CN112798569A - 一种原子吸收荧光光谱法测定血液中微量元素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其包括如下步骤：首先对血液样品进行反复冻融，随后冻干处理得到固体样品，然后加入浓度为30‑40wt％的硝酸和浓度为15‑20wt％的双氧水，升温至40‑45℃，密封消解25‑35min，冷却至室温得澄清透明消解液，最后使用原子吸收荧光光谱法对经稀释后的消解液进行微量元素测定。优点为，本发明对血液样品首先进行反复冻融，然后使用冻干技术去除血液中的水分得到固体样品，处理过程样品损失少，反复冻融能有效破坏的血细胞，后续可使用相对较低浓度的硝酸和双氧水在较低温下即可完成消解，低温消解可保证硝酸挥发及双氧水分解速度均较小，可有效降低检测费用。

Description

一种原子吸收荧光光谱法测定血液中微量元素的方法

技术领域

本发明涉及血液样品微量元素检测领域，具体涉及一种原子吸收荧光光谱法测定血液中微量元素的方法。

背景技术

科学家把人体中所含的元素归纳为五大类：1)各种酶的组成成员，主要是微量元素，尤其是金属酶离子是构成金属酶的主要成分。金属原子控制着酶的活性，主要有铁、铜、锌、钼、硒、锰等，其中锌与50多种酶有关；2)具有催化作用，加速体内生化反应的进行，且能激活酶的反应，促使酶活化，主要有碘、铜、钙、铬、钴、镍等；3)增加机体的免疫功能，提高抗病能力，主要有锌、碘、硒、钛等；4)保护心血管，如钾、钠、锂、钙、镁、钛、钒、硒等；5)保证造血能力，作为血红蛋白成分，主要有钛、铜、锌、钠、氯、钴和钒等。人体中上述微量元素只有在正常范围内，人体才会健康，否则就会生病。

微量元素分析检测的检测样本有许多种，其中最常用的也是争议较大的两种为发检和血液。通常而言，由于头发中微量元素的含量容易受到头发清洁程度、发质、个体生长发育程度和环境污染等多种因素的影响，不能够很好的反映出人体自身准确的微量元素营养状况。而抽取静脉血进行检测则受干扰的因素较少，准确性较好。

目前使用血液进行微量元素的原子荧光光谱吸收法测定时，通常均是湿法消化，即用各种浓酸或其混酸在加热或加压条件下破坏样品中的有机物。传统的湿法消解通常有两种：一种是微波消解法，其需要在高温增压密闭容器中使各种样品快速溶解，其不足之处仅酸和热两重作用较难使物质消解彻底，使测定结果偏低，同时因其处理条件是高温增压，故对设备要求高；另一种是加热板消解法，即将样口置于敞口容器内加入浓酸及双氧水进行加热消解，加热温度通常高于200℃，有酸雾挥发和有机物蒸发，同样会造成元素丢失，测量结果不准。

CN110887724A公开了一种检测生物样品中微量无机元素的样品前处理方法，通过先将待检测的生物样品低温烘干，然后在低温条件下，加入少量硝酸消解，最后再加入少量双氧水消解，即得到澄清透明的消解液，经稀释后即可进行检测。该专利技术一定程度上解决了现有技术中样品消解处理元素损失较大的问题，但其仍存在如下不足：低温烘干的温度在60-80℃，相对于现有技术而言随有很大幅度下降，但仍相对较高，硝酸及样品内有机物仍会明显挥发，导致检测结果不准确；使用的硝酸和双氧水的浓度较高，且分步添加，增加操作步骤和难度，同时在80-82℃的消解温度下，双氧水会大量分解，导致双氧水浪费和用量增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原子吸收荧光光谱法测定血液中微量元素的方法，旨在克服现有技术中存在的上述不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其包括如下步骤：首先对血液样品进行反复冻融，随后冻干处理得到固体样品，然后加入浓度为30-40wt％的硝酸和浓度为15-20wt％的双氧水，升温至40-45℃，密封消解25-35min，冷却至室温得澄清透明消解液，最后使用原子吸收荧光光谱法对经稀释后的消解液进行微量元素测定。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的具体选择。

进一步，反复冻融是指至少经历一次冻结、解冻和再冻结的过程；优选的，以经历两次冻结、解冻及再冻结为较佳。

进一步，冻结时采用快速冷冻，降温速度控制在15-20℃/min，最终冻结温度在-20至-30度之间，血液样品在最终冻结温度下持续冷冻至少5min；在最终冻结温度下，样品充分冻结成块。

进一步，血液样品、硝酸及双氧水的体积比为1：1-2：0.5-1.5；优选的，血液样品、硝酸及双氧水的体积比为1：1：1，血液样品的体积是指室温下为液态时的体积。

进一步，稀释消解液用稀硝酸处理，其浓度为2-5vol％，稀释程度以满足原子吸收相关设备的检测要求为准。

进一步，用到的硝酸及双氧水均为优级纯。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明对血液样品首先进行反复冻融以充分损伤破坏血细胞，然后使用冻干技术去除血液中的水分得到固体样品，冻干处理有效避免了加热蒸干处理时有机物流失而导致微量元素检测不准，另外反复冻融有效破坏的血细胞，后续可使用相对较低浓度的硝酸和双氧水在40-45℃的较低温下即可完成消解，上述温度范围内的低温消解可保证硝酸挥发及双氧水分解速度均较小，可有效降低检测费用。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

为免赘述，以下实施例中用到的仪器设备及方法若无特别说明则均为常规设备及方法，用到的药品若无特别说明则均为市售产品。

实施例1

以小鼠全血样品为测试对象，测试其中微量元素的含量，具体检测步骤及检测条件如下所示：

用移液枪取200μL小鼠全血置于10mLPFA消解管中，置于冷冻设备中以15℃/min的降温速度，迅速降温至零下20摄氏度并在零下20度温度下保持5min,以充分冻结为固体，随后于室温下自然解冻或将整个消解管置于40℃左右的温水中解冻，解冻后再次以同样的速度降温冻结，随后冻干处理，冻干温度控制在-50℃，处理时间在24h以上，冻干完在后得固体粉末状样品，向PFA消解管中加入浓度为30wt％的硝酸和浓度为20wt％的双氧水各200μL，升温至40℃，密封消解35min，冷却至室温得澄清透明消解液，然后用浓度为2vol％的硝酸对消解液进行稀释，最后使用原子吸收荧光光谱法对稀释后的消解液进行微量元素测定。

具体检测的微量元素及其含量如下(ng/g)，对稀释后的消解液取样三次，重复测定，取平均值：

镉6.45±0.33，砷2.25±0.07，铅22.5±2.3，汞2.21±0.19，硒0.91±0.06。

实施例2

以小鼠全血样品为测试对象，测试其中微量元素的含量，具体检测步骤及检测条件如下所示：

用移液枪取100μL小鼠全血置于10mLPFA消解管中，置于冷冻设备中以18℃/min的降温速度，迅速降温至零下20摄氏度并在零下20度温度下保持5min,以充分冻结为固体，随后于室温下自然解冻或将整个消解管置于40℃左右的温水中解冻，解冻后再次以同样的速度降温冻结，随后冻干处理，冻干温度控制在-50℃，处理时间在24h以上，冻干完在后得固体粉末状样品，向PFA消解管中加入浓度为35wt％的硝酸和浓度为18wt％的双氧水分别100μL和150μL，升温至42℃，密封消解30min，冷却至室温得澄清透明消解液，然后用浓度为2vol％的硝酸对消解液进行稀释，最后使用原子吸收荧光光谱法对稀释后的消解液进行微量元素测定。

具体检测的微量元素及其含量如下(ng/g)，对稀释后的消解液取样三次，重复测定，取平均值：

镉6.35±0.23，砷2.29±0.08，铅21.9±3.0，汞2.31±0.19，硒0.96±0.06。

实施例3

以小鼠全血样品为测试对象，测试其中微量元素的含量，具体检测步骤及检测条件如下所示：

用移液枪取150μL小鼠全血置于10mLPFA消解管中，置于冷冻设备中以15℃/min的降温速度，迅速降温至零下25摄氏度并在零下25度温度下保持10min,以充分冻结为固体，随后于室温下自然解冻或将整个消解管置于40℃左右的温水中解冻，解冻后再次以同样的速度降温冻结，随后冻干处理，冻干温度控制在-50℃，处理时间在24h以上，冻干完在后得固体粉末状样品，向PFA消解管中加入浓度为40wt％的硝酸和浓度为15wt％的双氧水分别200μL和150μL，升温至45℃，密封消解25min，冷却至室温得澄清透明消解液，然后用浓度为2vol％的硝酸对消解液进行稀释，最后使用原子吸收荧光光谱法对稀释后的消解液进行微量元素测定。

具体检测的微量元素及其含量如下(ng/g)，对稀释后的消解液取样三次，重复测定，取平均值：

镉6.42±0.37，砷2.19±0.06，铅22.1±2.9，汞2.17±0.32，硒0.97±0.06。

对比例1

以小鼠全血样品为测试对象，测试其中微量元素的含量，具体检测步骤及检测条件如下所示：

用移液枪取150μL小鼠全血置于10mLPFA消解管中，置于冷冻设备中以5℃/min的降温速度，迅速降温至零下25摄氏度并在零下25度温度下保持10min,以充分冻结为固体，随后于室温下自然解冻或将整个消解管置于40℃左右的温水中解冻，解冻后再次以同样的速度降温冻结，随后冻干处理，冻干温度控制在-50℃，处理时间在24h以上，冻干完在后得固体粉末状样品，向PFA消解管中加入浓度为40wt％的硝酸和浓度为15wt％的双氧水分别200μL和150μL，升温至45℃，密封消解25min，冷却至室温得澄清透明消解液，然后用浓度为2vol％的硝酸对消解液进行稀释，最后使用原子吸收荧光光谱法对稀释后的消解液进行微量元素测定。

具体检测的微量元素及其含量如下(ng/g)，对稀释后的消解液取样三次，重复测定，取平均值：

镉5.21±0.43，砷1.40±0.06，铅17.5±2.3，汞1.32±0.21，硒0.59±0.05。

对比例2

以小鼠全血样品为测试对象，测试其中微量元素的含量，具体检测步骤及检测条件如下所示：

用移液枪取150μL小鼠全血置于10mLPFA消解管中，置于冷冻设备中以25℃/min的降温速度，迅速降温至零下25摄氏度并在零下25度温度下保持10min,以充分冻结为固体，随后于室温下自然解冻或将整个消解管置于40℃左右的温水中解冻，解冻后再次以同样的速度降温冻结，随后冻干处理，冻干温度控制在-50℃，处理时间在24h以上，冻干完在后得固体粉末状样品，向PFA消解管中加入浓度为40wt％的硝酸和浓度为15wt％的双氧水分别200μL和150μL，升温至45℃，密封消解25min，冷却至室温得澄清透明消解液，然后用浓度为2vol％的硝酸对消解液进行稀释，最后使用原子吸收荧光光谱法对稀释后的消解液进行微量元素测定。

具体检测的微量元素及其含量如下(ng/g)，对稀释后的消解液取样三次，重复测定，取平均值：

镉5.49±0.33，砷1.56±0.08，铅17.8±2.5，汞1.29±0.29，硒0.62±0.07。

对比例3

以背景技术部分提及的发明专利CN110887724A公开的方法对上述各实例及对比例用同一份小鼠的血液进行检测(按CN110887724A中实施例1对应的方法)

具体检测的微量元素及其含量如下(ng/g)：

镉5.23±0.33，砷1.25±0.05，铅18.1±2.3，汞1.16±0.12，硒0.59±0.06。

从上述对比例及实施例的数据可知，本发明提供的方法对血液样品检测时元素丢失少，测得的各微量元素的准确度更高，而对比例1和2中降温冻结速度过低或过高会导致冻融步骤对血液中血细胞破坏不够，则随后消解会不够充分，部分元素未顺利进入消解液中，导致各元素的检测结果不同程度的降低，对比例3中80度受热烘干，仍会有少部分元素随水汽挥发，导致各元素的检测结果明显偏低；另外，本发明处理同样的血液样品使用的纯硝酸及双氧水的用量更少，消解温度也更低，整体而言可有效降低检测成本，尤其适用于大批量样品的检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其特征在于，包括如下步骤：首先对血液样品进行反复冻融，随后冻干处理得到固体样品，然后加入浓度为30-40wt％的硝酸和浓度为15-20wt％的双氧水，升温至40-45℃，密封消解25-35min，冷却至室温得澄清透明消解液，最后使用原子荧光光谱吸收法对经稀释后的消解液进行微量元素测定。

2.根据权利要求1所述的一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其特征在于，反复冻融是指至少经历一次冻结、解冻和再冻结的过程。

3.根据权利要求2所述的一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其特征在于，冻结时采用快速冷冻，降温速度控制在15-20℃/min，最终冻结温度在-20至-30度之间，血液样品在最终冻结温度下持续冷冻至少5min。

4.根据权利要求1所述的一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其特征在于，血液样品、硝酸及双氧水的体积比为1：1-2：0.5-1.5。

5.根据权利要求1所述的一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其特征在于，稀释消解液用稀硝酸处理，其浓度为2-5vol％。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种原子荧光光谱吸收法测定血液中微量元素的方法，其特征在于，用到的硝酸及双氧水均为优级纯。