流动注射-氢化物发生-冷原子吸收分光光度法测定高吸水性止血材料中汞的研究

孙小莉　刘东　杨永环　汤祥忠　汤晓阳　刘向辉

摘 要：本文通过还原剂、载气流速及载液浓度等试验条件的探索，以确定原子吸收分光光度计仪器的最佳工作状态。分别采用硝酸-双氧水、硝酸-硫酸体系，在110℃下消解高吸水性止血材料，用流动注射-氢化物发生-冷原子吸收分光光度法测定高吸水性止血材料中的汞。结果表明：该方法的分析结果可靠，样品回收率为97.6%～103.8%，灵敏度为0.013 9ng/mL/1%，检出限为0.023ng/mL，相对标准偏差（n=6）≤4.0%，线性范围为0～50ng/mL。

关键词：汞;流动注射;氢化物发生器;高吸水性止血材料

中图分类号：O657.31;O614.243 文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）26-0143-04

1 研究背景

交通意外、事故或战场贯通伤往往引起伤员大出血，尤其是涉及周围大血管创伤出血和实质性脏器（如肝、脾）创伤出血。众所周知，一个成年人的总血量在4 000mL左右，如果短时间内失血量超过1 000mL，就會发生休克，表现为脸色苍白、出冷汗、血压下降等，出血更多时，甚至会导致死亡。伤后10min被认为是伤员抢救最为宝贵的“黄金时间”，而快速有效地进行止血对提高伤员外伤出血的救治水平具有重要意义[1，2]。止血材料作为医院目前急救时稳定伤情、降低死亡率的重要手段，其止血速度和止血效果直接关系到伤员的生命安全[3，4]。

本课题组首先以具有良好生物相容性的胶原和高吸水性的透明质酸为主要材料，对材料进行压缩处理，构建出物理性能和生物相容性良好的微球状高吸水性能速效止血材料，直接用特制注射器将微球状材料送至伤口深处，使用简便且无需包扎。该材料因含有高吸水性透明质酸和止血效果良好的胶原、丝素肽，其在伤口深处能吸收水分和血液迅速膨胀，加速血小板和血蛋白的聚合，同时实现机械压迫止血和生化止血，其中的胶原成分亦能诱导体内胶原的再生、排列，增强渗出物的吸收，促进创面愈合，而且能进一步诱导成纤维母细胞和异胶原纤维的产生及排列，促进肉芽组织的产生，促进血管和新生瘢痕组织的生成，达到创面修复愈合。在完成创面修复愈合后，该止血材料最终被组织外液所消化、吸收，不会留下异物，无需清创处理。为确保产品的安全无毒，对该材料进行重金属检测显得尤为重要。本试验主要对高吸水性止血材料的汞含量进行测定。汞主要危害人的神经系统，另外也会造成“汞中毒脑症”，严重者可由心力衰竭而导致死亡。另外，汞也会对皮肤黏膜及生殖、泌尿等系统造成损害[5?8]。为了保证高吸水性止血材料的安全性，就需检验部门对高吸水性止血材料中的汞含量进行测定，以确保产品的安全性。

氢化物冷原子吸收分光光度法是目前测定汞的方法中灵敏度较高的分析方法之一[9]。流动注射作为一种既能提高工作效率，又能有效提高分析方法的灵敏度和选择性的新技术，在我国发展极为迅速。由此，本文利用流动注射-氢化物发生-冷原子吸收分光光度法（FI-HG-CAAS）测定高吸水性止血材料中的汞。

2 试验部分

2.1 主要仪器与试剂

2.1.1 主要仪器。VGA 77流动注射氢化物发生器：美国安捷伦;AA220FS型原子吸收分光光度计：美国瓦里安。

2.1.2 主要试剂。KBH4溶液：将3.0g硼氢化钾和0.5g氢氧化钠倒入塑料瓶中，加100mL去离子水溶解。在室温下一周内使用。

汞标准溶液：1 000mg/L，国家有色金属及电子材料分析测试中心。

10%（V/V）HCl溶液：取5.0mL盐酸于500mL容量瓶中，定容后作为载液。

4%（V/V）H2SO4溶液：移取4.0mLH2SO4于水中，冷却至室温后定容至100mL。

1%（V/V）HNO3溶液：移取1.5mL浓HNO3（65%），用水定容至100mL。

本试验所用试剂均为分析纯或分析纯以上。用50%稀硝酸浸泡玻璃仪器48h，去离子水洗净、烘干、备用。

样品高吸水性止血材料和高吸水性止血护创材料来源于本课题组研制。

2.2 仪器工作条件

原子吸收分光光度计工作条件：波长253.7nm，狭缝0.5nm，燃烧器高度6mm，灯电流4.0mA，燃烧器位置2.0mm。

氢化物发生器工作条件：载气（氩气）流量100mL/min，载液为体积分数为4.0%的H2SO4，溶液还原剂为10.0g/L KBH4。

2.3 系列标准溶液配制

准备6个100mL的容量瓶，分别加入0、0.5、1.5、3.0、4.0、5.0mL的汞标准母液，然后用4.0%硫酸溶液定容至100mL。此系列含汞浓度分别为0、5、15、30、40、50ng/mL的一系列标准溶液。

2.4 试样分析

2.4.1 样品处理。准确称取高吸水性止血材料1.0g于100mL比色管中，加入8.0mL 65%的HNO3、2mL 30%的H2O2，在电热板上110℃消解。消解过程中注意观察，等消解液挥发至1.0mL左右时，若溶液仍然显示出很深的颜色，可在冷却后适当补加适量的硝酸溶液，再次消解至消解液剩余1.0mL左右。注意观察样品的消解程度，避免炭化，待加热至冒白烟后冷却。用去离子水转移消解液至25mL容量瓶中，少量多次用水洗涤容器，然后将洗液合并于容量瓶中，并定容至刻度，备用，依照上述方法制备空白试液和加标试液。

准确称取高吸水性止血护创材料1.0g于100mL比色管中，加入8.0mL 65%的HNO3、2.0mL 98%的H2SO4，在电热板上110℃消解，其余消解步骤同高吸水性止血材料的消解过程。

2.4.2 试样的测定。预热原子吸收分光光度计，连接原子吸收分光光度计和氢化物发生器，依照仪器参数启动仪器，读取从低浓度到高浓度依次测定标准溶液的吸光度值，线性拟合标准曲线，然后测定空白和样品吸光值。

3 结果与讨论

3.1 原子吸收分光光度计工作条件的选择

原子吸收分光光度计燃烧器的位置决定石英吸收管的位置，而石英吸收管的位置则直接影响仪器测定的灵敏度，所以优化石英吸收管的位置显得尤为重要。

先调节原子吸收分光光度计能量至100%，后对装上的石英吸收管进行调整，以确保能量最大限度通过吸收管。

3.2 氢化物发生器工作条件的选择

3.2.1 硼氢化钾浓度的选择。由于汞化合物很容易被还原，生成金属汞蒸气，所以硼氢化钾作为强还原剂，浓度不需要太高。本试验考察了不同浓度的硼氢化钾对15、30、50mg/mL等3种不同浓度的汞标准溶液的吸收信号的影响，测试结果见表1。

本试验结果表明，汞吸光值在硼氢化钾浓度大于10mg/mL时达到最大;本试验选用硼氢化钾的浓度为10mg/mL，另外加入0.5%的氢氧化钠，以提高其稳定性。

3.2.2 载液酸度的选择。汞的还原反应要求一定的酸度条件。酸度太低，反应较缓慢且不完全;酸度过高，硼氢化钾會大量分解，产生大量氢气，从而减少生成物的停留时间[10]，分析准确性和稳定性会受到重大影响。本试验以H2SO4为酸介质，考察了不同H2SO4酸度对汞标准溶液的吸光度值得影响，结果见表2。

汞的还原反应的酸度范围比较宽泛。本试验选择的试验区间是H2SO4溶液的浓度为2.0%～8.0%。结果表明，H2SO4溶液的浓度为4.0%～6.0%时，对汞的测定结果影响较小。因此，本试验选用试验载液为4.0%的H2SO4溶液。

3.2.3 载气流量的选择。本试验考察了载气（氩气）流量为60～180mL/min时，汞标准溶液吸光度值变化，结果见表3。

由表3可知，Ar流量为50～100mL/min时，汞的吸收信号不断增大;Ar流量为100mL/min时，汞吸收信号出现缓慢下降。反应器中生成的汞化氢气体由载气Ar带入T型电热石英管中，载气流量过大时，氢化物浓度被稀释，导致吸光度下降;载气流量过小时，不能将氢化物全部载入石英吸收管，也会使汞的吸光度降低[11]。因此，本试验选择载气Ar流量为100mL/min。

3.2.4 共存离子的影响。与试样共存的金属离子多数不能生成气态氢化物，所以共存离子对测定的影响很小。依照表1所列条件进行测定，以15ng/mL的汞标准溶液为例，分别进行100倍的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Mn2+、Fe3+、Cu2+、Cd2+及A13+等金属离子的干扰试验。测定结果表明，以上金属离子均无明显干扰，说明该法具有较强的抗干扰能力。

3.3 方法的线性范围、灵敏度和检出限

依照拟定的分析步骤和原子吸收分光光度计工作条件进行一系列标准溶液的吸光值的测定，并绘制标准曲线。试验表明，标准曲线在0～50ng/mL范围符合Lambert-Beer定律，标准曲线的线性回归方程为C=0.011 40A-0.005 87，相关系数[γ]=0.999 3，呈现出良好的线性关系。取11份标准空白溶液，分别测定其吸光度，计算出[SA]，由[XL=3SAS]（其中S为工作曲线的斜率，[S=dA/dc]），计算得检出限为0.023ng/mL。

3.4 精密度试验

按照标准溶液的分析步骤和原子吸收分光光度计工作条件进行测定，同样的试验条件下对同一样品进行6次重复测定，结果为1.05%～3.8%，这说明该方法的精密度良好。

3.5 样品测定及回收率

分别精确称取已知含量的样品1.000g 6份，分别加入低、中、高浓度的标准溶液，依照2.4.1对样品进行消解，回收率试验测定结果见表4。

从表4可知，该方法的加标回收率为96.4%～103.5%。测试结果表明，该方法的准确度良好，所测高吸水性止血材料和高吸水性护创材料样品中，汞含量为0.015mg/kg和0.024mg/kg，远远低于标准中要求的样品中汞含量≤1.0mg/kg。

4 结论

本文采用流动注射-氢化物发生-冷原子吸收光谱法构建了测定高吸水性止血材料中汞的分析方法。试验结果表明，该分析方法的线性回归方程为C=0.011 40A―0.005 87，相关系数[γ]=0.999 3，呈现出良好的线性关系。其加标回收率为97.6%～103.8%，精密度RSD均小于4.0%，该方法完全可以应用于高吸水性止血材料中汞的测定。

参考文献：

[1]钒李，丰田，陈蕾，等.急救止血材料的研究进展[J].材料导报（综述篇），2013（2）：70-73.

[2]王勇，陆伟.体内可吸收止血材料研究及临床应用[J].生物医学工程学杂志，2009（4）：922-926.

[3]杨晓芳，奚廷斐.生物材料生物相容性评价研究进展[J].生物医学工程杂志，2001（1）：123?128.

[4]李宝强，方一帆，王峰，等.新型快速止血材料的止血评价与止血机制[J].试验技术与管理，2007（7）：51-54.

[5]万双秀，工俊东.汞对人体神经的毒性及其危害[J].微量元素与健康研究，2005（22）：15-25.

[6]周舒.有害金属元素之三——汞[J].中老年保健，2000（3）：12-13.

[7]臧琳，姜登东.汞对人体的危害及其防护[J].中国个体防护装备，1999（1）36-37.

[8]史群.汞对人体的危害及预防[J].医学创新研究，2008，5（22）：186-190.

[9]中国标准出版社.食品卫生检验方法 理化部分（一）、（二）[S].北京：中国标准出版社，2004.

[10]罗晓薇.氢化物发生器/冷原子吸收光谱法测定涂料中汞[J].分析测试技术与仪器，2004（1）：57-60.

[11]王劲榕，杨毅.氢化物发生-原子吸收光谱法测定钛白粉中痕量汞[J].冶金分析，2006（5）：97-98.