全血中铅分析方法研究现状

尹之全，姜 严，牛丽凤

（1.阜新市疾病预防控制中心，辽宁 阜新 123000；2.阜新市妇幼保健院，辽宁 阜新 123000；3.辽宁中医药大学职业技术学院，辽宁 沈阳 110101）

全血中铅分析方法研究现状

尹之全1，姜 严2，牛丽凤3

（1.阜新市疾病预防控制中心，辽宁 阜新 123000；2.阜新市妇幼保健院，辽宁 阜新 123000；3.辽宁中医药大学职业技术学院，辽宁 沈阳 110101）

全血铅；DPSA；GFAAS；HGAFS；ICP-MS

铅广泛分布于自然界[1],是人类应用最早的金属之一，被广泛应用于工农业生产和科研中[2]。铅可以通过呼吸道、消化道等多种途径进入人体，进入人体的铅会对神经系统、消化系统等多系统、多器官造成损害，进入血液中的铅大部分与红细胞膜结合，经血循环被组织吸收后转移到骨骼，产生蓄积作用。铅在体内的代谢过程与钙在体内的代谢过程相似。由于血铅含量较稳定，波动性小，故血铅成为反映近期铅接触较为灵敏的指标，所以测定全血铅对铅中毒的诊断、防治工作具有重要意义。常用的全血铅的分析方法有：微分电位溶出分析法（Differential Potentiometric Stripping Analysis,DPSA）、石墨炉原子吸收光谱法（Graphite Furance Atomic Abeorption Spectroscopy，GFAAS）、氢化物发生原子荧光光谱法（Hydride Generation Atomic Fluorescence Spctrometry，HGAFS）、电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）。现简述上述方法在全血测定中的研究现状。

1 微分电位溶出分析法（Differential Potentiometric Stripping Analysis,DPSA）

溶出分析法是以电解沉积（电积）为预浓缩手段的电化学分析法，较早应用于环境科学、临床医学、工业生产等诸多领域中40多种痕量金属的检测，是检测血铅的标准方法之一[3]。此方法以其仪器价格低、准确度高、重现性好、分析工作简便等优势应用于人群铅普查和临床检测。赵海玲等[4]在实际运用（WS/T21-1996）时发现血样本的干扰大，血铅最低检出量较高，不能满足低含量检测要求。王文军等[5]证实血不经消化，含有大量有机物质，测定时预镀的汞膜容易吸附有机杂质，造成电极表面污染，灵敏度不断下降。而且，电极在含有大量有机杂质的黏稠底液中高速旋转，汞膜容易因摩擦而不断脱落变薄，寿命极短。另外，测定液粘度大，本身氧化能力不强，易造成溶出速度减慢和高背景曲线，影响测定的准确度。王伟[6]在多年工作中也发现未经消化的血样连续在同一汞膜上富集溶出，其中有机物会污染汞膜，改变其灵敏度，影响测定的准确度。解决上述问题的直接办法是消化样品。目前消化样品处理办法主要有以下4 种：（1）HCl-KMnO4消化血样[6]，抗坏血酸还原剩余的 Mn2＋；（2）加浓硝酸[4]、高氯酸消化血样；（3）血样加高氯酸后在微波炉中消化处理[7]；（4）血样加硝酸消化后离心取上清测定[5]。样品消化之后检出限在0.18～0.50μg/L，精密度在1.45%～9.30%，回收率在88.00%～108.85%。除去样品处理会对结果产生较大影响之外，采血方式[8]、实验室温度[9]等因素对测定结果都能产生直接的影响。

2 石墨炉原子吸收光谱法（Graphite Furance Atomic Abeorption Spectroscopy，GFAAS）

20世纪60年代以来，石墨炉原子吸收光谱法逐渐成为痕量元素分析中最重要的一项技术，它具有灵敏度高、准确度和精密度好、基底干扰效应小、自动化程度高、操作简便等优点，检出限可达10－9g水平，是目前检测血铅的标准方法之一[3]，是最具公信力和最具权威的全血铅分析方法，有关它的报道也是最多的。这些报道主要集中在3个方面：一是关于样品前处理的；二是有关基体改进剂的；三是关于石墨炉升温程序的。鉴于血液样品成分复杂，研究人员[10～11]将血样高温灰化消解，标准曲线的配制也不加入正常人血或牛血，实验获得了满意结果。董建[12]采用恒温消解技术，也获得了满意结果。基体改进剂应用方面，有人采用单一基体改进剂[13]，而更多人采用的是混合基体改进剂[14～16]。基体改进剂的应用，提高了灰化温度，有效降低了复杂基体对铅结果的影响。升温程序在石墨炉分析方法中至关重要。加入石墨管中的样品，在组成上有所改变，那么石墨炉升温程序就应进行相应调整。几乎全部石墨炉检测血铅的文章都对石墨炉升温程序进行了调整，使得检测样品过程中，样品不飞溅，基体尽可能地在原子化之前与铅分离，原子化阶段信号值高而背景值低。虽然石墨炉原子吸收光谱法是检测血铅的首选方法，但也存在只能单元素测定、检测时间长、样品原子化过程产生血液烧焦后的腥臭味等不足。

3 氢化物发生原子荧光光谱法（Hydride Generation Atomic Fluorescence Spctrometry，HGAFS）

20世纪70年代末我国研制并生产了原子荧光光谱分析仪。原子荧光光谱分析是通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生的荧光强度，来测定待测元素含量的一种仪器分析法。它的优势测定元素是分析那些共振线波长小于400 nm的元素，特别适合测定主共振线波长小于270 nm，在火焰中易于原子化的元素，如砷、铋、镉、汞、硒、锌等[17]。它有检出限低（可达pg数量级）、选择性高、可以同时进行多元素测定、工作曲线的线性范围宽等优点。测铅是通过将试样中铅以PbH4化合物形式从试样分离，然后用载气引入分析区进行原子荧光分析的。原子荧光光谱分析法存在荧光转换效率较低和散射光影响较大的缺陷。检测铅需要由对原子荧光光谱富有经验的专业人员对测定条件仔细筛选，才能将缺陷降至最低。徐少华[18]通过对检测方法的负高压、灯电流、炉高、载气、屏蔽气等条件的筛选使得全血中铅的检出限达到了0.40μg/L；30 ng/ml浓度铅的精密度为 1.68%；3 种浓度 3.56 μg/L、6.17μg/L、13.80 μg/L 中 2种加标量2.0 μg/L、10.0 μg/L的回收率在94.60%～102.50%；线性范围是0～50 μg/L。实验结果表明，在摸索出最佳实验条件下采用氢化物发生原子荧光光谱法检测血铅是可行的。微波消解方式处理样品不太适合大批量样品的检测。更多的人[19～21]在样品的处理方法上采用了加混合酸加热消化的方式。通过摸索消化条件，人们发现控制酸度和样品的消化过程对回收率起着决定性的作用，是实验成败的关键。消化后的样品pH值需要严格控制在0.80～1.00之间。采用加混合酸加热消化的方式与不消化及采用微波消解方式处理样品相比存在着处理样品耗时长、样品处理过程易被铅污染和造成铅损失以及回收率不十分理想的问题。酸直接沉淀蛋白离心测定血铅的办法为氢化物发生原子荧光光谱法测定血铅开辟了一个处理样品的新途径，李坤等[22]在实验中采用取50 μl血样加3.5%（v/v）HNO3（GR）定容至3.00 ml，加盖在漩涡混合器上震荡40 s后，再于 4000转/分下离心5 min取上清液测定。

4 电感耦合等离子体质谱法（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）

ICP-MS从20世纪80年代发展至今，占据了元素分析的重要地位。它是以电感耦合等离子体（ICP）作为原子化装置和激发源，以质谱（MS）为检测器，检测微量元素的有效方法。目前在我国高端实验室和科研部门以及部分经济发达地区的实验室使用，还不被多数实验技术人员所熟悉和掌握。其高灵敏度、低检测限、校正曲线的宽范围，且具有可同时检测多种元素、对复杂基体样品的分析有较好的抗干扰能力等优点是其他仪器不可比拟的[23]。影响ICP-MS分析结果的主要因素包括采样、样品制备、试剂和标准的选择、实验环境及采用的仪器和定量方法。由于ICP-MS灵敏度高，所以控制检测过程的污染十分重要[24]。质谱干扰和基体干扰是ICP-MS检测血铅不能回避的问题，解决测定中质谱干扰的主要方法有：屏蔽矩技术[25]，碰撞反应池技术[26～27]，优化ICP-MS仪器参数[28]；解决基体干扰的主要方法有：建立干扰校正方程、选择适当的内标元素校正基体干扰和漂移[29]。曾静[30]通过模拟全血基体，考查了基体效应对于ICP-MS测定铅浓度的影响，并应用CAIS法对基体效应进行了校正。校正前及经传统内标法和CAIS法校正后铅浓度测量值与真值之间的相对误差分别为20%、8%、2%。且CAIS法对不同稀释倍数的血液基体都能达到好的校正效果。通过应用CAIS法，简化了样品前处理程序，扩展了内标的选取范围并有可能通过一个内标完成对多元素、多浓度的校正。ICP-MS定量方法除了内标法之外还有外标法、标准加入法、同位素比值法[31]等，方法所用水为超纯水（≥18.2 MΩ·cm），所用试剂、标准品、内标物等多为超净高纯试剂或进口试剂，因此应用ICP-MS检测的成本是昂贵的。它适用于突发公共卫生事件无机毒物的快速检测，它也将极大地推动多元素之间协同作用与疾病和健康之间关系的研究。随着ICP-MS检测技术的进步，相信ICP-MS在生物材料及临床医学上微量元素检测方面将会发挥更加积极的作用。

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