近年來(lái),隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,很多地區(qū)環(huán)境中的空氣、水和土壤受到了一定的污染,給人們的身體健康帶來(lái)了危害,尤其是某些重金屬元素,攝入過(guò)量會(huì)造成肝、腎功能損傷,嚴(yán)重者可能會(huì)導(dǎo)致老年癡呆。因此,重金屬污染越來(lái)越多地受到衛(wèi)生部門(mén)的重視。
雖然可以用來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的儀器種類(lèi)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(yè)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(shí)際檢測(cè)工作提升了難度。根據(jù)*衛(wèi)生健康標(biāo)準(zhǔn)GBZ/T 308-2018,利用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS),實(shí)現(xiàn)高效、快速測(cè)定人體尿液中的重金屬元素。
1. 儀器簡(jiǎn)介
ICP-MS 2000E是天瑞儀器自主研發(fā)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(如圖1),采用碰撞反應(yīng)池技術(shù),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(dòng)態(tài)范圍寬、重現(xiàn)性和重復(fù)性高等特點(diǎn)。
圖1.ICP-MS 2000E電感耦合等離子體質(zhì)譜儀外觀圖
2. 試劑儀器
HNO3(A.R.,薩勞);
純水(18.25MΩ?cm,密理博);
元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(10mg/L,Inorganic Ventures);
ICP-MS2000E(江蘇天瑞儀器股份有限公司)。
3. 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
3.1 配制混和標(biāo)準(zhǔn)溶液中間液
混合標(biāo)準(zhǔn)溶液A:分別移取0.5mL V、Cr、Co、Cd、Tl、Pb(10mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液B:分別移取2.5mL Y、In、Ho(10mg/L)的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)曲線繪制
將配制好的標(biāo)準(zhǔn)混合溶液A分別移取0、0.05、0.1、0.5、0.8和1mL于一系列100mL的容量瓶中,同時(shí)加入1mL標(biāo)準(zhǔn)溶液B作為內(nèi)標(biāo)(定容后*終濃度為10μg/L),校正儀器漂移和基體帶來(lái)的影響。
4. 前處理
移取尿液2.4mL于50mL的容量瓶中,加入0.5 mL硝酸及0.5 mL Y、In、Ho的混合標(biāo)準(zhǔn)B(1mg/L),用純水稀釋至刻度并搖勻以待分析,同時(shí)做樣品空白。
5. 儀器工作參數(shù)
采用10μg/L Li/Co/In/Ce/U調(diào)諧液優(yōu)化儀器參數(shù),使其靈敏度*,同時(shí)氧化物產(chǎn)率及雙電荷產(chǎn)率低于3%。其中51V受到35Cl16O干擾,52Cr受到40Ar12C干擾,故標(biāo)準(zhǔn)模式下無(wú)法對(duì)釩和鉻進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。因此利用六極桿碰撞反應(yīng)池技術(shù)對(duì)釩和鉻元素分別進(jìn)行測(cè)試。51V采用1%鹽酸介質(zhì)的Co(10μg/L)的標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行儀器參數(shù)優(yōu)化,使59Co/51V的比值大于18。得儀器參數(shù)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);52Cr采用10μg/L Li/Co/In/Ce/U調(diào)諧液優(yōu)化59Co的強(qiáng)度,使其信號(hào)達(dá)到*,同時(shí)氧化物控制在1.5%以?xún)?nèi)。得儀器參數(shù)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/ H2流量為2 mL/min(H2占7% V/V)。
6. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
在優(yōu)化儀器的參數(shù)條件下,連續(xù)測(cè)定樣品空白10次,用三倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以曲線斜率對(duì)應(yīng)的濃度為檢出限;以10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差除以曲線斜率對(duì)應(yīng)的濃度為方量下限。其中59Co/111Cd/205Tl/208Pb采用稀釋后的樣品溶液加標(biāo)0.1μg/L進(jìn)行平行測(cè)定7次,計(jì)算其精密度,51V采用稀釋后樣品溶液加標(biāo)0.050μg/L進(jìn)行平行測(cè)定7次,計(jì)算其精密度,52Cr采用樣品溶液濃度平行測(cè)定7次,計(jì)算其精密度;51V/59Co/111Cd/205Tl/208Pb為加標(biāo)后7次測(cè)試濃度取其平均,計(jì)算其加標(biāo)回收率,其中52Cr采用加標(biāo)0.5μg/L后測(cè)試其濃度,算其加標(biāo)回收率(表1)。
表1. 檢出限、回收率及精密度數(shù)據(jù)
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(biāo)0.1μg/L后的測(cè)量值(μg/L) | 加標(biāo)回收率(%) | 精密度 (%) |
51V | 2.83 | 0.0088 | 0.18 | 0.058 | 98.4 | 2.98 |
52Cr | 14.30 | 0.13 | 2.71 | 0.72 | 118.8 | 7.26 |
59Co | 1.79 | 0.14 | 3.03 | 0.24 | 95.2 | 1.93 |
111Cd | 3.17 | 0.049 | 1.02 | 0.15 | 101.0 | 2.35 |
205Tl* | 0.58 | <0.019 | <0.40 | 0.11 | 110.0 | 2.26 |
208Pb | 0.47 | 0.0092 | 0.19 | 0.12 | 110.8 | 3.74 |
注:由于樣品中205Tl的含量低于檢出限,故用定量限表示。
7. 結(jié)論
由表1可知,電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS 2000E測(cè)定尿液中6種重金屬,除了要考慮樣品基體抑制效應(yīng)外,還要選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素以校正基體和儀器漂移帶來(lái)的影響。本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,該方法檢出限在0.47ng/L~14.30ng/L之間,加標(biāo)回收率在95.2%~118.8%之間,精密度在1.93%~7.26%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(jiǎn)單,可以滿(mǎn)足測(cè)定尿液中的重金屬元素。
8. 參考文獻(xiàn)
*衛(wèi)生健康委員會(huì),GBZ/T 308-2018尿中多種金屬同時(shí)測(cè)定,電感耦合等離子質(zhì)譜法,中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2018。