流動注射-氫化物發(fā)生-冷原子吸收分光光度法測定高吸水性止血材料中汞的研究

孫小莉　劉東　楊永環(huán)　湯祥忠　湯曉陽　劉向輝

摘 要：本文通過還原劑、載氣流速及載液濃度等試驗條件的探索，以確定原子吸收分光光度計儀器的最佳工作狀態(tài)。分別采用硝酸-雙氧水、硝酸-硫酸體系，在110℃下消解高吸水性止血材料，用流動注射-氫化物發(fā)生-冷原子吸收分光光度法測定高吸水性止血材料中的汞。結果表明：該方法的分析結果可靠，樣品回收率為97.6%～103.8%，靈敏度為0.013 9ng/mL/1%，檢出限為0.023ng/mL，相對標準偏差（n=6）≤4.0%，線性范圍為0～50ng/mL。

關鍵詞：汞;流動注射;氫化物發(fā)生器;高吸水性止血材料

中圖分類號：O657.31;O614.243 文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2018）26-0143-04

1 研究背景

交通意外、事故或戰(zhàn)場貫通傷往往引起傷員大出血，尤其是涉及周圍大血管創(chuàng)傷出血和實質性臟器（如肝、脾）創(chuàng)傷出血。眾所周知，一個成年人的總血量在4 000mL左右，如果短時間內失血量超過1 000mL，就會發(fā)生休克，表現(xiàn)為臉色蒼白、出冷汗、血壓下降等，出血更多時，甚至會導致死亡。傷后10min被認為是傷員搶救最為寶貴的“黃金時間”，而快速有效地進行止血對提高傷員外傷出血的救治水平具有重要意義[1，2]。止血材料作為醫(yī)院目前急救時穩(wěn)定傷情、降低死亡率的重要手段，其止血速度和止血效果直接關系到傷員的生命安全[3，4]。

本課題組首先以具有良好生物相容性的膠原和高吸水性的透明質酸為主要材料，對材料進行壓縮處理，構建出物理性能和生物相容性良好的微球狀高吸水性能速效止血材料，直接用特制注射器將微球狀材料送至傷口深處，使用簡便且無需包扎。該材料因含有高吸水性透明質酸和止血效果良好的膠原、絲素肽，其在傷口深處能吸收水分和血液迅速膨脹，加速血小板和血蛋白的聚合，同時實現(xiàn)機械壓迫止血和生化止血，其中的膠原成分亦能誘導體內膠原的再生、排列，增強滲出物的吸收，促進創(chuàng)面愈合，而且能進一步誘導成纖維母細胞和異膠原纖維的產生及排列，促進肉芽組織的產生，促進血管和新生瘢痕組織的生成，達到創(chuàng)面修復愈合。在完成創(chuàng)面修復愈合后，該止血材料最終被組織外液所消化、吸收，不會留下異物，無需清創(chuàng)處理。為確保產品的安全無毒，對該材料進行重金屬檢測顯得尤為重要。本試驗主要對高吸水性止血材料的汞含量進行測定。汞主要危害人的神經(jīng)系統(tǒng)，另外也會造成“汞中毒腦癥”，嚴重者可由心力衰竭而導致死亡。另外，汞也會對皮膚黏膜及生殖、泌尿等系統(tǒng)造成損害[5?8]。為了保證高吸水性止血材料的安全性，就需檢驗部門對高吸水性止血材料中的汞含量進行測定，以確保產品的安全性。

氫化物冷原子吸收分光光度法是目前測定汞的方法中靈敏度較高的分析方法之一[9]。流動注射作為一種既能提高工作效率，又能有效提高分析方法的靈敏度和選擇性的新技術，在我國發(fā)展極為迅速。由此，本文利用流動注射-氫化物發(fā)生-冷原子吸收分光光度法（FI-HG-CAAS）測定高吸水性止血材料中的汞。

2 試驗部分

2.1 主要儀器與試劑

2.1.1 主要儀器。VGA 77流動注射氫化物發(fā)生器：美國安捷倫;AA220FS型原子吸收分光光度計：美國瓦里安。

2.1.2 主要試劑。KBH4溶液：將3.0g硼氫化鉀和0.5g氫氧化鈉倒入塑料瓶中，加100mL去離子水溶解。在室溫下一周內使用。

汞標準溶液：1 000mg/L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

10%（V/V）HCl溶液：取5.0mL鹽酸于500mL容量瓶中，定容后作為載液。

4%（V/V）H2SO4溶液：移取4.0mLH2SO4于水中，冷卻至室溫后定容至100mL。

1%（V/V）HNO3溶液：移取1.5mL濃HNO3（65%），用水定容至100mL。

本試驗所用試劑均為分析純或分析純以上。用50%稀硝酸浸泡玻璃儀器48h，去離子水洗凈、烘干、備用。

樣品高吸水性止血材料和高吸水性止血護創(chuàng)材料來源于本課題組研制。

2.2 儀器工作條件

原子吸收分光光度計工作條件：波長253.7nm，狹縫0.5nm，燃燒器高度6mm，燈電流4.0mA，燃燒器位置2.0mm。

氫化物發(fā)生器工作條件：載氣（氬氣）流量100mL/min，載液為體積分數(shù)為4.0%的H2SO4，溶液還原劑為10.0g/L KBH4。

2.3 系列標準溶液配制

準備6個100mL的容量瓶，分別加入0、0.5、1.5、3.0、4.0、5.0mL的汞標準母液，然后用4.0%硫酸溶液定容至100mL。此系列含汞濃度分別為0、5、15、30、40、50ng/mL的一系列標準溶液。

2.4 試樣分析

2.4.1 樣品處理。準確稱取高吸水性止血材料1.0g于100mL比色管中，加入8.0mL 65%的HNO3、2mL 30%的H2O2，在電熱板上110℃消解。消解過程中注意觀察，等消解液揮發(fā)至1.0mL左右時，若溶液仍然顯示出很深的顏色，可在冷卻后適當補加適量的硝酸溶液，再次消解至消解液剩余1.0mL左右。注意觀察樣品的消解程度，避免炭化，待加熱至冒白煙后冷卻。用去離子水轉移消解液至25mL容量瓶中，少量多次用水洗滌容器，然后將洗液合并于容量瓶中，并定容至刻度，備用，依照上述方法制備空白試液和加標試液。

準確稱取高吸水性止血護創(chuàng)材料1.0g于100mL比色管中，加入8.0mL 65%的HNO3、2.0mL 98%的H2SO4，在電熱板上110℃消解，其余消解步驟同高吸水性止血材料的消解過程。

2.4.2 試樣的測定。預熱原子吸收分光光度計，連接原子吸收分光光度計和氫化物發(fā)生器，依照儀器參數(shù)啟動儀器，讀取從低濃度到高濃度依次測定標準溶液的吸光度值，線性擬合標準曲線，然后測定空白和樣品吸光值。

3 結果與討論

3.1 原子吸收分光光度計工作條件的選擇

原子吸收分光光度計燃燒器的位置決定石英吸收管的位置，而石英吸收管的位置則直接影響儀器測定的靈敏度，所以優(yōu)化石英吸收管的位置顯得尤為重要。

先調節(jié)原子吸收分光光度計能量至100%，后對裝上的石英吸收管進行調整，以確保能量最大限度通過吸收管。

3.2 氫化物發(fā)生器工作條件的選擇

3.2.1 硼氫化鉀濃度的選擇。由于汞化合物很容易被還原，生成金屬汞蒸氣，所以硼氫化鉀作為強還原劑，濃度不需要太高。本試驗考察了不同濃度的硼氫化鉀對15、30、50mg/mL等3種不同濃度的汞標準溶液的吸收信號的影響，測試結果見表1。

本試驗結果表明，汞吸光值在硼氫化鉀濃度大于10mg/mL時達到最大;本試驗選用硼氫化鉀的濃度為10mg/mL，另外加入0.5%的氫氧化鈉，以提高其穩(wěn)定性。

3.2.2 載液酸度的選擇。汞的還原反應要求一定的酸度條件。酸度太低，反應較緩慢且不完全;酸度過高，硼氫化鉀會大量分解，產生大量氫氣，從而減少生成物的停留時間[10]，分析準確性和穩(wěn)定性會受到重大影響。本試驗以H2SO4為酸介質，考察了不同H2SO4酸度對汞標準溶液的吸光度值得影響，結果見表2。

汞的還原反應的酸度范圍比較寬泛。本試驗選擇的試驗區(qū)間是H2SO4溶液的濃度為2.0%～8.0%。結果表明，H2SO4溶液的濃度為4.0%～6.0%時，對汞的測定結果影響較小。因此，本試驗選用試驗載液為4.0%的H2SO4溶液。

3.2.3 載氣流量的選擇。本試驗考察了載氣（氬氣）流量為60～180mL/min時，汞標準溶液吸光度值變化，結果見表3。

由表3可知，Ar流量為50～100mL/min時，汞的吸收信號不斷增大;Ar流量為100mL/min時，汞吸收信號出現(xiàn)緩慢下降。反應器中生成的汞化氫氣體由載氣Ar帶入T型電熱石英管中，載氣流量過大時，氫化物濃度被稀釋，導致吸光度下降;載氣流量過小時，不能將氫化物全部載入石英吸收管，也會使汞的吸光度降低[11]。因此，本試驗選擇載氣Ar流量為100mL/min。

3.2.4 共存離子的影響。與試樣共存的金屬離子多數(shù)不能生成氣態(tài)氫化物，所以共存離子對測定的影響很小。依照表1所列條件進行測定，以15ng/mL的汞標準溶液為例，分別進行100倍的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+、Cu2+、Cd2+及A13+等金屬離子的干擾試驗。測定結果表明，以上金屬離子均無明顯干擾，說明該法具有較強的抗干擾能力。

3.3 方法的線性范圍、靈敏度和檢出限

依照擬定的分析步驟和原子吸收分光光度計工作條件進行一系列標準溶液的吸光值的測定，并繪制標準曲線。試驗表明，標準曲線在0～50ng/mL范圍符合Lambert-Beer定律，標準曲線的線性回歸方程為C=0.011 40A-0.005 87，相關系數(shù)[γ]=0.999 3，呈現(xiàn)出良好的線性關系。取11份標準空白溶液，分別測定其吸光度，計算出[SA]，由[XL=3SAS]（其中S為工作曲線的斜率，[S=dA/dc]），計算得檢出限為0.023ng/mL。

3.4 精密度試驗

按照標準溶液的分析步驟和原子吸收分光光度計工作條件進行測定，同樣的試驗條件下對同一樣品進行6次重復測定，結果為1.05%～3.8%，這說明該方法的精密度良好。

3.5 樣品測定及回收率

分別精確稱取已知含量的樣品1.000g 6份，分別加入低、中、高濃度的標準溶液，依照2.4.1對樣品進行消解，回收率試驗測定結果見表4。

從表4可知，該方法的加標回收率為96.4%～103.5%。測試結果表明，該方法的準確度良好，所測高吸水性止血材料和高吸水性護創(chuàng)材料樣品中，汞含量為0.015mg/kg和0.024mg/kg，遠遠低于標準中要求的樣品中汞含量≤1.0mg/kg。

4 結論

本文采用流動注射-氫化物發(fā)生-冷原子吸收光譜法構建了測定高吸水性止血材料中汞的分析方法。試驗結果表明，該分析方法的線性回歸方程為C=0.011 40A―0.005 87，相關系數(shù)[γ]=0.999 3，呈現(xiàn)出良好的線性關系。其加標回收率為97.6%～103.8%，精密度RSD均小于4.0%，該方法完全可以應用于高吸水性止血材料中汞的測定。

參考文獻：

[1]釩李，豐田，陳蕾，等.急救止血材料的研究進展[J].材料導報（綜述篇），2013（2）：70-73.

[2]王勇，陸偉.體內可吸收止血材料研究及臨床應用[J].生物醫(yī)學工程學雜志，2009（4）：922-926.

[3]楊曉芳，奚廷斐.生物材料生物相容性評價研究進展[J].生物醫(yī)學工程雜志，2001（1）：123?128.

[4]李寶強，方一帆，王峰，等.新型快速止血材料的止血評價與止血機制[J].試驗技術與管理，2007（7）：51-54.

[5]萬雙秀，工俊東.汞對人體神經(jīng)的毒性及其危害[J].微量元素與健康研究，2005（22）：15-25.

[6]周舒.有害金屬元素之三——汞[J].中老年保健，2000（3）：12-13.

[7]臧琳，姜登東.汞對人體的危害及其防護[J].中國個體防護裝備，1999（1）36-37.

[8]史群.汞對人體的危害及預防[J].醫(yī)學創(chuàng)新研究，2008，5（22）：186-190.

[9]中國標準出版社.食品衛(wèi)生檢驗方法 理化部分（一）、（二）[S].北京：中國標準出版社，2004.

[10]羅曉薇.氫化物發(fā)生器/冷原子吸收光譜法測定涂料中汞[J].分析測試技術與儀器，2004（1）：57-60.

[11]王勁榕，楊毅.氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測定鈦白粉中痕量汞[J].冶金分析，2006（5）：97-98.