生物樣品中汞的測(cè)定

生物樣品中汞的測(cè)定

汞是環(huán)境中的重要污染。世界每年向環(huán)境中排放近5000萬(wàn)噸銅酸。因此，世界上幾次舉行“全球科學(xué)研究活動(dòng)”?？梢?jiàn),汞污染嚴(yán)重,已經(jīng)受到世界各國(guó)的重視。無(wú)機(jī)汞離子和甲基汞是進(jìn)入生物樣品中的2種主要形式,也是在人體中的主要存在形式。汞的危害國(guó)內(nèi)外報(bào)道較多,金、汞協(xié)同誘發(fā)胃癌的作用也有報(bào)道。人體中汞的安全濃度是0.1μg/ml,當(dāng)達(dá)到0.5～1.0μg/ml時(shí)就會(huì)出現(xiàn)明顯中毒癥狀,能引起一系列神經(jīng)、精神等方面的疾病,對(duì)人體的健康危害極大。因此,建立一種能準(zhǔn)確快速地測(cè)定生物樣品中汞含量的方法具有重要的意義。汞易揮發(fā)和易吸附的特點(diǎn)使汞的分析測(cè)定受到很多限制,特別是樣品預(yù)處理方法的好壞直接決定著整個(gè)分析方法的檢出濃度、準(zhǔn)確度和精密度。因此尋求一種能克服汞的易揮發(fā)、易吸附的難點(diǎn),使分析方法既準(zhǔn)確、穩(wěn)定,又簡(jiǎn)便、快速、易行的樣品預(yù)處理方法是目前研究的重點(diǎn)。1樣品預(yù)處理方法目前生物樣品中汞的預(yù)處理方法主要有常壓濕法消化、微波消解、萃取法、巰基乙醇提取法等。1.1混合酸及提取法用酸或堿消化樣品是以往常使用的樣品預(yù)處理方法。將樣品和消化液放入敞口容器,在一定條件下加熱消化樣品,在氧化性液體環(huán)境中分解出有機(jī)物,將此消化液進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砑纯傻玫酱郎y(cè)溶液。常用消化液為HNO3、HClO4、H2SO4、HF等1種或者多種酸的組合。可根據(jù)待測(cè)元素特性和各氧化性酸的特點(diǎn)選用不同的混合酸。該方法由于多用敞開(kāi)式容器,汞易揮發(fā)丟失,使回收率低,測(cè)定結(jié)果也不穩(wěn)定,且高氯酸與有機(jī)物接觸易發(fā)生爆炸,過(guò)氧化氫易分解,消化液和樣品用量大。楊翠英等針對(duì)汞易揮發(fā)的特性對(duì)預(yù)處理方法進(jìn)行了改進(jìn),在加熱預(yù)處理血樣過(guò)程中利用回流裝置防止了汞的揮發(fā),利用冷原子吸收法進(jìn)行測(cè)定,方法檢出限為0.79ng/ml,回收率為96.3%～98.6%。該方法雖有一定的改進(jìn),但實(shí)驗(yàn)過(guò)程中操作繁瑣。堿消化法提取率低。孫瑾等在超聲輔助的條件下用KOH/CH3OH提取人發(fā)中的汞,回收率僅為(27±6)%。1.2微波消化法微波消解是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外普遍使用的樣品預(yù)處理方法。以往消化樣品采用的常壓濕法消化,回收率偏低且不穩(wěn)定。微波消解能在較短時(shí)間使樣品消解完全,且密閉的高壓消解罐能有效防止元素的揮發(fā)損失和減少酸耗量。將樣品加入聚四氟乙烯溶樣杯中,加入消化液在一定的微波條件下進(jìn)行微波消化,取出放冷開(kāi)啟消解罐,加熱消解液趕盡NO2,以確保消化完全和二氧化氮已排盡。該方法具有快速,分解完全、空白值低、元素?zé)o揮發(fā)損失等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)蛋白質(zhì)被破壞避免了汞的吸附損失,但較為耗時(shí),樣品用量大。王寧生等用不同的酸混合液對(duì)血樣進(jìn)行微波消解預(yù)處理,利用氫化物發(fā)生原子熒光法進(jìn)行測(cè)定,最終得到HNO3-H2SO4(體積比3∶1),尤其適用于血樣中汞的測(cè)定,回收率為(99.1±0.3)%。1.3提取與icp-ms法巰基乙醇提取法是一種有效的樣品預(yù)處理方法。將樣品放入聚乙烯管中加入提取液,將混合溶液放入振搖器在室溫下振搖12h以上,離心經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后直接測(cè)定。該方法操作簡(jiǎn)便,所用的2-巰基乙醇具有好的穩(wěn)定性,易與汞形成穩(wěn)定的化合物,提取效率高,無(wú)需調(diào)節(jié)pH值可直接進(jìn)樣,使電感耦合等離子體-質(zhì)譜(InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry,ICP-MS)系統(tǒng)的汞記憶效應(yīng)小,但耗時(shí)太長(zhǎng)。Wang等用巰基乙醇提取法與ICP-MS聯(lián)用測(cè)定狗鯊魚(yú)肝、貝類(lèi)軟體組織、牛肝、對(duì)蝦和人發(fā)等生物樣品中的汞。方法檢出限0.2μg/L,回收率達(dá)到98%～100%,僅人發(fā)回收率為60%。原因是人發(fā)不同于生物組織,人發(fā)、指甲等人體組織由堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)蛋白組成,所以該方法適用于疏松的冷凍-干燥過(guò)的生物樣品。1.4萃取法1.4.1超聲輔助提取汞超聲波輔助溶劑萃取法是一種簡(jiǎn)便易行的樣品預(yù)處理方法,將樣品放于離心管,加入溶劑,放置過(guò)夜,超聲后進(jìn)行離心,取上層溶液直接稀釋后測(cè)定。該方法利用超聲輔助提高了汞的提取率,但回收率不高。孫瑾等選擇了6mol/LHCl作為溶劑,對(duì)人發(fā)進(jìn)行預(yù)處理,與ICP-MS聯(lián)用進(jìn)行測(cè)定,方法檢出限為0.01ng/ml,回收率為80%～97%。Li等用6mol/LHCl作為溶劑,80℃加熱超聲2h對(duì)人發(fā),血樣進(jìn)行預(yù)處理,ICP-MS聯(lián)用測(cè)定人發(fā)、血樣中的汞,但未詳細(xì)描述該方法的檢出限和回收率。超聲波輔助溶劑萃取法已用于人發(fā)、狗鯊魚(yú)肉、狗鯊魚(yú)肝、黃魚(yú)和牛肝等生物樣品中汞的測(cè)定。1.4.2螯合物表面活性劑的檢測(cè)濁點(diǎn)萃取是一種提取效率高,對(duì)金屬富集作用強(qiáng)的樣品預(yù)處理方法,該方法利用表面活性劑提取汞代替了液液萃取中利用有機(jī)溶劑提取,現(xiàn)在已經(jīng)被應(yīng)用到環(huán)境和生物樣品的預(yù)處理中。濁點(diǎn)萃取是加入螯合劑,與汞離子結(jié)合生成螯合物,利用無(wú)離子表面活性劑萃取螯合物,通過(guò)加入電解質(zhì)發(fā)生鹽析分離或水浴升高溫度2種方法來(lái)實(shí)行相的分離,一相是水相,另一相是包含螯合物的表面活性劑相。通過(guò)簡(jiǎn)單地更換管子移出水相后,對(duì)表面活性劑相進(jìn)行測(cè)定。該方法無(wú)污染,試劑無(wú)毒、價(jià)格便宜且用量少,儀器設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用低,所用的螯合劑穩(wěn)定性好,形成的螯合物具有好的疏水性,表面活性劑濁點(diǎn)較低,易于提取汞。濁點(diǎn)萃取是一種有效的金屬富集技術(shù)。Aranda等用0.5ml的表面活性劑、0.2ml的螯合劑濁點(diǎn)萃取人發(fā)、尿樣中的汞,用原子吸收法測(cè)定,方法檢出限0.01μg/L,回收率達(dá)到97%～100%。Dittert等用濁點(diǎn)萃取與冷原子吸收法聯(lián)用測(cè)定人發(fā)、狗鯊魚(yú)肝臟、狗鯊魚(yú)肉等樣品中的汞,回收率達(dá)到95%。Yin又在濁點(diǎn)萃取的基礎(chǔ)上提出了雙濁點(diǎn)萃取,即向含有汞螯合物的表面活性劑相加入L-半胱氨酸,汞又與其反應(yīng)形成親水性的Hg-L-半胱氨酸螯合物,從表面活性劑相進(jìn)入水相,避免了表面活性劑和其他憎水性物質(zhì)在測(cè)定過(guò)程中造成的干擾。濁點(diǎn)萃取已被用于人發(fā)、尿樣、狗鯊魚(yú)肝臟、狗鯊魚(yú)肉、貝類(lèi)軟體組織、水樣等樣品中汞的測(cè)定,且達(dá)到了滿意的回收率。除了上述的預(yù)處理方法外還有其他的方法,如蒸汽蒸餾法等,但由于提取率低,與上述各種預(yù)處理方法相比應(yīng)用相對(duì)較少。2汞的測(cè)定方法目前生物樣品中汞的測(cè)定方法包括原子吸收法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)、原子熒光法(AtomicFluorescenceSpectrometry,AFS)、電感耦合等離子體(ICP)等。AAS和AFS是最普遍使用的2種方法。2.1AAS2.2AFS2.3子發(fā)射光譜法測(cè)汞原子發(fā)射光譜法也用于生物樣品中汞的分析,電感耦合等離子體—原子發(fā)射光譜法(InductivelyCoupledPlasmaAtomicEmissionSpectrometry,(ICP-AES)用來(lái)測(cè)量生物樣品中的汞,結(jié)果也令人滿意。3標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定生物樣品中汞的方法,發(fā)展高效低以往汞的測(cè)定多采用濕法消化法消解樣品,大多數(shù)為間接敞開(kāi)式加熱,容易損失易揮發(fā)的Hg元素,提取效率低,溶劑消耗多。后來(lái)微波消解和超聲輔助提取也被用來(lái)提高汞的提取率,消解速度大大加快,消解效率大大提高,然而仍然存在一些問(wèn)題,仍然需要使用高濃度的酸堿,高的溫度和高壓力。巰基乙醇提取法雖然操作簡(jiǎn)便,提取效率高但耗時(shí)太長(zhǎng)。濁點(diǎn)萃取法無(wú)污染,試劑用量少,提取效率高,是一種有效的樣品預(yù)處理方法。但由于汞的易揮發(fā)性和易吸附性,不同方法所得到的分析數(shù)據(jù)在可靠性和可比性等方面仍存在不少問(wèn)題。因此,建立一種能克服汞的易揮發(fā)易吸附性造成的損失且耗時(shí)短、簡(jiǎn)便快速的生物樣品中汞的測(cè)定方法是很有必要的。AAS在國(guó)內(nèi)外已廣泛用于汞的分析,尤其是冷原子吸收法極大地提高了測(cè)定的靈敏度,是測(cè)定生物樣品中汞普遍使用的方法。該方法具有抗干擾能力強(qiáng)、分析速度快、樣品用量少、進(jìn)樣量小、選擇性及穩(wěn)定性好、檢出限低、精密度高、儀器設(shè)備相對(duì)比較簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是標(biāo)準(zhǔn)曲線的動(dòng)態(tài)范圍較窄,通常小于2個(gè)數(shù)量級(jí)。AFS也是測(cè)定痕量汞的有效方法。該方法是我國(guó)發(fā)展較快的一種新的痕量分析技術(shù),靈敏度比原子吸收法更高,具有干擾少、線性測(cè)量范圍寬、原子化器和測(cè)量系統(tǒng)記憶效應(yīng)小、儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整