級（蘇州晶瑞化學(xué)有限公司）。

1.3 樣品檢驗(yàn)液制備

取0.10～0.20g（精確至0.000 1g）樣品于微波消解罐中，分別加入HCl 6ml，HNO3 2mL，置于電熱板上120℃預(yù)消解1h，冷卻，加蓋密封，移入微波消解系統(tǒng)中進(jìn)行微波消解，微波消解時間15min，5min內(nèi)溫度達(dá)到200℃，保持10min，冷卻后移入50mL容量瓶中用去離子水定容至刻度，搖勻，待測。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線配置和測定

依次在6個100mL容量瓶中加入鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mg/L）0、0.1、0.5、1、5mL和10mL用1%的稀硝酸溶液對其進(jìn)行稀釋，定容至100mL刻度，搖勻。表1為儀器參數(shù)，于儀器自動進(jìn)樣器上放置標(biāo)樣和樣品，選取干擾較少的313.107nm分析波長進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

依次自動化進(jìn)樣0、0.01、0.05、0.1、0.5mg/L和1.0mg/L鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液，對其發(fā)射強(qiáng)度值進(jìn)行測定，測定結(jié)果如表2所示。

鈹元素標(biāo)準(zhǔn)曲線是在參考儀器測定結(jié)果的基礎(chǔ)上擬合出來的，標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示，通過線性擬合，鈹元素標(biāo)準(zhǔn)曲線在被測在范圍0～1mg/L內(nèi)回歸方程和相關(guān)系數(shù)依次為：y=6 644 893x-10 818與R2=0.999 9，擬合出來的曲線相關(guān)系數(shù)較高，驗(yàn)證了等離子體作用下被測元素離子發(fā)射強(qiáng)度與含被測離子的溶液濃度成正比的關(guān)系。

2.2 測定相對標(biāo)準(zhǔn)偏差

選取兩種不同的齒科鑄造合金樣品，分別多次進(jìn)行鈹元素測定，對兩組樣品的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行對比分析，具體結(jié)果如表3所示，兩組樣品相對標(biāo)準(zhǔn)偏差依次為1.34%和2.36%，這兩組樣品經(jīng)過檢測得出其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差都在5%以下。這和質(zhì)控指標(biāo)體系對相對標(biāo)準(zhǔn)偏差提出的要求相契合。

2.3 測定加標(biāo)回收率

選取一定量的齒科鑄造合金樣品，測定加標(biāo)回收率。依次將0.1、0.2mg/L和0.5mg/L鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液在樣品處理環(huán)節(jié)一并加入進(jìn)行消解處理，并對其回收率進(jìn)行分析，對測定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確定其可靠性，具體測定結(jié)果如表4所示。

2.4 檢出限的測定

連續(xù)進(jìn)行10次空白測試，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，按公式（1）計算檢出限。

空白測定標(biāo)準(zhǔn)偏差為12.639 1，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為6 644 893。根據(jù)公式（1）進(jìn)行檢出限計算，計算結(jié)果為0.015 7g/L，遠(yuǎn)低于國標(biāo)中對鈹含量限制值的要求。可見，齒科鑄造合金中鈹元素含量可以用電感耦合等離子體光譜法進(jìn)行檢測。

3 結(jié)語

通過上述分析可知，電感耦合等離子體光譜法可以對微波消解后的齒科鑄造合金中鈹元素進(jìn)行準(zhǔn)確測定，檢測結(jié)果相對標(biāo)準(zhǔn)偏差都在5%以內(nèi)，并且有理想的加標(biāo)回收率。此方法對齒科鑄造合金中的鈹元素進(jìn)行檢測，儀器檢測指標(biāo)滿足國標(biāo)要求，適用性較好，應(yīng)用價值顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鑫，尚士進(jìn)，高峰，等.國產(chǎn)微波消解儀在合金鋼常量元素檢測中的應(yīng)用[J].分析儀器，2017（6）：158-160.

[2]杜米芳.微波消解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定鎳基合金中硅[J].冶金分析，2017（4）：71-75.