原子荧光光度法在医用硅酮凝胶敷料砷含量测定中的应用

郭艳，刘东，孙小莉，李平，白洁芳，田林奇

河南省医疗器械检验所 （河南郑州 450003）

医用硅酮具有抑制体表外伤、烧伤、手术等原因引起的增生性瘢痕的作用，其相应的凝胶敷料使用方便，易于涂抹，可揉搓被皮肤吸收，在治疗增生性瘢痕等患者时应用范围较广。对于砷的分子毒理学研究表明，砷化物可影响生物大分子合成和代谢、基因扩增和表达及DNA损伤和修复[1]，并具有胚胎毒性和致畸作用，导致人类低出生体重率和畸胎率增高[2]。砷化物可经皮肤或创面吸收，长期接触砷化物易引起慢性中毒，因此为保证医用硅酮凝胶敷料的安全性，必须严格控制该类产品中砷的含量。目前，医用硅酮凝胶敷料产品技术要求中规定产品中砷含量不得超过10 mg/kg。砷的测定方法包括原子吸收法、原子荧光法、电感耦合等离子原子发射光谱法等。相较于其他方法，原子荧光法是20世纪80年代以来我国发展较快的一种新的痕量分析技术，具有简便、快捷、灵敏度高等优点[3]。本研究以医用硅酮凝胶敷料为观察对象，采用湿法消解样品，建立原子荧光光度法测定医用硅酮凝胶敷料中砷含量的测定方法，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

PF5原子荧光光度计（上海添时科学仪器有限公司）；硫脲（CH4N2S）[分析纯，萨恩化学技术（上海）有限公司]；抗坏血酸（分析纯，阿法埃莎化学试剂有限公司）；砷标准溶液（100 mg/L） （国家有色金属及电子材料分析测试中心）；NaOH（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）；硼氢化钾（KBH4） （分析纯，阿法埃莎化学试剂有限公司）；H2SO4（分析纯，阿法埃莎化学试剂有限公司）；HNO3（优级纯，苏州晶瑞化学有限公司）；HCl（优级纯，苏州晶瑞化学有限公司）；（1+9）硫酸（量取50 ml硫酸缓慢加入盛有200 ml水的烧杯中，边加边搅拌，冰水浴中冷却至室温，然后转移至500 ml容量瓶中，用水洗涤烧杯3次以上并转移至容量瓶中，最后加水定容至500 ml）；5%硫脲+5%抗坏血酸混合溶液（称5.0 g硫脲置于200 ml烧杯中，再称5.0 g抗坏血酸置于之前的烧杯中，用量筒量取100 ml水，缓慢倒入装有硫脲和抗坏血酸的烧杯中，边加水边搅动，直至硫脲和抗坏血酸彻底溶解即得）。

1.2 方法

1.2.1 仪器测定条件

PF5原子荧光光度计仪器测定条件：灯电流40 mA，光电倍增管电压260 V，原子化器高度10 mm，载气流量280 ml/min，屏蔽气流量500 ml/min。仪器测量方式采用标准曲线法，以峰面积读数，读数延迟时间为5 s，进样体积为2 ml，硼氢化钾加液时间为10 s。

1.2.2 样品检验液制备

于2个250 ml锥形瓶中加入精确称量的1 g样品2份，分别加入25 ml硝酸，摇晃均匀后于电加热板上缓慢加热至冒白烟后移去热源；冷却至室温后加入2 ml硫酸，继续放于电加热板上加热消解，放置冷却后加入20 ml水，继续加热至产生白烟；注意消解过程不可将溶液蒸干，否则会造成样品中砷元素挥发，从而导致测试结果偏低；如果将溶液蒸干需要重新称取样品进行消解实验；消解液剩余至1～2 ml时，转移至25 ml容量瓶中，加2.5 ml 5%硫脲+5%抗坏血酸混合溶液，补加水至刻度，混匀，同法制备做试剂空白，待测[4]。

1.2.3 标准曲线配制

先将100 mg/L 砷标准溶液稀释成含砷1 000 ng/ml的砷标准中间液，依次在5个100 ml容量瓶中加入此砷标准中间液0.0 ml、0.1 ml、0.5 ml、1.0 ml、1.5 ml（砷标准溶液浓度分别为0.0 ng/ml、1.0 ng/ml、5.0 ng/ml、10.0 ng/ml、15.0 ng/ml），各加（1+9）硫酸50 ml，5% 硫脲 +5% 抗坏血酸混合溶液10 ml，补加水至刻度，混匀待测。

1.2.4 标准溶液测定

依次取待测溶液2 ml注入荧光分光光度计，记录各次色谱峰峰面积，根据峰面积-砷浓度曲线，求得样品中砷含量。

1.2.5 精密度实验样品测定

精密称取2种医用硅酮凝胶敷料样品1 g，每种样品称取5份，依照1.2.2样品检验液的制备方法制备精密度实验样品溶液，并依照1.2.4进行样品测定。

1.2.6 加标回收样品测定

精密称取6份0.5 g医用硅酮凝胶敷料样品于6个250 ml锥形瓶中，其中2份分别加入0.025 ml 1 000 ng/ml的标准溶液，2份分别加入0.125 ml 1 000 ng/ml的标准溶液，2份分别加入0.25 ml 1 000 ng/ml的标准溶液，依照1.2.2与样品同法处理，并依照1.2.4进行样品测定。

1.2.7 检出限测定

将1.2.2制备的空白溶液依照1.2.4连续测试11次。

2 结果

2.1 标准曲线测定结果

依照1.2.4依次测试0.0 ng/ml、1.0 ng/ml、5.0 ng/ml、10.0 ng/ml、15.0 ng/ml砷标准溶液，得到荧光强度值，见表1。

通过线性拟合的标准曲线（图1），被测范围0.0～15.0 ng/ml，砷标准曲线的回归方程Y=100.19X+0.3339，相关系数R2=0.9996。

表1 测定结果

图1 标准曲线

2.2 精密度测定结果

依照1.2.4分别测定1.2.5精密度实验样品的砷含量，对两种样品的相对标准偏差进行分析发现两种样品的相对标准偏差（RSD）分别为4.2%、2.8%，见表2。

表2 相对标准偏差测定结果

2.3 回收率测定结果

依照1.2.4分别测定1.2.6回收率实验样品的砷含量，并对其回收率进行分析，具体测定结果见表3。

表3 加标回收测试结果

2.4 检出限测定结果

依照1.2.4分别测定1.2.7检出限实验样品，连续测试11次，空白测定结果（荧光强度值）If1=0.01，If2=0.52，If3=0.01，If4=0.32，If5=0.02，If6=0.27，If7=0.82，If8=0.63，If9=0.57，If10=0.72，If11=0.16，按公式（1）计算检出限：

注：QL为检出限，S0为11次空白的标准偏差，b为标准曲线斜率。

11次空白标准偏差为0.3909，标准曲线斜率为100.19；根据以上公式进行检出限计算，计算结果为0.012 ng/ml。

3 讨论

原子荧光是原子蒸气经具有特征波长的光源照射后，其中一些自由原子被激发跃迁到较高能态，然后去活化回到某一较低能态（通常是基态）而发射出特征光谱的物理现象。当激发辐射的波长与产生的荧光波长相同时，称为共振荧光，其是原子荧光分析中最主要的分析线。各种元素都有其特定的原子荧光光谱，根据原子荧光强度的高低可测得试样中待测元素含量。

医用硅酮凝胶敷料经湿法消解后，在酸性条件下，五价砷被硫脲-抗坏血酸还原为三价砷，然后与硼氢化钾和酸作用，生成气态的砷化氢，由氩气载入石英原子化器，受热分解为原子态砷，在特制砷空心阴极灯的发射光激发下产生原子荧光，其荧光强度在一定条件下与被测液中的砷浓度成正比，可与标准系列比较定量[4]。由于荧光强度受仪器条件的影响，所以我们对仪器工作条件进行了优化选择。首先是光电倍增管的负高压与仪器的灵敏度成正相关，即负高压增高，仪器的灵敏度随之增高，但过高的负高压会产生较大的噪声[2]，经实验，260 V负高压可满足分析要求。其次是空心阴极灯的灯电流，灯电流的大小代表激发光源的强弱，影响着仪器的灵敏度，灯电流大，激发强度大，则灵敏度高，但灯电流过大不仅会缩短空心阴极灯的寿命，还会造成标准工作曲线的弯曲，经实验，选择砷的灯电流为40 mA。另外，原子化器高度也会影响仪器的灵敏度和精确度，经实验，选择原子化器高度为10 mm即可。载气的作用是将氢化物带入原子化器的内管，载气流速过低，难以迅速将氢化物带入原子化器，载气流速过高，则会冲稀原子，实验发现，硼氢化钾溶液的浓度低于10 g/L时，砷的荧光强度很低[1]，本实验选择15 g/L的硼氢化钾溶液。氢化物发生反应需要有适宜的酸度，砷要求的酸度较高，当盐酸溶液的浓度为5%～30%（体积分数）时，砷的荧光强度变化不大，本实验选择5%的盐酸溶液作为载流液。

本研究采用原子荧光光度法对医用硅酮凝胶敷料砷含量进行精密度、回收率和检出限等测定发现，该方法有较高的精密度、准确度和较低的检出限，是一种简单、快速、准确测定医用硅酮凝胶敷料中砷含量的检测方法。