一種尿中鉻石墨爐原子吸收光譜測定方法的驗(yàn)證

周同舟 張?jiān)葡?/p>

【摘 要】受某單位的委托，按照《職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南》“第5部分：生物材料中化學(xué)物質(zhì)測定方法”（GBZ/T 210.5—2008）中驗(yàn)證試驗(yàn)的要求，對其研制的《尿中鉻的石墨爐原子吸收光譜測定方法》進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證的內(nèi)容包括標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍、最低檢出濃度、精密度、準(zhǔn)確度、干擾試驗(yàn)等指標(biāo)。結(jié)果表明該方法的各項(xiàng)性能指標(biāo)與研制單位提供的標(biāo)準(zhǔn)方法報(bào)批稿相符，并能符合《職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)制定指南》“第5部分：生物材料中化學(xué)物質(zhì)測定方法”（GBZ/T 210.5—2008）中的相關(guān)要求。鉻（chromium）是廣泛存在于自然環(huán)境中的一種元素，以三價和六價化合物較常見，其生理功能及毒性機(jī)制一直是研究的熱點(diǎn)。三價鉻的營養(yǎng)功能已經(jīng)被確認(rèn)，但是其潛在毒性仍在研究中。早在1990年，國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）判定六價鉻為人類確定致癌物[1]。經(jīng)腎臟隨尿排出的鉻約占人體吸收總鉻的80%，尿鉻可作為近期是否接觸可溶性鉻化合物較好的生物監(jiān)測指標(biāo)[2]。

【關(guān)鍵詞】尿中鉻;石墨爐原子吸收光譜法;精密度;準(zhǔn)確度;最低檢出濃度;驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

【中圖分類號】O657.31 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）10-0032-03

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 使用儀器

石墨爐原子吸收分光光譜儀（PE900T），具備自動進(jìn)樣裝置、石墨爐裝置、塞曼背景校正裝置;熱解涂層平臺石墨管;鉻空心陰極燈;旋渦振蕩器;可調(diào)移液器，1 000μL、200μL、100μL、50μL、10μL;容量瓶，500 mL、100 mL、50 mL、10 mL;刻度吸管，5 mL、2 mL、1 mL。

1.2 測試條件

參照下列條件設(shè)置儀器，反復(fù)調(diào)整原子吸收分光光譜儀至穩(wěn)定后達(dá)到最佳測定狀態(tài)。儀器設(shè)定條件見表1。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)和試劑

硝酸，ρ20=1.42 g/mL，優(yōu)級純;硝酸鎂，優(yōu)級純;保存液，取50.0 mL硝酸、1.730 g硝酸鎂溶于適量水中，定容至100 mL;基體改進(jìn)劑1：取10.0 mL硝酸、1.730 g硝酸鎂溶于適量水中，定容至1 000 mL;基體改進(jìn)劑2：取50.0 mL硝酸、1.730 g硝酸鎂溶于適量水中，定容至1 000 mL;鉻標(biāo)準(zhǔn)液：有證鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000μg/mL）;鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液：用基體改進(jìn)劑1把鉻單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋成濃度為100.0μg/L的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液。

1.4 標(biāo)本采集與保存

用帶蓋聚乙烯塑料瓶收集一次尿樣（隨機(jī)尿或晨尿），震蕩混勻后盡快測量肌酐，以體積比9∶1加入保存液，充分混勻，冷藏運(yùn)輸。樣品在4℃條件下可保存14 d，在-20 ℃條件下可保存2個月。

1.5 標(biāo)本處理和檢測

將尿樣標(biāo)本放至室溫，充分混勻。保證在標(biāo)準(zhǔn)系列溶液相同的測量條件下測定樣品空白和樣品溶液，測得吸光度值減去標(biāo)準(zhǔn)系列0管的吸光度值后，由回歸方程計(jì)算尿樣標(biāo)本中鉻的濃度（ug/L）。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍

取9只10 mL具塞比色管。分別取一定量的鉻標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液置于10 mL具塞比色管中，用基體改進(jìn)劑1補(bǔ)充至刻度，混勻后上機(jī)進(jìn)行測定。具體操作見表2。以標(biāo)準(zhǔn)管測得的吸光度值為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)液鉻濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。計(jì)算出回歸方程為y=0.008 76x+0.001 90，相關(guān)系數(shù)為R=0.999 8，線性范圍為0.27～40.0μg/L。

2.2 最低檢出濃度

參照研制標(biāo)準(zhǔn)方法的定量下限，配制尿鉻濃度為0.30μg/L的樣品，在相同條件下測定11次，結(jié)果見表3，以3倍11次測定信號值的標(biāo)準(zhǔn)差，用已知低劑量待測物的濃度（或含量）與其相應(yīng)信號進(jìn)行單點(diǎn)校正，所得樣品中待測物的濃度（或含量），計(jì)算方法檢出限（MQL）為0.18μg/L（按稀釋倍數(shù)10/9計(jì)），以10倍11次信號值的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算方法定量下限（MQL）為0.59μg/L（按稀釋倍數(shù)10/9計(jì)）。

2.3 精密度

取混合尿標(biāo)本經(jīng)3種不同濃度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液加入后混勻配制成3種濃度鉻含量水平的樣品（混合尿1、混合尿2、混合尿3），進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)。每種濃度同時測定6次，進(jìn)行批內(nèi)精密度實(shí)驗(yàn);在7 d內(nèi)相同條件下進(jìn)行6次重復(fù)測定，進(jìn)行批間精密度實(shí)驗(yàn)。結(jié)果見表4、表5。3種不同濃度的測定結(jié)果重復(fù)性較好，批內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.9%～5.1%，批間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.3%～5.5%。符合GBZ/T 210.5—2008的要求。

2.4 準(zhǔn)確度

準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)采用加標(biāo)回收法。取不同濃度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液加入正常人混合尿標(biāo)本混勻后制成樣品，分別為標(biāo)本1（混合尿）、標(biāo)本2（混合尿+2.50μg/L）、標(biāo)本3（混合尿+10.00μg/L）、標(biāo)本4（混合尿+30.00μg/L），每組取樣6次。樣品經(jīng)處理后進(jìn)行測定，扣空白后計(jì)算每個濃度的加標(biāo)回收率。測定結(jié)果見表6，加標(biāo)回收率范圍為95.5%～104.3%。

2.5 干擾試驗(yàn)

尿標(biāo)本以體積比9∶1加入稀釋劑50%硝酸+0.5%硝酸鎂，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量、石墨爐原子吸收光譜法直接測定尿鉻。在10.0μg/L左右的尿樣中加入不同濃度的干擾元素，以加入干擾元素前后測定吸光度下降10%為產(chǎn)生干擾，進(jìn)行干擾試驗(yàn)，結(jié)果證實(shí)，10μg/mL的鋰、鍶、鋇、鈹、鋁、鎳、錳、鉛，50μg/mL的鐵，100μg/mL的鈣、鋅、銅，500μg/mL的鎂，1 000μg/mL的鈉、鉀對測定均不產(chǎn)生干擾[3]。

3 驗(yàn)證結(jié)論

按研制單位提供的檢測方法，我們對方法的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，檢測方法的各項(xiàng)性能指標(biāo)與研制單位提供的標(biāo)準(zhǔn)方法報(bào)批稿相符，并能滿足GBZ/T 210.5—2008中的相關(guān)要求。

4 討論

鉻既是人體必需的微量元素，具有刺激胰島素的生理功 能，也是常用的工業(yè)用化學(xué)品，六價鉻[Cr（VI）]化合物被認(rèn)為是呼吸道的致癌物，可導(dǎo)致肺癌、鼻竇癌，特別是在某些職業(yè)環(huán)境中。吸入含Cr（VI）的顆粒、灰塵和煙霧通常發(fā)生在與鉻有關(guān)的職業(yè)環(huán)境中，例如鉻的生產(chǎn)、電鍍、含鉻金屬和合金的焊接、電鍍、含鉻顏料和油漆。對鉻化合物的流行病學(xué)調(diào)查顯示，接觸鉻（VI）與肺癌死亡率有密切關(guān)系，與鼻癌和鼻腔癌也有積極關(guān)系。鼻腔癥狀，如鼻腔刺激、鼻中隔潰瘍及穿孔、鼻甲充盈及肥大，是有Cr（VI）暴露職業(yè)史者早期診斷肺癌、鼻癌及鼻腔癌的重要標(biāo)志。工作場所的Cr（VI）暴露仍然是一個嚴(yán)重的問題，它是肺癌和鼻和鼻腔癌癥的原因，特別是在使用鉻化合物的相對較小的企業(yè)中。在接觸鉻化合物的職業(yè)中，應(yīng)考慮對工人采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施[4]。

參考相關(guān)文獻(xiàn)，石墨爐原子吸收分光光度法測尿鉻通常采用的基體改進(jìn)劑有磷酸二氫鈉、維生素C、酒石酸、草酸、檸檬酸、氯化鈀。劉瀏等人[5]使用0.66‰氯化鈀作為基體改進(jìn)劑使得檢測結(jié)果干擾少、檢測限低、精密度高。本方法經(jīng)制定者評估以0.05%硝酸鎂作為基體改進(jìn)劑，可以將灰化溫度提高100～200 ℃，降低或去除尿樣基體干擾，降低了方法的檢出限和最低定量下限。本方法稀釋尿樣后有較低的酸度，可減緩石墨管的靈敏度下降速度，大幅提高石墨管的使用壽命。隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步，不斷有新的檢測方法出現(xiàn)，張曉娜等人[6]將尿樣經(jīng)體積分?jǐn)?shù)為0.5%的硝酸溶液稀釋10倍后，以釔元素為內(nèi)標(biāo)，直接上機(jī)使用ICP-MS進(jìn)行檢測。方法的測定范圍為0.20～10.00 g/L，相關(guān)系數(shù)為0.999 9，檢出限為0.10 g/L，定量下限為0.33 g/L，平均回收率在97.00%～102.25%，批內(nèi)、批間精密度均<5.00%。但是由于ICP-MS直接測定法所用儀器昂貴，對使用環(huán)境要求高，所以普及率低，不易推廣。本方法將尿液標(biāo)本直接以體積比9∶1加入50%硝酸和0.5%硝酸鎂的混合保存液，充分混勻，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量、塞曼背景校正石墨爐原子吸收光譜法直接測定尿鉻的檢測方法，樣品處理簡單、快速，有較低的檢出限及定量下限，有較高的準(zhǔn)確度，檢測的重現(xiàn)性較好，對檢測儀器和檢測環(huán)境的要求不高，利于大面積的推廣應(yīng)用[6]。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]丁春光，潘亞娟，張愛華，等.2019—2010年我國一般人群全血和尿液中鉻水平分布[J].中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2012，46（8）：679—682.

[2]線引林.生物材料中有毒物質(zhì)分析方法手冊[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，1994：152-154，1-5.

[3]仲立新，朱寶立，姜冬.石墨爐原子吸收光譜法測定尿鉻[J].中國工業(yè)醫(yī)學(xué)雜志，2019（4）：457-459.

[4]Jobby R，Jha P，Yadav AK，et al.Biosorption and biotransformation of hexavalent chromium [J].A c-omprehensive review.Chemosphere，2018（207）：255-266.

[5]劉瀏，胡曉宇，陳斌，等.石墨爐原子吸收光譜法測定尿中鉻的方法研究[J].職業(yè)與健康，2016，32（7）：899-901.

[6]張曉娜，陳福尊，鄭卉，等.人群尿中鉻元素的電感耦合等離子體-質(zhì)譜快速測定法[J].職業(yè)與健康，2017（17）：2339-2341.