原子吸收光谱测定尿中锰方法探析

原子吸收光谱测定尿中锰方法探析

陈辉

陈辉（成都市龙泉驿区疾病预防控制中心四川成都６１０１００）

【中图分类号】Ｒ６５７．３【文献标识码】Ａ【文章编号】１６７２－３７８３（２０１５）０７－０６１６－０１【摘要】目的：建立尿液中锰元素的原子吸光广谱测定方法。方法：采用石墨炉的原子吸收光谱测定法测定尿样中锰元素的含量。并且加入基体改善剂，采用程序升温的办法进行测定。结果：当锰元素的含量范围在０～８０μｇ／Ｌ内，其线性回归方程为［ＡＢＳ］＝０．０３５３２Ｃ＋０．０５４２，其标准曲线的相关系数ｒ为０．９９９１。在此范围内其线性良好。精密度试验，其变异系数，分别是４．２％，４．４％以及３．８％；本方法的回收率在９３％到１０３％之间，回收率符合要求。结论：原子吸收光谱测定尿样中的锰元素含量，能够节省样品的预处理过程，并且相关性良好，值得推广使用。

【关键词】原子吸收光谱；尿样；锰元素；方法探析Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｉｎｕｒｉｎｅｂｙａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ：ｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｌｉｇｈｔｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｉｎｕｒｉｎｅｏｆａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｍｅｔｈｏｄｓ：ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｉｎｕｒｉｎｅｂｙｇｒａｐｈｉｔｅｆｕｒｎａｃｅａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ．Ａｎｄｗｉｔｈｍａｔｒｉｘｍｏｄｉｆｉｅｒ，ｕｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｐｒｏｇｒａｍｍｅｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆ．Ｒｅｓｕｌｔｓ：ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｒａｎｇｅｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｅｌｅｍｅｎｔｉｎ０～８０μｇ＼／Ｌ，ｔｈｅｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｅｑｕａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅ［ＡＢＳ］＝０．０３５３２Ｃ＋０．０５４２，ｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｃｕｒｖｅｉｓ０．９９９１Ｒ．Ｉｎｔｈｉｓｒａｎｇｅｔｈｅｌｉｎｅａｒｉｔｙ．Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｔｅｓｔ，ｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｉｓ４．２％，４．４％ａｎｄ３．８％；ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓｏｆｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｎ９３％ｔｏ１０３％ｂｅｔｗｅｅｎ，ｒｅｃｏｖｅｒｙｒａｔｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ：ｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｕｒｉｎｅｂｙａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，ｔｈｅｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｓａｖｅｔｈｅｓａｍｐｌｅ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｓｇｏｏｄ，ｉｓｗｏｒｔｈｙｔｏｂｅｐｏｐｕｌａｒｉｚｅｄ．【Ｋｅｙｗｏｒｄ】ａｔｏｍｉｃａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ｕｒｉｎｅ；ｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｍｅｔｈｏｄｓ

０引言重金属中毒是常见的职业病，因此需要对长期接触重金属烟尘的工人重金属的检测监控，保证工人的身体健康，比避免出现慢性职业性重金属中毒。锰是一种常见的重金属原料，传统上测定尿液中锰的含量主要是采用高碘酸钾集锰法。但该方法的前处理相对繁琐、并且耗时，回收率不高等［１］。本文主要是研究讨论采用原子吸收光谱测定法测定尿样中锰元素含量。１仪器和试剂１．１仪器采用德国耶拿公司的ＺＥＥ－ｎｉｔ７００原子吸收光谱仪，ＭＰＥ６０的自动进样器；配备德国耶拿公司生产的解热涂层石墨管；原子吸收光谱的光源采用锰元素的空心阴极灯。１．２试剂由国家标准物质研究中心提供的锰对照物溶液，其浓度为１００００ｍｇ／Ｌ，作为锰存备液。配备ＨＮＯ３的溶液，其浓度为０．５％（Ｖ／Ｖ）。采用密度为１．４２ｇ／ｍｌ的优纯级的硝酸配备稀硝酸。５％的Ｍｇ（ＮＯ３）２溶液。所用到的试剂均为优级试剂，并且实验用水均亚沸蒸馏水。锰标准溶液采用１％的稀硝酸稀释成１５μｇ／Ｌ的标准溶液备用。２实验方法２．１样品处理采集实施者的尿液样本，采用聚乙烯瓶收集尿液。然后吸取１．０ｍｌ的尿液样本。在尿液样本中加入机体改进剂０．５ｍｌＭｇ（ＮＯ３）２，然后加入０．５％（Ｖ／Ｖ）的ＨＮＯ３溶液至１０ｍｌ的容量瓶。先吸取２０μｌ作为空白试剂注入电墨炉中测定。２．２锰标准曲线的制备先配备浓度为０．０，５．０，１０．０，２０．０和３０．０μｌ／Ｌ的锰浓度溶液，取锰的标准溶液分别是０．０，０．５，１．０，２．０，和３．０至于１００ｍｌ的容量瓶中，加入０．５ｍｌ的Ｍｇ（ＮＯ３）２，用稀硝酸溶液定容。２．３仪器操作条件首先需要选定波长，其中检测波长为２７９．６ｎｍ，狭缝在０．２ｎｍ，氩气流量在２００ｍｌ／ｍｉｎ，空心阴极灯的灯电流为７．５ｍＡ，进样量为２０μｌ。

电墨炉采用程序升温，在干燥阶段需要在２０ｓ的时间内从６０摄氏度升至１２０摄氏度，然后在该温度下保持２０ｓ。然后为灰化阶段，同样在２０ｓ的时间内从１２０摄氏度升温到８００摄氏度，同样保持２０ｓ；相同的操作到原子化阶段到２３００摄氏度，并且保持５ｓ；最后为清洗阶段，保持２０ｓ。２．４样品测定按照上述条件测定样品以及空白样品的吸光度值，并且样品的吸光度值减去空白管的吸光度值既为样品的实际吸光度值。以此吸光度的差值做纵坐标，样品中的锰含量作为横坐标绘制标准曲线。采取外推法，测得尿样中锰元素的浓度，再乘以稀释倍数，即可得到尿样中锰元素的实际浓度。３实验结果３．１线性关系测定的线性回归方程，当锰元素的含量范围在０～８０μｇ／Ｌ内，其线性回归方程为［ＡＢＳ］＝０．０３５３２Ｃ＋０．０５４２，其标准曲线的相关系数ｒ为０．９９９１。在此范围内其线性良好。３．２精密度试验测定高中低三个浓度的样品，并且按样品的测定方法和条件进行每个浓度的６次测定，其平均值，并且测定其变异系数，分别是４．２％，４．４％以及３．８％。３．３回收率试验同样是测定高中低三个浓度的样品，每个浓度的样品均需要平行操作６次，具体的回收率结果如下表所示。

表１回收率试验结果

根据上表可以看出，本方法的回收率在９３％到１０３％之间，回收率符合要求。

３．４最低检测限按照生物样品最低检测限度的测定方法［２］，对空白样本进行１０次的样本测定，其中标准偏差为Ｓ＝０．００３３，本试验仪器的最低响应浓度为０．２３μｇ／Ｌ。４讨论锰是人体中的微量元素，但人体内的锰元素过多则会引起慢性的重金属中毒。目前对于锰元素的分析方法手段包括有过碘酸钾法、催化动力性光度法、火焰原子吸收分光光度法、ＩＣＰ－ＯＥＳ法以及ＬＳＰ法等［３］。

锰过量是一种常见的职业病之一，检测受试者体内锰元素的最常用生物样品是尿样。受试者的尿样采集最好是在凌晨采集［４］。样品的预处理以及准备中，稀硝酸的作用是能够提高样本的稳定性，避免其出现变性变质等情况，同时能够改善基体等作用。在样品测定进行灰化时，在高温下基体能够挥发完全，不会造成锰元素的损伤。因此在灰化温度的选择方面，需要选择比基体溶液的挥发温度略高的灰化温度。另外，在标准曲线测绘以及样本测定时，需要采用同一根的石墨管。由于石墨管在使用过程中容易出现老化现象，因此对于试验测定结果影响相对较大。为了避免出现较大误差，需要在实验过程中采用同一根的石墨管。为了提高仪器对于样品含量测定的灵敏度，可以采用氩气，使得原子吸收光谱测定法的灵敏度增加。这是由于氩气在原子化阶段能够瞬间停止流动，因此自由原子在吸收区中由于扩散的迁移效应得到延长而使得平均停留时间能够得到延长［５］。另外采用原子吸收光谱法测定尿中锰元素时，样品的制备需要注意尿液中的锰元素是否有消化彻底。由于排除的尿液中的锰除了会以无机化合物的形式存在外，还会以有机化合物的形式存在。因此在样品的处理时需要测定进行硝化，一般加入稀硝酸并且直至其残渣为白色为止，这对于实验结果的影响较小。

综上，原子吸收广谱法测定尿液中锰元素，该方法的预处理简单，操作简便，能够减低有污染操作的危险性，灵敏度高，精确度高，可以用于大量的生物样品检查，能够提高生物样品测定的工作效率，达到生物监测以及职业疾病监控的要求，在职业工作中可作为一种常规检验标准的方法进行推广使用。

参考文献［１］陈国征，蒋斌．石墨炉原子吸收光谱法直接测定尿中痕量锰［Ｊ］．浙江预防医学．２００５．１７．５：７７－７８．［２］高宇，颤崇淮．不同生物样品中总汞的原子吸收法测定［Ｊ］．中国公共卫生．２００６．（２２）：７６４—７６５。

［３］朱晨光，黄伟华，胡贵祥．尿锰原子吸收光谱法测定［Ｊ］．中国公共卫生２００７．１１．２３（１１）：１４０８．［４］麦剑平，罗炳德．尿锰的石墨炉原子吸收光谱测定方法［Ｊ］．工业卫生与职业病．２００７．３３．４：２４８－２４９．［５］孙汉文，主编．原子光谱分析［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００２，１８２．