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        干灰化-火焰原子吸收分光光度法測定頭發(fā)中鈣鐵鋅銅

        2014-10-17 09:18:52曹顯慶白群華
        應(yīng)用化工 2014年7期
        關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)

        曹顯慶,廖 麗,白群華,賈 燕,肖 虹

        (重慶醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生與管理學(xué)院,重慶 400016)

        人體內(nèi)必需的金屬元素有許多種,其中鈣是人體必需的常量元素,它不但是骨骼和牙齒的主要組成成分,同時(shí)還具有參與細(xì)胞分裂、增殖、收縮、運(yùn)動(dòng)、分泌、興奮活動(dòng)等重要生理功能[1]。鐵、鋅和銅為人的必需微量元素,廣泛分布在人體的臟器組織中,參與人體內(nèi)多種重要的代謝過程和生理作用[1]。頭發(fā)是人體排泄金屬離子的器官之一,頭發(fā)中元素的含量能較敏感而穩(wěn)定地反映個(gè)體長時(shí)期元素的積累狀態(tài)及體內(nèi)水平[2],并間接反映環(huán)境對個(gè)體的影響。測定人發(fā)中的元素含量可為探索疾病原因、研究元素對人體健康的影響提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),對于了解人體長期元素暴露水平、評(píng)價(jià)個(gè)體營養(yǎng)狀況具有一定的指導(dǎo)意義。

        頭發(fā)中金屬元素的測定方法主要有紫外-可見分光光度法、原子吸收分光光度法(AAS)[3-7]、原子發(fā)射分光光度法(AES)、原子熒光光譜法(AFS)、電感耦合等離子-質(zhì)譜法(ICP-MS)[8]等,其中火焰原子吸收分光光度法(FAAS)因其具有靈敏度高、選擇性好、準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好、操作簡便、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),是目前檢測各種樣品中金屬元素含量的首選方法[9-10]。

        本文研究了運(yùn)用干灰化法處理發(fā)樣,用 FAAS連續(xù)測定頭發(fā)中Ca、Fe、Zn、Cu 4種金屬元素。結(jié)果表明,方法簡便有效,能同時(shí)大批量測定樣品,檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

        1 實(shí)驗(yàn)部分

        1.1 試劑與儀器

        硝酸,優(yōu)級(jí)純(臨用前用超純水配成2%濃度);中性洗滌劑;鈣、鐵、銅、鋅標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心,濃度均為1 mg/mL,使用時(shí)配制成所需濃度)。

        日立Z5000原子吸收分光光度計(jì);日立HLA-4S鈣、鐵、鋅、銅空心陰極燈;SX2-4-10馬弗爐;DGG-9240A烘箱等;所有玻璃儀器均用10%稀硝酸溶液浸泡24 h,洗滌備用。

        1.2 混合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液配制

        吸取 Fe、Zn、Cu 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液各 0.10 mL、Ca 標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1.00 mL于同一個(gè)100 mL容量瓶中,用2%HNO3定容。此時(shí)溶液中含 Fe、Zn、Cu各1 mg/L、Ca 10 mg/L。

        1.3 儀器工作條件

        原子吸收分光光度計(jì)的工作條件見表1。

        表1 儀器最佳工作條件Table1 Optimum working conditions of AAS

        1.4 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

        以混合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液為原液,依次對倍稀釋,配成如下系列,見表2。

        表2 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液系列濃度Table2 Concentrations of standard solution

        用FAAS法按1.3節(jié)工作條件分別測定各元素標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液吸光度。以元素濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。4種元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線和相關(guān)系數(shù)見表3。

        表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線Table3 Standard curves

        由表 3 可知,用 FAAS 法測定 Ca、Fe、Zn、Cu 4種元素時(shí),在標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度范圍內(nèi)相關(guān)系數(shù)r均>0.99,說明4種元素的吸光度與濃度間的相關(guān)程度高,線性關(guān)系好。

        1.5 樣品測定

        1.5.1 發(fā)樣預(yù)處理 取枕部距發(fā)根0.5~1.0 cm處頭發(fā)1 g左右于小燒杯中,用中性洗滌劑浸泡15 min,用超純水洗凈,于70℃烘干2 h,冷卻,干燥。

        1.5.2 發(fā)樣測定 準(zhǔn)確稱取干燥后發(fā)樣0.1 g左右置于瓷坩堝中,置于電爐上炭化至無煙。轉(zhuǎn)入馬弗爐520℃灰化2 h。用2%HNO3溶液溶解殘?jiān)?,并定容?0 mL,搖勻,為樣品液。用FAAS法測定各樣品液中4種元素的吸光度。同時(shí)做一試劑空白。分別計(jì)算每個(gè)發(fā)樣中4種元素的含量。

        式中 c——發(fā)樣中某元素的含量,μg/g;

        c1——樣品液中某元素濃度,mg/L;

        c0——空白中某元素濃度,mg/L;

        m——發(fā)樣質(zhì)量,g。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 發(fā)樣預(yù)處理方法

        目前常用的發(fā)樣處理方法主要有濕消化法[3,6-7]、干灰化法[4,8]、微波消解法[5]等。用濕法消化法處理發(fā)樣時(shí),多采用硝酸[6]、硝酸-高氯酸[3,7]、硝酸-過氧化氫[11]等混合酸體系,操作比較繁瑣,速度很慢,而且會(huì)帶來較大污染,在測定時(shí)會(huì)產(chǎn)生基體干擾。微波消解法具有處理樣品速度快、試劑消耗量小、空白值低、精密度高等優(yōu)點(diǎn)[1],但需要有昂貴的專用設(shè)備,價(jià)格從數(shù)萬到數(shù)十萬不等,多數(shù)檢測機(jī)構(gòu)無力承擔(dān)。干灰化法具有簡便快捷、耗用試劑量少、不用加任何輔助劑、空白值低、設(shè)備要求低等優(yōu)點(diǎn),可同時(shí)大批量測定。在采用干灰化法處理發(fā)樣時(shí),若灰化溫度過低,則灰化不完全,有機(jī)物不能完全破壞,若灰化溫度過高,又會(huì)使待測元素?fù)p失(回收率降低)。

        本研究采用干灰化法,樣品徹底炭化后,520℃灰化2 h,灰化效果好,而且各元素回收率都較為理想。

        2.2 精密度

        取4種元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液,用2%HNO3配制成一定濃度的混合溶液,用FAAS法連續(xù)測定各元素吸光度7次,分別計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見表4。

        表4 精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table4 Results of precision test

        由表4可知,4種元素的RSD均<5%,說明方法精密度在允許范圍內(nèi),方法穩(wěn)定性很好。

        2.3 樣本測定

        共檢測發(fā)樣32個(gè),結(jié)果見表5。

        表5 頭發(fā)中4種元素測定結(jié)果Table5 Determination of Fe,Zn,Ca,Cu in hair samples

        由表5可知,4種元素的測定結(jié)果與正常參考值相比最低值均低于參考值范圍,最高值有高有低。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),比較樣本測定結(jié)果與正常參考值的平均值,發(fā)現(xiàn)Fe、Zn的樣本檢測結(jié)果顯著低于正常參考值的平均值。

        2.4 加標(biāo)回收率

        取預(yù)處理后混合發(fā)樣8份,6份分別做高、中、低濃度加標(biāo)(平行樣),2份為本底,測定加標(biāo)后發(fā)樣中各元素含量,計(jì)算發(fā)樣中的各元素加標(biāo)回收率,結(jié)果見表6。

        表6 加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table6 Results of recovery test

        由表6可知,4種元素的加標(biāo)回收率均在83.65% ~113.2%,說明本方法在樣品處理過程中不造成待測元素明顯損失,方法可靠。

        3 結(jié)論

        應(yīng)用干灰化-火焰原子吸收分光光度法-連續(xù)測定頭發(fā)中鈣、鐵、鋅、銅4種元素,方法簡便有效,精密度好,準(zhǔn)確度符合要求,能同時(shí)大批量測定樣品,檢測結(jié)果滿意。

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