雖然可以用來進行檢測的儀器種類很多,但是由于人體中很多重金屬含量較低(例 如WS/T113-1999職業接觸鎘及其化合物的生物限值,尿鎘為5μg/g 肌酐,血鎘5μg/L),為實際檢測工作提升了難度。根據國家衛生健康標準GBZ/T 308-2018,利用電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS),實現、快速測定人體尿液中的重金屬元素。
1. 儀器簡介
ICP-MS 2000E是天瑞儀器自主研發的電感耦合等離子體質譜儀(如圖1),采用碰撞反應池技術,有效地消除多原子離子干擾,具有檢出限低、靈敏度高、線性動態范圍寬、重現性和重復性高等特點。
圖1.ICP-MS 2000E電感耦合等離子體質譜儀外觀圖
2. 試劑儀器
HNO3(A.R.,薩勞);
超純水(18.25MΩ•cm,密理博);
元素標準溶液(10mg/L,Inorganic Ventures);
ICP-MS2000E(江蘇天瑞儀器股份有限公司)。
3. 標準曲線繪制
3.1 配置混和標準溶液中間液
混合標準溶液A:分別移取0.5mL V、Cr、Co、Cd、Tl、Pb(10mg/L)的標準溶液于50mL的容量瓶中,加入1%硝酸溶液定容至刻度并搖勻;
混合標準溶液B:分別移取2.5mL Y、In、Ho(10mg/L)的標準溶液于25mL的容量瓶中,加入1%硝酸溶液定容至刻度并搖勻。
3.2 標準曲線繪制
將配置好的標準混合溶液A分別移取0、0.1、0.25、0.5、1和2.5mL于一系列50mL的容量瓶中,同時加入標準溶液B作為內標,校正儀器漂移和基體所帶來的影響。
4. 前處理
移取尿液2.5mL于100mL的容量瓶中,加入1mL硝酸及1mL Y、In、Ho的混合標準B(1mg/L),用超純水稀釋至刻度并搖勻以待分析,同時做樣品。
5. 儀器工作參數
采用10μg/L Li/Co/In/Ce/U調諧液優化儀器參數,使其靈敏度高,同時氧化物產率及雙電荷產率低于3%。其中51V由于受到35Cl16O干擾,故標準模式下無法對釩進行測量。因此利用六極桿碰撞反應池技術對釩元素進行測試,采用1%鹽酸介質的Co(10μg/L)的標準液進行儀器參數優化,使59Co/51V的比值大于18。所得儀器參數為:RF電源功率1300w,等離子體氣13L/min,輔助氣1.06L/min,載氣1.2L/min,He/NH3流量為4.2 mL/min(NH3占1% V/V)。
6. 實驗數據
在優化儀器的參數條件下,連續測定樣品10次,以三倍標準偏差對應的濃度為檢出限;以10倍標準偏差所對應的濃度為方法定量下限。對樣品溶液平行測定10次,計算其精密度;測定加標后溶液,計算其加標回收率(表1)。
表1. 檢出限、回收率及精密度數據
同位素 | 檢出限 (ng/L) | 稀釋后樣品濃度(μg/L) | 原液濃度 (μg/kg) | 加標1μg/L后的測量值(μg/L) | 加標回收率(%) | 精密度 (%) |
51V* | 0.63 | 0.0021 | 0.084 | 0.18 | 88.5 | 5.17 |
52Cr | 53.16 | 1.08 | 43.00 | 2.10 | 102.2 | 4.81 |
59Co | 4.94 | 0.075 | 3.00 | 1.05 | 97.2 | 2.56 |
114Cd | 3.86 | 0.013 | 0.50 | 1.04 | 104.5 | 1.42 |
205Tl | 1.18 | 0.0039 | 0.16 | 0.94 | 94.1 | 1.58 |
208Pb | 15.70 | 0.061 | 2.46 | 1.02 | 96.1 | 3.70 |
注:*表示51V在He/NH3模式下采用標準加入法來進行測試,同時采用加標0.2μg/L來計算其回收率。
7. 結論
由表1可知,電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS 2000E測定尿液中6種重金屬,除了要考慮樣品基體抑制效應外,還要選擇合適的內標元素以校正基體和儀器漂移所帶來的影響。本實驗數據表明,該方法檢出限在0.63ng/L~53.16ng/L之間,加標回收率在89.54%~104.50%之間,精密度在1.42%~5.17%之間。采用ICP-MS 2000E,具有檢出限低,精密度高,分析速度快,操作簡單,可以滿足測定尿液中的重金屬元素。
8. 參考文獻
國家衛生健康委員會,GBZ/T 308-2018尿中多種金屬同時測定,電感耦合等離子質譜法,中國標準出版社,2018。
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