原子熒光光度法在醫(yī)用硅酮凝膠敷料砷含量測(cè)定中的應(yīng)用

郭艷，劉東，孫小莉，李平，白潔芳，田林奇

河南省醫(yī)療器械檢驗(yàn)所 （河南鄭州 450003）

醫(yī)用硅酮具有抑制體表外傷、燒傷、手術(shù)等原因引起的增生性瘢痕的作用，其相應(yīng)的凝膠敷料使用方便，易于涂抹，可揉搓被皮膚吸收，在治療增生性瘢痕等患者時(shí)應(yīng)用范圍較廣。對(duì)于砷的分子毒理學(xué)研究表明，砷化物可影響生物大分子合成和代謝、基因擴(kuò)增和表達(dá)及DNA損傷和修復(fù)[1]，并具有胚胎毒性和致畸作用，導(dǎo)致人類低出生體重率和畸胎率增高[2]。砷化物可經(jīng)皮膚或創(chuàng)面吸收，長(zhǎng)期接觸砷化物易引起慢性中毒，因此為保證醫(yī)用硅酮凝膠敷料的安全性，必須嚴(yán)格控制該類產(chǎn)品中砷的含量。目前，醫(yī)用硅酮凝膠敷料產(chǎn)品技術(shù)要求中規(guī)定產(chǎn)品中砷含量不得超過10 mg/kg。砷的測(cè)定方法包括原子吸收法、原子熒光法、電感耦合等離子原子發(fā)射光譜法等。相較于其他方法，原子熒光法是20世紀(jì)80年代以來我國(guó)發(fā)展較快的一種新的痕量分析技術(shù)，具有簡(jiǎn)便、快捷、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)[3]。本研究以醫(yī)用硅酮凝膠敷料為觀察對(duì)象，采用濕法消解樣品，建立原子熒光光度法測(cè)定醫(yī)用硅酮凝膠敷料中砷含量的測(cè)定方法，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

PF5原子熒光光度計(jì)（上海添時(shí)科學(xué)儀器有限公司）；硫脲（CH4N2S）[分析純，薩恩化學(xué)技術(shù)（上海）有限公司]；抗壞血酸（分析純，阿法埃莎化學(xué)試劑有限公司）；砷標(biāo)準(zhǔn)溶液（100 mg/L） （國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；NaOH（分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；硼氫化鉀（KBH4） （分析純，阿法埃莎化學(xué)試劑有限公司）；H2SO4（分析純，阿法埃莎化學(xué)試劑有限公司）；HNO3（優(yōu)級(jí)純，蘇州晶瑞化學(xué)有限公司）；HCl（優(yōu)級(jí)純，蘇州晶瑞化學(xué)有限公司）；（1+9）硫酸（量取50 ml硫酸緩慢加入盛有200 ml水的燒杯中，邊加邊攪拌，冰水浴中冷卻至室溫，然后轉(zhuǎn)移至500 ml容量瓶中，用水洗滌燒杯3次以上并轉(zhuǎn)移至容量瓶中，最后加水定容至500 ml）；5%硫脲+5%抗壞血酸混合溶液（稱5.0 g硫脲置于200 ml燒杯中，再稱5.0 g抗壞血酸置于之前的燒杯中，用量筒量取100 ml水，緩慢倒入裝有硫脲和抗壞血酸的燒杯中，邊加水邊攪動(dòng)，直至硫脲和抗壞血酸徹底溶解即得）。

1.2 方法

1.2.1 儀器測(cè)定條件

PF5原子熒光光度計(jì)儀器測(cè)定條件：燈電流40 mA，光電倍增管電壓260 V，原子化器高度10 mm，載氣流量280 ml/min，屏蔽氣流量500 ml/min。儀器測(cè)量方式采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，以峰面積讀數(shù)，讀數(shù)延遲時(shí)間為5 s，進(jìn)樣體積為2 ml，硼氫化鉀加液時(shí)間為10 s。

1.2.2 樣品檢驗(yàn)液制備

于2個(gè)250 ml錐形瓶中加入精確稱量的1 g樣品2份，分別加入25 ml硝酸，搖晃均勻后于電加熱板上緩慢加熱至冒白煙后移去熱源；冷卻至室溫后加入2 ml硫酸，繼續(xù)放于電加熱板上加熱消解，放置冷卻后加入20 ml水，繼續(xù)加熱至產(chǎn)生白煙；注意消解過程不可將溶液蒸干，否則會(huì)造成樣品中砷元素?fù)]發(fā)，從而導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏低；如果將溶液蒸干需要重新稱取樣品進(jìn)行消解實(shí)驗(yàn)；消解液剩余至1～2 ml時(shí)，轉(zhuǎn)移至25 ml容量瓶中，加2.5 ml 5%硫脲+5%抗壞血酸混合溶液，補(bǔ)加水至刻度，混勻，同法制備做試劑空白，待測(cè)[4]。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線配制

先將100 mg/L 砷標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成含砷1 000 ng/ml的砷標(biāo)準(zhǔn)中間液，依次在5個(gè)100 ml容量瓶中加入此砷標(biāo)準(zhǔn)中間液0.0 ml、0.1 ml、0.5 ml、1.0 ml、1.5 ml（砷標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為0.0 ng/ml、1.0 ng/ml、5.0 ng/ml、10.0 ng/ml、15.0 ng/ml），各加（1+9）硫酸50 ml，5% 硫脲 +5% 抗壞血酸混合溶液10 ml，補(bǔ)加水至刻度，混勻待測(cè)。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定

依次取待測(cè)溶液2 ml注入熒光分光光度計(jì)，記錄各次色譜峰峰面積，根據(jù)峰面積-砷濃度曲線，求得樣品中砷含量。

1.2.5 精密度實(shí)驗(yàn)樣品測(cè)定

精密稱取2種醫(yī)用硅酮凝膠敷料樣品1 g，每種樣品稱取5份，依照1.2.2樣品檢驗(yàn)液的制備方法制備精密度實(shí)驗(yàn)樣品溶液，并依照1.2.4進(jìn)行樣品測(cè)定。

1.2.6 加標(biāo)回收樣品測(cè)定

精密稱取6份0.5 g醫(yī)用硅酮凝膠敷料樣品于6個(gè)250 ml錐形瓶中，其中2份分別加入0.025 ml 1 000 ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，2份分別加入0.125 ml 1 000 ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，2份分別加入0.25 ml 1 000 ng/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，依照1.2.2與樣品同法處理，并依照1.2.4進(jìn)行樣品測(cè)定。

1.2.7 檢出限測(cè)定

將1.2.2制備的空白溶液依照1.2.4連續(xù)測(cè)試11次。

2 結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定結(jié)果

依照1.2.4依次測(cè)試0.0 ng/ml、1.0 ng/ml、5.0 ng/ml、10.0 ng/ml、15.0 ng/ml砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到熒光強(qiáng)度值，見表1。

通過線性擬合的標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1），被測(cè)范圍0.0～15.0 ng/ml，砷標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程Y=100.19X+0.3339，相關(guān)系數(shù)R2=0.9996。

表1 測(cè)定結(jié)果

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.2 精密度測(cè)定結(jié)果

依照1.2.4分別測(cè)定1.2.5精密度實(shí)驗(yàn)樣品的砷含量，對(duì)兩種樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)兩種樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為4.2%、2.8%，見表2。

表2 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)定結(jié)果

2.3 回收率測(cè)定結(jié)果

依照1.2.4分別測(cè)定1.2.6回收率實(shí)驗(yàn)樣品的砷含量，并對(duì)其回收率進(jìn)行分析，具體測(cè)定結(jié)果見表3。

表3 加標(biāo)回收測(cè)試結(jié)果

2.4 檢出限測(cè)定結(jié)果

依照1.2.4分別測(cè)定1.2.7檢出限實(shí)驗(yàn)樣品，連續(xù)測(cè)試11次，空白測(cè)定結(jié)果（熒光強(qiáng)度值）If1=0.01，If2=0.52，If3=0.01，If4=0.32，If5=0.02，If6=0.27，If7=0.82，If8=0.63，If9=0.57，If10=0.72，If11=0.16，按公式（1）計(jì)算檢出限：

注：QL為檢出限，S0為11次空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差，b為標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率。

11次空白標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.3909，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為100.19；根據(jù)以上公式進(jìn)行檢出限計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為0.012 ng/ml。

3 討論

原子熒光是原子蒸氣經(jīng)具有特征波長(zhǎng)的光源照射后，其中一些自由原子被激發(fā)躍遷到較高能態(tài)，然后去活化回到某一較低能態(tài)（通常是基態(tài)）而發(fā)射出特征光譜的物理現(xiàn)象。當(dāng)激發(fā)輻射的波長(zhǎng)與產(chǎn)生的熒光波長(zhǎng)相同時(shí)，稱為共振熒光，其是原子熒光分析中最主要的分析線。各種元素都有其特定的原子熒光光譜，根據(jù)原子熒光強(qiáng)度的高低可測(cè)得試樣中待測(cè)元素含量。

醫(yī)用硅酮凝膠敷料經(jīng)濕法消解后，在酸性條件下，五價(jià)砷被硫脲-抗壞血酸還原為三價(jià)砷，然后與硼氫化鉀和酸作用，生成氣態(tài)的砷化氫，由氬氣載入石英原子化器，受熱分解為原子態(tài)砷，在特制砷空心陰極燈的發(fā)射光激發(fā)下產(chǎn)生原子熒光，其熒光強(qiáng)度在一定條件下與被測(cè)液中的砷濃度成正比，可與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量[4]。由于熒光強(qiáng)度受儀器條件的影響，所以我們對(duì)儀器工作條件進(jìn)行了優(yōu)化選擇。首先是光電倍增管的負(fù)高壓與儀器的靈敏度成正相關(guān)，即負(fù)高壓增高，儀器的靈敏度隨之增高，但過高的負(fù)高壓會(huì)產(chǎn)生較大的噪聲[2]，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，260 V負(fù)高壓可滿足分析要求。其次是空心陰極燈的燈電流，燈電流的大小代表激發(fā)光源的強(qiáng)弱，影響著儀器的靈敏度，燈電流大，激發(fā)強(qiáng)度大，則靈敏度高，但燈電流過大不僅會(huì)縮短空心陰極燈的壽命，還會(huì)造成標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的彎曲，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，選擇砷的燈電流為40 mA。另外，原子化器高度也會(huì)影響儀器的靈敏度和精確度，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，選擇原子化器高度為10 mm即可。載氣的作用是將氫化物帶入原子化器的內(nèi)管，載氣流速過低，難以迅速將氫化物帶入原子化器，載氣流速過高，則會(huì)沖稀原子，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，硼氫化鉀溶液的濃度低于10 g/L時(shí)，砷的熒光強(qiáng)度很低[1]，本實(shí)驗(yàn)選擇15 g/L的硼氫化鉀溶液。氫化物發(fā)生反應(yīng)需要有適宜的酸度，砷要求的酸度較高，當(dāng)鹽酸溶液的濃度為5%～30%（體積分?jǐn)?shù)）時(shí)，砷的熒光強(qiáng)度變化不大，本實(shí)驗(yàn)選擇5%的鹽酸溶液作為載流液。

本研究采用原子熒光光度法對(duì)醫(yī)用硅酮凝膠敷料砷含量進(jìn)行精密度、回收率和檢出限等測(cè)定發(fā)現(xiàn)，該方法有較高的精密度、準(zhǔn)確度和較低的檢出限，是一種簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確測(cè)定醫(yī)用硅酮凝膠敷料中砷含量的檢測(cè)方法。