張巍偉，康婉潔，姜 泓

(中國醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，遼寧 沈陽 110122)

ICP-MS測定鉛作業(yè)工人血鉛含量

張巍偉，康婉潔，姜 泓*

(中國醫(yī)科大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院，遼寧 沈陽 110122)

建立血中鉛含量的測定方法. 采用ICP-MS測定鉛作業(yè)工人血中鉛的含量. 結(jié)果表明所建方法靈敏、精確、快速、線性范圍寬，可用于血中鉛的含量測定. 鉛作業(yè)工人血鉛含量與血鋅原卟啉含量有相關(guān)性(P<0.05)，為血鉛含量的測定及職業(yè)鉛中毒的安全防控提供實驗數(shù)據(jù).

電感耦合等離子質(zhì)譜法；鉛；鋅原卟啉

鉛(Pb)是一種危害人體健康的重金屬污染物[1]，對人體各個系統(tǒng)和器官均有毒性作用，鉛隨血液循環(huán)流動分布到全身各組織和器官，影響血紅細(xì)胞和腦、腎、神經(jīng)系統(tǒng)功能[2]. 目前用于鉛測定的方法很多，主要有原子吸收分光光度法[3-4]、原子熒光光譜法[5]、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法[6]等. 近幾年，電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)因其定量準(zhǔn)確、測定快速、靈敏度高，線性范圍寬等優(yōu)勢在生物樣品元素分析中被廣泛應(yīng)用[7]. 鉛作業(yè)工人最常見的職業(yè)病便是鉛中毒，其中蓄電池行業(yè)中鉛中毒最為常見. 因此，本研究利用ICP-MS法對鉛作業(yè)工人血中的鉛進行測定，并對血中鉛含量與紅細(xì)胞鋅原卟啉(ZPP)含量的關(guān)系進行了分析，為血鉛含量的測定及鉛中毒的安全防控提供實驗數(shù)據(jù).

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

7600型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS，美國安捷倫公司)，ZPP-5600型血鋅原卟啉測定儀(蘇州納威醫(yī)療科技有限公司). 1 000 mg/L鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液(Pb，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心)；國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)牛全血GBW09133(中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院環(huán)境衛(wèi)生監(jiān)測所)；HNO3及H2O2(BVⅢ級)，HClO4(優(yōu)級純)，實驗用水為超純水(18 MQ cm).

1.2 實驗方法

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)儲備液的制備

分別取鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液適量，分別用5%硝酸稀釋成濃度為1.0 mg/L的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，備用.

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

分別精密量取鉛標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液，用5% HNO3稀釋制成濃度為0、0.2、1.0、2.0、4.0、10.0 μg/L的鉛系列標(biāo)準(zhǔn)溶液.

1.2.3 ICP-MS工作條件

射頻功率1 100 W，等離子氣體流量15 L/min，輔助氣流量1.8 L/min，霧化氣流量0.90 L/min，離子鏡電壓6.0 V，脈沖電壓1 000 V.

1.2.4 樣品溶液的配制

精密量取血樣品0.2 mL，置于消化杯中，加入適量HNO3和HClO4(體積比為20∶1)混合酸消解，放置12 h后，于電熱板逐步加熱(100-120-140-160-180 ℃)，過程中適量補加H2O2，達消解終點(冒白色煙霧)后，加入高純水趕酸，冷卻，去離子水轉(zhuǎn)移，定容為消解紅細(xì)胞鋅原卟啉(ZPP)含量的測定.

使用ZPP3800 型血液鋅原卟啉熒光測定儀，采用表面熒光法測定.

1.2.5 應(yīng)用

選取了本市某蓄電池廠的214名鉛作業(yè)工人(以下稱為接觸組)，其中173名男性工人，41名女性工人，年齡19～53歲，無其他相關(guān)疾病. 此外選取無鉛接觸史的健康成年人50名，其中40名男性，10名女性作為對照組. 按照標(biāo)準(zhǔn)化的無菌操作，使用5 mL注射器采集鉛作業(yè)工人的靜脈血2～3 mL，分別注入肝素抗凝管(用于檢測血鉛)和EDTA-K2抗凝管(用于檢測紅細(xì)胞鋅原卟啉)，充分混合均勻，備用.

1.3 統(tǒng)計分析

使用SPSS17.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，對相關(guān)數(shù)據(jù)使用t檢驗和相關(guān)分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 線性范圍

按照“1.2.3”項下的工作條件，進樣測定，以對照品溶液濃度為橫坐標(biāo)(X)，豐度值為縱坐標(biāo)(Y)，得到鉛元素的線性方程和相關(guān)系數(shù)，結(jié)果y=0.035 6+0.107 8x，線性關(guān)系良好(R2=0.999 1).

2.2 方法檢出限和準(zhǔn)確度

將鉛標(biāo)準(zhǔn)系列溶液連續(xù)測量11次，以3倍空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，計算鉛的檢出限. 結(jié)果鉛的檢出限為0.042 μg/L. 以國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)牛全血標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)考察鉛濃度測定的準(zhǔn)確度. 平行稱取4份各0.25 g標(biāo)物60 ℃烘干恒重，經(jīng)與樣品相同的前處理及測定分析后，總鉛濃度測定結(jié)果為(278±5)μg/L，位于證書標(biāo)準(zhǔn)值(283±18)μg/L范圍內(nèi)，說明本分析方法準(zhǔn)確可靠.

2.3 重復(fù)性試驗

取10份樣品均勻混合(編號：1～10)，分別量取6份，按“1.2.4”項下方法操作，進行分析. 結(jié)果表明，RSD為3.56%，重現(xiàn)性良好.

2.4 回收率試驗

取10份樣品均勻混合(編號：1～10)，分別量取6份，取樣量為樣品的一半，分別添加鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述樣品處理方法和測定條件，分別進行測定回收率. 回收率在94.7%～98.1%之間.

2.5 鉛含量測定

在“1.2.3”項工作條件下，采用ICP-MS法對血中鉛進行測定. 接觸組血鉛檢測值為182.99±79.28 μg/L(n=214)，最高者為429.8 μg/L，最低者為56.3 μg/L. 由圖1可見隨年齡增大，血鉛水平呈現(xiàn)增高趨勢. 由表1可見，接觸組與對照組比較，血鉛含量有顯著性差異(P<0.05)，男性接觸組血鉛水平明顯高于女性接觸組(P<0.05).

圖1 鉛作業(yè)工人血液中鉛的水平Fig.1 Lead levels in blood of lead exposed workers

2.6 紅細(xì)胞鋅原卟啉含量測定

由表1可見，接觸組男性與女性之間，對照組與接觸組同性別之間ZPP含量相比均有顯著性差異(P<0.05).

2.7 接觸組Pb水平與ZPP水平的相關(guān)性分析

由表1可見，接觸組血中Pb含量與ZPP有相關(guān)性(P<0.05)，而對照組血中Pb含量與ZPP無相關(guān)性(P>0.05).

2.8 討論

鉛是一種全身性積蓄性毒物，血鉛濃度是鉛作業(yè)工人健康監(jiān)護指標(biāo)中最有價值的監(jiān)測指標(biāo). 隨著醫(yī)療水平的發(fā)展和對于工人保障制度的完善，要求定期對在職工人進行醫(yī)療健康檢測，因此，建立穩(wěn)定、準(zhǔn)確、靈敏的鉛檢測方法在臨床檢測中具有重要的意義. 本研究建立了ICP-MS測定血中鉛的方法，方法靈敏、精確、快速、線性范圍寬. 并將本法應(yīng)用到本市某蓄電池廠工人血鉛體檢中，結(jié)果表明接觸組血鉛濃度在56.3～429.8 μg/L之間，鉛作業(yè)工人血中鉛水平隨年齡增大，血鉛水平呈現(xiàn)增高趨勢，這可能與工人接觸鉛的年限較長，鉛的長期蓄積有關(guān). 接觸組血鉛含量明顯高于對照組(P<0.05)，說明鉛作業(yè)工人還是存在職業(yè)性鉛中毒的隱患. 接觸組男性血鉛水平明顯高于女性(P<0.05)，可能與女性工人在工廠中多處于輔助崗位，離一線作業(yè)場較遠(yuǎn)有關(guān).

表1 接觸組鉛水平與紅細(xì)胞鋅原卟啉的相關(guān)性分析

鉛能抑制亞鐵絡(luò)合酶的活性，阻斷或抑制細(xì)胞內(nèi)的鐵轉(zhuǎn)運，使原卟啉不能與鐵結(jié)合形成血紅素，而與鋅結(jié)合形成鋅原卟啉，使紅細(xì)胞鋅原卟啉含量增高. 因此，常把紅細(xì)胞鋅原卟啉水平作為早期診斷慢性鉛中毒的依據(jù)[8-9]. 本研究結(jié)果表明，接觸組血中Pb含量與ZPP有相關(guān)性(P<0.05)，進一步證明血鋅原卟啉可以作為鉛作業(yè)工人健康檢查的敏感指標(biāo). 綜上所述，鉛作業(yè)工人進行體檢時，進行血鉛及血鋅原卟啉含量的檢測是臨床上十分重要的指標(biāo)，對早期篩查職業(yè)性鉛中毒具有重要意義.

3 結(jié)論

本研究建立了ICP-MS測定血中鉛含量的方法，方法靈敏、精確、快速、線性范圍寬. 鉛作業(yè)工人血中Pb含量與ZPP有相關(guān)性，血鉛和ZPP水平是鉛作業(yè)工人健康檢查的敏感指標(biāo)，對職業(yè)性鉛中毒的早期篩查具有重要意義.

[1] 洪燈, 許菲菲, 姜士磊, 等. ICP-MS法測定硅膠奶嘴中8種可溶性重金屬[J]. 化學(xué)研究, 2015, 26(2): 170-174.

HONG D, XU F F, JIANG S L, et al. Determination of eight kinds of soluble heavy metals insilicone nipple by ICP-MS [J]. Chemical Research, 2015, 26(2): 170-174.

[2] 田富饒, 楊蘭花, 葉旭炎, 等. 微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定化妝品中的汞、鉛、砷、銻[J]. 化學(xué)研究, 2011, 22(5): 91-94.

TIAN F R, YANG L H, YE X Y, et al. Determination of mercury, lead, arsenic and antimony in cosmetics by inductively coupled plasma mass spectrometry with microwave digestion method [J]. Chemical Research, 2011, 22(5): 91-94 .

[3] 鄭植元, 杜玉枝, 張明, 等. 四種藏藥成方制劑中鉛、砷含量的濕法消化-流動注射氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測定研究[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2015, 35(4): 1037-1042.

ZHENG Y Z, DU Y Z, ZHANG M, et al. Study on content determination of lead and arsenic in four traditional tibetan medicine prescription preparations by wet digestion flow injection-hydride generation-atomic absorption spectrometry [J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2015, 35(4): 1037-1042.

[4] 薛鳴, 任韌, 吳龍, 等. 2011至2012年杭州地區(qū)蓄電池行業(yè)接觸鉛工人血鉛水平[J]. 中華勞動衛(wèi)生職業(yè)病雜志, 2014, 32(4): 282-289.

XUE M, REN R, WU L, et al. The blood lead level of lead workers in Hangzhou battery industry from 2011 to 2012 [J]. Chinese Journal of Industrial Hygiene and Occupational Diseases, 2014, 32(4): 282-289.

[5] 高舸, 陶銳. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定鉛的研究進展[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2005, 15(4): 509-512.

GAO K, TAO R. Development of hydride generation-atomic fluorescence spectrometry for determination of lead[J]. Chinese Journal of Health Laboratory Technology, 2005, 15(4): 509-512.

[6] 丁宇, 顏怡菁, 曹云, 等. 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定人血清中數(shù)種致病元素[J]. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2014, 24(13): 1845-1847.

DING Y, YANG Y J, CAO Y, et al. Determination of pathogenic elements content in humanserum by ICP-OES method [J]. Chinese Journal of Health Laboratory Techno-logy, 2014, 24(13): 1845-1847.

[7] 曾靜, 閆賴賴, 歐陽荔, 等. 電感耦合等離子體質(zhì)譜法分析大鼠血、毛發(fā)及臟器中鉛濃度及同位素比值[J]. 分析化學(xué), 2011, 39(8): 1176-1180.

ZENG J, YAN L L, OU Y L, et al. Determination of lead concentration and isotopic ratios of blood, hair and tissues in rats by inductively coupled plasma mass spectrometry[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2011, 39(8): 1176-1180.

[8] 陳敏, 班永宏, 仲立新. 鉛作業(yè)工人血鋅原卟啉的測定. 中國衛(wèi)生檢驗雜志, 2007, 17(12): 2211-2212.

CHEN M, BAN Y H, ZHONG L X. Detection of ZPP le-vels in lead-exposed workers [J]. Chinese Journal of Health Laboratory Technology, 2007, 17(12): 2211-2212.

[9] 張愛華, 董明, 陳駿籍, 等. 鋅原卟啉作為環(huán)境鉛污染人群篩查指標(biāo)的可行性研究[J]. 華南預(yù)防醫(yī)學(xué), 2014, 48(5): 436-439.

ZHANG A H, DONG M, CHEN J J, et al. Research of zinc protoporphyrin as screening index for population exposed to environmental leadpollution [J]. South China Journal of Preventive Medicine, 2014, 48(5): 436-439.

[責(zé)任編輯：劉紅玲]

Determination of Pb content in the blood of lead exposed workers by ICP-MS

ZHANG Weiwei, KANG Wanjie, JIANG Hong*

(CollegeofPublicHealth,ChinaMedicalUniversity,Shenyang110122,Liaoning,China)

To establish a method for determination of lead (Pb) content in blood. ICP-MS was used to determine the Pb levels in the blood of lead exposed workers. The results suggested that the method is characteristics of sensitive, accurate, rapid and a wide linear range for the determination of Pb in the blood. The Pb levels in lead exposed workers’ blood were correlated with their zinc protoporphyrin (ZPP) levels (P<0.05) to provide the experimental data for the determination of Pb levels in the blood and safely safety precaution from occupational lead poisoning.

ICP-MS; lead; zinc protoporphyrin

2016-11-17.

中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)教育分會和中國高等教育學(xué)會醫(yī)學(xué)教育專業(yè)委員會2016年醫(yī)學(xué)教育研究立項課題(2016A-YF002)；遼寧省高等教育學(xué)會“十三五”規(guī)劃高教研究立項課題(GHZD160007).

張巍偉(1993-)，女，碩士生，研究方向為衛(wèi)生檢驗學(xué).*

，E-mail：hjiang@cmu.edu.cn.

O657.63

A

1008-1011(2017)02-0169-04