CN114894913B - 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法 - Google Patents

一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114894913B
CN114894913B CN202210312114.4A CN202210312114A CN114894913B CN 114894913 B CN114894913 B CN 114894913B CN 202210312114 A CN202210312114 A CN 202210312114A CN 114894913 B CN114894913 B CN 114894913B
Authority
CN
China
Prior art keywords
arsenic
urine
sample
total
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210312114.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114894913A (zh
Inventor
安太成
吴颖君
祁梦蝶
李桂英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN202210312114.4A priority Critical patent/CN114894913B/zh
Publication of CN114894913A publication Critical patent/CN114894913A/zh
Priority to PCT/CN2023/081473 priority patent/WO2023185459A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114894913B publication Critical patent/CN114894913B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/626—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode using heat to ionise a gas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/86—Signal analysis
    • G01N30/8624—Detection of slopes or peaks; baseline correction
    • G01N30/8631—Peaks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

本发明属于毒害有机污染物分析技术领域，公开了一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法。本发明使用ICP‑MS快速测定人体尿液样品的总砷，快速切换到HPLC‑ICP‑MS进行尿液中砷甜菜碱、三价无机砷、二甲基胂酸、单甲基胂酸和五价无机砷分离和定量分析这五种代谢产物的方法，步骤包括尿液总砷样品的前处理、尿液砷形态样品的前处理、在线分离、定量标准曲线的制备和实际样本检测。本发明可应用到职业暴露于高砷物质的人群尿液样品的分析，当尿液样本的总砷超过预设警戒线时能够快速制备尿砷形态样品并实现准确定量，从而获得砷超标样本中有毒有害的砷代谢产物的各种形态组合和含量，提供暴露人群个体内砷的代谢阶段数据。

Description

一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法
技术领域
本发明属于毒害有机污染物分析技术领域，特别涉及一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法。
背景技术
砷的意外暴露或长期职业暴露，会造成砷在体内蓄积并产生中毒的现象。砷的毒性作用取决于其化合形态，如无机砷毒性高于有机砷，低价氧化态砷(AsIII)毒性高于高价氧化态砷(AsV)。无机砷进入人体内，通过肝脏代谢，经过氧化还原和甲基化过程，最终代谢为二甲基胂(DMAV)。由于这些形态的砷易溶于水，在人体血液中的半衰期仅有数小时，在体内代谢后大部分的砷类物质可随尿液排出。因此，尿砷水平被应用于监测个体近期砷暴露情况，也被临床应用作为砷暴露的生物标志物。目前，大部分医院开展尿液总砷的分析来判断患者是否砷超标，这往往会将无毒或低毒性形态的砷也纳入其中。例如，食物来源的砷甜菜碱(AsB)一般被认为是无毒或低毒性，在近期食用海产品个体的尿液中占有部分比例的总砷，使得临床上判断个体是否属于砷超标出现偏差。此外，在对砷暴露个体治疗时，当部分个体体内可能已经代谢大部分的无机砷转化为DMAV时，过度的用药也可能加大个体不必要的身体和经济负担。因此，仅分析尿液总砷不仅有可能会高估个人砷暴露水平从而增大治疗的用药剂量，同时也有可能高估砷污染地区的污染水平，造成当地政府和群众不必要的恐慌。
目前，国际上多使用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对低浓度的金属进行分析，因其低检出限和高灵敏度和可测试几乎全部金属的优点。而我国目前颁布的关于尿砷以及尿砷形态分析标准，均使用原子荧光法，然而该方法中涉及到氧化还原反应、氢化反应等，均不是直接分析试样中砷类物质的方法，并且使用原子荧光法测定尿砷时，需要将尿样完全消解，才能发生氢化反应，这过程可能会出现误差。而使用ICP-MS法可以直接对砷元素进行分析，尿液无需完全消解，对结果无影响。更进一步使用高效液相色谱与电感耦合等离子体质谱联用(HPLC-ICP-MS)，可以直接分析色谱分离的各砷形态物质，结果更加直观也相对更准确，然而，AsB和AsIII在色谱柱中共洗脱的现象使得该方法的应用受到限制。因此，成功对AsB和AsIII进行色谱分离，即可同步利用ICP-MS分析尿总砷和HPLC-ICP-MS分析尿砷形态代谢物，使分析效率大大提高。
由此，建立ICP-MS法测定尿总砷及HPLC-ICP-MS法测定尿砷形态非常有必要，本发明可实现人群尿液总砷的快速筛查，及进一步分析尿液中AsB,AsIII,MMAV,DMAV和AsV这五种砷形态物质的快速分离和定量，获得更可靠的砷体内代谢情况。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种同步快速测定尿液中总砷与砷代谢产物含量的方法；该方法能在测定尿总砷后快速制备样品进一步分析尿液中AsB、AsIII、AsV、MMAV、DMAV含量。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，包括以下操作步骤：
S1.用硝酸稀释砷标准品，制备含梯度浓度的砷离子标准溶液，采用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱法)检测，以浓度为x，信号强度为y，同时以基质溶液作为空白，制得总砷标准曲线；所述基质溶液为HNO3体积百分比浓度为1％的溶液；
使用尿液基质溶液分别配制含梯度浓度的砷甜菜碱(AsB)标准溶液、三价无机砷(AsIII)标准溶液、二甲基胂酸(DMAV)标准溶液、单甲基胂酸(MMAV)标准溶液和五价无机砷(AsV)标准溶液，采用HPLC-ICP-MS(高效液相色谱联用电感耦合等离子体质谱法)检测，以浓度为xi，色谱峰积分信号强度为yi，尿液基质溶液作为空白，分别制得尿砷形态代谢物标准曲线，包括砷甜菜碱标准曲线、三价无机砷标准曲线、二甲基砷标准曲线、单甲基胂酸标准曲线和五价无机砷的标准曲线；所述尿液基质溶液由体积比例为1:(4～9)的人工尿液和浓度12.5～34.0mM的(NH4)2HPO4溶液混合而成，并调节pH值至7.8～11.0；
S2.取尿液样品于聚丙烯离心管中，加入硝酸，在水浴中超声，过滤后制得尿总砷待测样品；同时，取尿液样品于聚丙烯离心管中，使用样品稀释液将尿液样品稀释混匀，过滤后转移至聚丙烯液相样品瓶中，制得尿砷形态代谢物待测样品；
S3.采用ICP-MS分析步骤S2所得尿总砷待测样品，根据步骤S1所得总砷标准曲线，计算尿总砷待测样品中总砷的含量；
S4.当尿总砷待测样品中总砷的含量超过预警线时，立即切换至HPLC-ICP-MS分析模式，采用阴离子交换色谱柱对步骤S2所得尿砷形态代谢物待测样品中的砷形态代谢物进行色谱分离，然后采用HPLC-ICP-MS分析对色谱分离后的砷形态代谢物进行检测，根据色谱峰保留时间与标准品的对照来区分不同的砷形态代谢物，并根据步骤S1所得尿砷形态代谢物标准曲线，对检测得到的色谱峰面积进行浓度的计算，得到尿砷形态代谢物待测样品中砷形态代谢物的浓度。
步骤S1中所述硝酸的浓度为体积百分数1～2％；所述调节pH值是采用NaOH进行调节。
步骤S1中所述人工尿液为市售人工合成尿液，含有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、磷酸二氢钠、氯化钾、氯化铵、尿素等，pH为5.7，金属本底低。
步骤S2中所述总砷标准曲线为：y＝1470.9x-11.328，R2＝0.9997，线性范围：0.15～100μg/L，其中y为信号强度，x为砷浓度；
所述砷甜菜碱标准曲线为：y1＝16680.46x1+17.02，R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y1为砷甜菜碱色谱峰积分信号强度，x1为砷甜菜碱浓度；
所述三价无机砷标准曲线为：y2＝6548.20x2+22.00，R2＝0.9997，线性范围：0.5～100μg/L，y2为三价无机砷色谱峰积分信号强度，x2为三价无机砷浓度；
所述二甲基砷标准曲线为：y3＝17903.03x3+0.00，R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y3为二甲基砷色谱峰积分信号强度，x3为二甲基砷浓度；
所述单甲基胂酸标准曲线为：y4＝17562.67x4+64.13，R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y4为单甲基胂酸色谱峰积分信号强度，x4为单甲基胂酸浓度；
所述五价无机砷的标准曲线为：y5＝17413.33x5+239.60,R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y5为五价无机砷色谱峰积分信号强度，x5为五价无机砷浓度。
步骤S2中所述的尿液样品在使用之前是新鲜采集的人尿液样品或者是将-80℃至4℃下存储于聚丙烯冻存管中的人尿液样品取出冷冻环境，在室温下解冻，用混匀仪震荡混匀后待用。
步骤S2中所述的在水浴中超声的温度为20～50℃，时间为5～60分钟；所述样品稀释液为pH值7.8～11.0、浓度12.5～34.0mM的(NH4)2HPO4溶液；所述调节pH值是采用NaOH进行调节。
步骤S3中所述ICP-MS分析的模式为氦气碰撞模式，分析的条件为：选择As75为待测元素，在分析尿总砷待测样品中总砷含量时采用蠕动泵吸入内标溶液，使得样品在分析前与内标溶液在三通内混合均匀，使用内标漂移的程度对样品基质漂移进行校正；所述内标为锗(Ge)或铱(Y)。
步骤S4中所述阴离子交换色谱柱为小于或等于10μm的阴离子交换色谱柱，柱温10～40℃，进样量10～100μL；所述色谱分离的条件为：流动相A为超纯水，流动相B为10～30mM(NH4)2HPO4溶液，pH用氢氧化钠或氨水调节至7.8～11.0，流速为0.8～2.0mL/min；梯度洗脱程序：0～2min，B：0％～50％；2～5min，B：50％～100％；5～11min，B：保持在100％；11～12min，B：100％～0％。
步骤S4中所述HPLC-ICP-MS分析是选择As75为待测元素，选择Cl35作为干扰元素。
步骤S4中所述超过预警线是指尿总砷待测样品中总砷的含量超过0.032mg/L(参考WS/T 665-2019《人群尿砷安全指导值》)；所述切换至HPLC-ICP-MS分析模式，具体操作是在仪器控制软件上把进样器从雾化器改为LC，硬件上将ICP-MS样品管从雾化器中拔出，接上色谱柱出口端，连接高效液相色谱模块至电感耦合等离子体质谱仪。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明通过ICP-MS分析尿液中总砷含量，前处理过程简单快速，分析方法稳定性和准确性高。
(2)本发明通过HPLC-ICP-MS法分析尿液砷形态，与液相色谱-原子荧光法相比，可以对通过色谱分离的全部砷形态物质进行检测，而无需与硼氢化钾反应生成气态砷化合物(原子荧光作为检测器时，目标化合物需要转化为气态，而部分砷形态是无法反应生成气态氢化物)，因此，使用HPLC-ICP-MS可以分析出更多种类的砷形态化合物。
(3)本方法可快速定量尿液中总砷浓度后进一步分析尿砷中不同形态代谢产物的浓度从而了解砷的不同代谢阶段，所使用的HPLC-ICP-MS仪器灵敏度高，且方法简易、快速，定量结果准确。
(4)本发明可应用于职业暴露于砷的人群尿液样品的分析，获得样本中有毒有害的砷代谢产物的各种形态组分和含量，得到砷在体内的代谢阶段，为环境污染物暴露和砷摄入后个体防护提供科学依据。
附图说明
图1为AsB，AsIII，DMAV，MMAV和AsV的色谱分离峰；
图2为实施例2中100例高暴露组尿砷形态定量分析及五种砷形态物质加和与总砷分析结果对比。
图3为高、中、低暴露(对照)组的砷形态浓度水平。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
本实施例提供的一种同步快速分析尿液中总砷及五种砷代谢产物含量的方法和应用，包括如下步骤：
S1.制备标准溶液，具体如下：
尿液总砷分析用1％(v/v)HNO3作为标准曲线基质，配制含0、0.5、1、2、5、10、20、50和100μg/L的砷离子标准溶液，标准曲线R2>0.999。样品分析前检测全过程空白，扣除全过程空白后的含量为样本含量。采用ICP-MS检测，制得总砷标准曲线为：y＝1470.9x-11.328，R2＝0.9997，线性范围：0.15～100μg/L，以y为砷信号强度，x为砷浓度；
使用人工尿液(市售人工合成尿液，含有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、柠檬酸钠、草酸钠、磷酸二氢钠、氯化钾、氯化铵、尿素等，pH为5.7，金属本底低)与pH＝8.0的30mM(NH4)2HPO4的按体积比例1:4混合制备尿液基质溶液，用尿液基质溶液分别配制含0、0.5、1、2、5、10、20、50和100μg/L的AsB、AsIII、DMAV、MMAV和AsV的标准溶液，采用HPLC-ICP-MS检测，以浓度为xi，色谱峰积分信号强度为yi，尿液基质溶液作为空白，分别制得尿砷形态代谢物标准曲线。结果使用峰面积积分，标准曲线R2>0.999，样品分析前检测全过程空白，扣除全过程空白后的含量为样本含量。
AsB、AsIII、DMAV、MMAV和AsV的标准曲线如下：
AsB：y1＝16680.46x1+17.02，R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y1为砷甜菜碱色谱峰积分信号强度，x1为砷甜菜碱浓度；
AsIII：y2＝6548.20x2+22.00，R2＝0.9997，线性范围：0.5～100μg/L，y2为三价无机砷色谱峰积分信号强度，x2为三价无机砷浓度；
DMAV：y3＝17903.03x3+0.00，R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y3为二甲基砷色谱峰积分信号强度，x3为二甲基砷浓度；
MMAV：y4＝17562.67x4+64.13，R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y4为为单甲基胂酸色谱峰积分信号强度，x4为单甲基胂酸浓度；
AsV：y5＝17413.33x5+239.60,R2＝0.9998，线性范围：0.5～100μg/L，y5为五价无机砷色谱峰积分信号强度，x5为五价无机砷浓度。
S2.制备样品，具体如下：
以下尿液样品在使用之前是新鲜采集的人尿液样品或者是将-80℃至4℃下存储于聚丙烯冻存管中的尿液样品取出冷冻环境，在室温下解冻，用混匀仪震荡混匀后待用。
(1)将尿液样品加至离心管中，混匀后取0.5mL尿液样品至聚丙烯离心管，加入4.5mL的1.2％(v/v)HNO3，在45℃下水浴超声1小时，用0.45μm滤膜过滤后得到尿总砷待测样品。
(2)同时取未处理的尿液样品200μL至聚丙烯离心管中，加入800μL的样品稀释液(pH＝8.0，30mM(NH4)2HPO4，用NaOH调节)，混匀后用0.45μm滤膜过滤至聚丙烯液相小瓶中，得到尿砷形态代谢物待测样品。
S3.ICP-MS分析条件
采用ICP-MS分析上述S2所得尿总砷待测样品，根据步骤S1所得总砷标准曲线，计算尿总砷待测样品中总砷的含量；
ICP-MS开机前使用5.0mL/min氦气吹扫碰撞反应池30-60分钟，开机需调谐矩管位置、透镜、分辨率/质量轴，性能报告需要满足仪器检测灵敏度，其中，调谐质量数89的响应大于6000，检测模式为氦气模式。
选择As75为待测元素，Y作为内标元素，尿总砷待测样品和内标通过蠕动泵输送到三通进行混合后进行分析，通过内标的变化来校正待测元素的基质漂移。
S4.HPLC-ICP-MS分析条件
当尿总砷待测样品中总砷的含量超过预警线时，立即切换至HPLC联用模式，采用阴离子交换色谱柱对步骤S2所得尿砷形态代谢物待测样品中的砷形态代谢物进行色谱分离，然后采用HPLC-ICP-MS分析对色谱分离后的砷形态代谢物进行检测，根据色谱峰保留时间与标准品的对照来区分不同的砷形态代谢物，并根据步骤S1所得尿砷形态代谢物标准曲线，对检测得到的色谱峰面积进行浓度的计算，得到尿砷形态代谢物待测样品中砷形态代谢物的浓度。
上述切换至HPLC-ICP-MS分析模式，具体是把进样器从雾化器改为LC，将ICP-MS样品管从雾化器中拔出，接上色谱柱出口端，将样品引入改为LC，更新模块后打开HPLC联用批处理(用预设美国EPA 6020方法)，将采集模式改为TRA，选择As和Cl为待测元素，设置采集时间为12min，调谐参数蠕动泵转速改为0.3rps，雾化器改成0.85L/min，补偿气体改为0.15L/min，碰撞池的He气流量改成4.0mL/min调谐时质量数59的响应大于2000，156/140低于1％。
高效液相色谱分离条件：阴离子交换色谱柱：汉密尔顿PRP-X100(250mm×4.1mm，10μm)或等效柱，保护柱：PRP-X100 Grd。流动相A为超纯水，流动相B为pH＝8.0～8.9，25mM(NH4)2HPO4溶液；进样为量100μL，流速为1mL/min；柱温为20-30℃；梯度洗脱程序：0～2min，B：0％～50％；2～5min，B：50％～100％；5～11min，B：保持在100％，11～12min，B：100％～0％。
本实施例五种砷形态的色谱分离如图1所示，在12分钟内可将AsB、AsIII、DMAV、MMAV和AsV基线分离，检出限为0.1μg/L；总砷分析的检出限为0.0425μg/L。
实施例2
为验证实施例1提供的方法的准确度和精密度，本实施例进行了该方法的加标回收率和重复性实验，并使用国家标准物质GBW09115验证其中的亚砷酸根(AsIII)、单甲基胂(MMAV)和二甲基胂(DMAV)的回收率。
试验方法：分别在0.5、5、50μg/L的加标水平下，取人工尿液加入低、中、高水平的五种砷形态标液，按实施例1提供的检测方法测定砷形态加标回收率和重复性，以及验证GBW09115中AsIII、MMAV和DMAV的回收率，结果如表1.
表1.砷形态物质的属性、保留时间及回收率
同时，在空白尿液中加入2，10，20μg/L的总砷标准溶液，按照实施例1提供的检测方法测定总砷回收率，回收率在99.5～113％。
实施例3
按实施例1提供的方法，将100例来自有色金属冶炼职业暴露个体的尿样进行分析，预设0.032mg/L为警戒线，结果如图2所示。将五种砷形态物质的加和(ΣAs)与总砷(tAs)对比，均值分别为110±122vs 112±127μg/L，说明分析尿样中AsB，AsIII，DMA，MMA和AsV这五种砷形态是尿样中赋存的主要砷形态，因此，分析AsB，AsIII，DMA，MMA和AsV这五种砷形态是可以达到快速筛查人群尿砷代谢产物的目的。
此外，在这100例样品中，有77例样本总砷超过预设的警戒线，其中，AsB的浓度范围在0～82.9μg/L，算术平均值为3.76±10.4μg/L，中位数0.817μg/L，说明每例样本中AsB的含量差异大；对人体造成危害的砷形态主要有AsIII和AsV，在尿总砷超过警戒线的77例样本中,AsIII的浓度范围为2.13～101μg/L,中位数13.8μg/L；AsV的浓度范围为0～12.1μg/L，中位数1.12μg/L；由此可见，这77例尿样中无机砷的赋存形态主要为AsIII，占ΣAs的3.8％～36.9％，也是所有砷形态中毒性最大的，因此对AsIII的分离和定量是极为重要且关键。
实施例4
为验证实施例1提供的方法适用不同暴露人群范围，将设定高、中、低暴露组(分别为金属冶炼职业暴露于砷的人群、暴露点周边居民人群和对照人群)，随机选取各组40例尿样，将每10例混合而成1例混合样，进行分析。结果如图3所示，可以发现在三组样品中，AsB都占据总砷的一部分，尤其是在中暴露组，说明分离AsB和AsIII在尿砷分析中的重要性。其次，在三组样品中，这五种砷形态均有检出，说明该方法也确实适用于一般砷暴露的人群。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于包括以下操作步骤：
S1. 用硝酸稀释砷标准品，制备含梯度浓度的砷离子标准溶液，采用ICP-MS检测，以浓度为x，信号强度为y，制得总砷标准曲线；
使用尿液基质溶液分别配制含梯度浓度的砷甜菜碱标准溶液、三价无机砷标准溶液、二甲基胂酸标准溶液、单甲基胂酸标准溶液和五价无机砷标准溶液，采用HPLC-ICP-MS检测，以浓度为xi，色谱峰信号强度为yi，尿液基质溶液作为空白，分别制得尿砷形态代谢物标准曲线，包括砷甜菜碱标准曲线、三价无机砷标准曲线、二甲基砷标准曲线、单甲基胂酸标准曲线和五价无机砷的标准曲线；所述尿液基质溶液由体积比例为1:(4~9)的人工尿液和浓度12.5~34.0 mM的 (NH4)2HPO4溶液混合而成，并调节pH值至7.8~11.0；
S2.取尿液样品于聚丙烯离心管中，加入硝酸，在水浴中超声，过滤后制得尿总砷待测样品；同时，取尿液样品于聚丙烯离心管中，使用样品稀释液将尿液样品稀释混匀，过滤后转移至聚丙烯液相样品瓶中，制得尿砷形态代谢物待测样品；
S3. 采用ICP-MS分析步骤S2所得尿总砷待测样品，根据步骤S1所得总砷标准曲线，计算尿总砷待测样品中总砷的含量；
S4. 当尿总砷待测样品中总砷的含量超过预警线时，立即切换至HPLC-ICP-MS分析模式，采用阴离子交换色谱柱对步骤S2所得尿砷形态代谢物待测样品中的砷形态代谢物进行色谱分离，然后采用HPLC-ICP-MS分析对色谱分离后的砷形态代谢物进行检测，根据色谱峰保留时间与标准品的对照来区分不同的砷形态代谢物，并根据步骤S1所得尿砷形态代谢物标准曲线，对检测得到的色谱峰面积进行浓度的计算，得到尿砷形态代谢物待测样品中砷形态代谢物的浓度。
2.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S1中所述硝酸的浓度为体积百分数1~2%；所述调节pH值是采用NaOH进行调节；所述人工尿液为市售人工合成尿液。
3.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S1中所述总砷标准曲线为：y = 1470.9x - 11.328，R² = 0.9997，线性范围：0.15 ~ 100 μg/L，以y为砷信号强度，x为砷浓度；
所述砷甜菜碱标准曲线为：y1 = 16680.46 x1 + 17.02，R² = 0.9998，线性范围：0.5~ 100 μg/L，y1为砷甜菜碱色谱峰积分信号强度，x1为砷甜菜碱浓度；
所述三价无机砷标准曲线为：y2 = 6548.20 x2+ 22.00，R² = 0.9997，线性范围：0.5~ 100 μg/L，y2为三价无机砷色谱峰积分信号强度，x2为三价无机砷浓度；
所述二甲基砷标准曲线为：y3= 17903.03 x3 + 0.00，R² = 0.9998，线性范围：0.5 ~100 μg/L，y3为二甲基砷色谱峰积分信号强度，x3为二甲基砷浓度；
所述单甲基胂酸标准曲线为：y4 = 17562.67 x4 + 64.13，R² = 0.9998，线性范围：0.5 ~ 100 μg/L，y4为单甲基胂酸色谱峰积分信号强度，x4为单甲基胂酸浓度；
所述五价无机砷的标准曲线为：y5= 17413.33 x5 + 239.60, R² = 0.9998，线性范围：0.5 ~ 100 μg/L，y5为五价无机砷色谱峰积分信号强度，x5为五价无机砷浓度。
4.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S2中所述的尿液样品在使用之前是新鲜采集的人尿液样品或者是将-80℃至4℃下存储于聚丙烯冻存管中的人尿液样品取出冷冻环境，在室温下解冻，用混匀仪震荡混匀后待用。
5.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S2中所述的在水浴中超声的温度为 20~50℃，时间为5~60分钟；所述样品稀释液为 pH值7.8~11.0、浓度12.5~34.0 mM的 (NH4)2HPO4溶液；所述调节pH值是采用NaOH进行调节。
6.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S3中所述ICP-MS分析的模式为氦气碰撞模式，分析的条件为：选择As75为待测元素，在分析尿总砷待测样品中总砷含量时采用蠕动泵吸入内标溶液，使得样品在分析前与内标溶液在三通内混合均匀，使用内标漂移的程度对样品基质漂移进行校正；所述内标为锗或铱。
7.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S4中所述阴离子交换色谱柱为小于或等于10 μm的阴离子交换色谱柱，柱温10~40℃，进样量10~100 μL；所述色谱分离的条件为：流动相A为超纯水，流动相B为10~30mM (NH4)2HPO4溶液，pH用氢氧化钠或氨水调节至7.8~11.0，流速为0.8~2.0 mL/min；梯度洗脱程序：0~2 min，B：0%~50%；2~5 min，B：50%~100%；5~11 min，B：保持在100%；11~12 min，B：100%~0%。
8.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S4中所述HPLC-ICP-MS分析是选择As75为待测元素，选择Cl35作为干扰元素。
9.根据权利要求1所述的一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法，其特征在于：步骤S4中所述超过预警线是指尿总砷待测样品中总砷的含量超过0.032mg/L；所述切换至HPLC-ICP-MS分析模式，具体操作是在仪器控制软件上把进样器从雾化器改为LC，硬件上将ICP-MS样品管从雾化器中拔出，接上色谱柱出口端，连接高效液相色谱模块至电感耦合等离子体质谱仪。
CN202210312114.4A 2022-03-28 2022-03-28 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法 Active CN114894913B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210312114.4A CN114894913B (zh) 2022-03-28 2022-03-28 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法
PCT/CN2023/081473 WO2023185459A1 (zh) 2022-03-28 2023-03-14 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210312114.4A CN114894913B (zh) 2022-03-28 2022-03-28 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114894913A CN114894913A (zh) 2022-08-12
CN114894913B true CN114894913B (zh) 2023-08-15

Family

ID=82715983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210312114.4A Active CN114894913B (zh) 2022-03-28 2022-03-28 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114894913B (zh)
WO (1) WO2023185459A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114894913B (zh) * 2022-03-28 2023-08-15 广东工业大学 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法
CN117310058A (zh) * 2023-11-23 2023-12-29 北京昭衍新药研究中心股份有限公司 Lc-icp-ms联用测定砷形态的前处理方法及其应用
CN117470618A (zh) * 2023-12-28 2024-01-30 中国科学院烟台海岸带研究所 海水中胶体态铁的超滤分离检测方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284374A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 陸水中の３価及び５価の砒素の分別定量分析方法
CN109725045A (zh) * 2018-12-20 2019-05-07 江西出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心 婴幼儿辅食中不同砷形态组分含量的超声辅助hplc-icp-ms检测分析方法
CN110632217A (zh) * 2019-11-05 2019-12-31 哈尔滨医科大学 一种hplc-icp-ms法测定粒细胞中四种砷化合物浓度的方法及应用
CN110687241A (zh) * 2019-11-06 2020-01-14 天津海关动植物与食品检测中心 一种对动物体内洛克沙砷及其8种代谢物的检测方法
CN110702828A (zh) * 2019-09-12 2020-01-17 哈尔滨医科大学 一种采用hplc-hg-afs法测定全血或红细胞中四种砷形态浓度的方法
RU2760237C1 (ru) * 2021-02-03 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи" (ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии") Способ раздельного определения неорганического и органического мышьяка в морепродуктах
CN113702524A (zh) * 2021-08-23 2021-11-26 广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所 一种针对8种不同形态砷在植物体、水体和底泥的机体中的分离分析方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105866231B (zh) * 2015-01-19 2019-07-30 上海市食品药品检验所 测定生物机体组织和脏器中总量砷和价态砷含量的方法
CN114894913B (zh) * 2022-03-28 2023-08-15 广东工业大学 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006284374A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 陸水中の３価及び５価の砒素の分別定量分析方法
CN109725045A (zh) * 2018-12-20 2019-05-07 江西出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心 婴幼儿辅食中不同砷形态组分含量的超声辅助hplc-icp-ms检测分析方法
CN110702828A (zh) * 2019-09-12 2020-01-17 哈尔滨医科大学 一种采用hplc-hg-afs法测定全血或红细胞中四种砷形态浓度的方法
CN110632217A (zh) * 2019-11-05 2019-12-31 哈尔滨医科大学 一种hplc-icp-ms法测定粒细胞中四种砷化合物浓度的方法及应用
CN110687241A (zh) * 2019-11-06 2020-01-14 天津海关动植物与食品检测中心 一种对动物体内洛克沙砷及其8种代谢物的检测方法
RU2760237C1 (ru) * 2021-02-03 2021-11-23 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи" (ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии") Способ раздельного определения неорганического и органического мышьяка в морепродуктах
CN113702524A (zh) * 2021-08-23 2021-11-26 广东省农业科学院农业质量标准与监测技术研究所 一种针对8种不同形态砷在植物体、水体和底泥的机体中的分离分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023185459A1 (zh) 2023-10-05
CN114894913A (zh) 2022-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114894913B (zh) 一种同步快速测定尿液中总砷及砷代谢产物含量的方法
de Souza et al. A simple method for methylmercury, inorganic mercury and ethylmercury determination in plasma samples by high performance liquid chromatography–cold-vapor-inductively coupled plasma mass spectrometry
Divrikli et al. Determination of some trace metals in water and sediment samples by flame atomic absorption spectrometry after coprecipitation with cerium (IV) hydroxide
Chana et al. Urinary arsenic speciation by high-performance liquid chromatography/atomic absorption spectrometry for monitoring occupational exposure to inorganic arsenic
Begerow et al. New horizons in human biomonitoring of environmentally and occupationally relevant metals—sector-field ICP-MS versus electrothermal AAS
Jarrett et al. Eliminating molybdenum oxide interference in urine cadmium biomonitoring using ICP-DRC-MS
CN101968436B (zh) 微波消解faas法测定水体中痕量镍的定量分析方法
Nixon et al. Evaluation of a tunable bandpass reaction cell for an inductively coupled plasma mass spectrometer for the determination of chromium and vanadium in serum and urine
Liu et al. Determination of total mercury in biological tissue by isotope dilution ICPMS after UV photochemical vapor generation
CN103323550A (zh) 一种同时检测水中五种药物的方法
Komárek et al. ET-AAS determination of aluminium in dialysis concentrates after continuous flow solvent extraction
CN114236032B (zh) 双电离扫描模式-液相色谱串联质谱联用测定水体中草甘膦的方法
Ader et al. Radiochemical and methodological studies on the recovery and analysis of nickel in urine
CN102353668A (zh) 一种测定地表水中阴离子表面活性剂的方法
CN113984872A (zh) 末梢血中10种元素电感耦合等离子体质谱检测
Lewen et al. The determination of palladium in fosinopril sodium (monopril) by ICP-MS
CN112578071A (zh) 一种电解退镀粉中无机酸盐的定量分析方法
CN111855873A (zh) 一种超高效液相色谱-串联质谱测定水产品中三嗪类除草剂残留的方法
Völlkopf et al. Determination of cadmium, copper, manganese and rubidium in plastic materials by graphite furnace atomic absorption spectrometry using solid sampling
CN110596229A (zh) 一种大麻提取物和大麻油产品中元素杂质的检测方法
WO1999030128A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur quasi-kontinuierlichen bestimmung von anorganischen oder organischen inhaltsstoffen in fluiden
Suh et al. Direct determination of arsine in gases by inductively coupled plasma–dynamic reaction cell–mass spectrometry
CN113866256A (zh) 末梢血中10种元素电感耦合等离子体质谱检测产品及用途
Devoy et al. Validation of a standardised method for determining beryllium in human urine at nanogram level
Mukhtar et al. On-line determination of water-soluble zinc in airborne particulate matter using a dynamic extraction procedure coupled to flame atomic absorption spectrometry

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant