石墨炉原子吸收法测定尿铅的结果影响因素探析

李莉莉 阎善信 辽宁省瓦房店市疾病预防控制中心 （辽宁 大连 116300）

内容提要： 目的：研究石墨炉原子吸收法测定尿铅结果的影响因素。方法：应用石墨炉原子吸收法测定尿铅的含量，观察不同影响因素的最优条件。结果：5µL 1g/L硝酸钯为基体改进剂的最佳用量，石墨炉升温程序，800˚C为最佳灰化温度，1800˚C为最佳原子化温度，标准曲线中添加正常人尿，尿液稀释1:5，加标回收率93.2%～109.5%，冻干尿铅成分分析标准物质测定在标准范围。结论：将在5µL 1g/L硝酸钯的基体改进剂、800˚C灰化温度、1800˚C原子化温度、标准曲线中添加正常人尿、尿液稀释5倍的尿液作为尿铅的最佳检测条件，其检测结果更最佳。

铅是对人体具有重大危害的一种金属元素，普遍存在于生存环境中，呼吸和饮食均可以不同程度的摄取铅[1]。若不及时被排除体外，会在人体积聚，引起神经、血管及骨骼等多系统损害[2]。尿铅含量测定有助于铅代谢评估，石墨炉原子吸收法是较好的测定方法，具有快速、灵敏及准确的优点。但尿铅测定结果受多种因素影响，为了准确了解尿铅的测定结果，需探讨最优测定条件[3]。本研究旨在分析石墨炉原子吸收法测定尿铅结果的影响因素，为尿铅准确测定提供依据。

1.资料与方法

1.1 一般资料

仪器与试剂：选取contrAA700原子吸收分光光度计、尿比重计、热解涂层平台石墨管、超纯水系统、铅空心阴极灯、硝酸钯、铅标准液，冻干人尿铅成分分析标准物质。

1.2 仪器工作条件

283.3nm分析波长，0.2nm光带宽度，3mA的灯电流，0.8nm的狭缝，石墨炉工作的条件：氩气：200mL/min的内气流，1.5L/min的外气路，热解平台石墨管。基体改进剂：1g/L的硝酸钯，石墨炉升温程序见表1。

表1.石墨炉升温程序

1.3 样品采集

收集清晨尿液约100mL，将其放置于聚乙烯材质的试管内，然后把盖拧上，最快的速度测定尿比重，若测定值在1.010～1.030算为合格样品，才能进行下一步操作，若测定值超出上述范围则需要再次采样[4]。抽取10mL待测的样本，将其放置在聚乙烯材质的管中，根据1:100的比例来添加浓的硝酸，将其放置在4˚C的环境中，需要在2周以内全部检测。

1.4 制备标准曲线

利用仪器具备的自动稀释能力，将1%的硝酸溶液吸收放置于石墨炉中，同时将基体改进液、铅标准液及将要测定的尿液标本一同放入石墨炉[5]，然后应用仪器自动绘制曲线（浓度为：0µg/L、5.0µg/L、10.0µg/L、15.0µg/L、20.0µg/L）。

1.5 测定样品

先将待测的样品取出，将其放置于室温中恢复至室温，将尿液以1%的硝酸溶液稀释5倍[6]。取5mL纯水，将其加入冻干的人尿铅成分中，将溶液进行充分混匀，然后再次以1%硝酸溶液稀释5倍。然后把设置的标准曲线、制备好的空白试剂、尿铅的标准物质以及待测尿液一同放置于仪器中检验。

2.结果与讨论

2.1 尿样采集和校正

收集尿液的时候注意防止污染，一般采集容量多超过50mL，若取的量太少则不具备代表性。尿液可以使随机尿、清晨尿液或者是24h尿，但是以晨尿最佳，且尿比重最好位于1.010～1.030[7]。测定尿比重以后，将1%的硝酸溶液添加入采集尿液中，且将标本放置在4˚C环境下保存。

2.2 基体液改进剂及用量选取

尿液中所含物质比较多，氯化钠等无机盐占大比重，而且也含有一些有机成分，所以应用石墨炉吸收法测定尿铅时会有较多干扰因素，需要将这些因素降低最低，就需要在待检测的标本中添加改进剂，能降低干燥、灰化过程中有效成分挥发，也能有效去除基体对检测的干扰[8,9]。磷酸二氢铵是基体的选材之一，但是其具有灰化不彻底的缺点，不能使将要检测尿液的基体彻底清除，也会产生干扰因素。升高温度虽然可以提高灰化效果，但也会影响吸光度。所以，不建议用该物质为改进剂。氯化物也不适合当做改进剂，因为尿液中含有较多，且检测中也会产生干扰。相比来说，选取1g/L硝酸钯为改进剂是最佳选择[10]。在操作时设置800˚C为灰化温度，同时调整改进剂的剂量，测定20µg/L铅标准液吸光值，研究发现，当选取1g/L硝酸钯作为改进剂的时候，且将用量设置为5mL时，尿铅的吸收光度相对稳定，因此，建议在测定尿铅的时候，选取1g/L的硝酸钯5µL为基体改进剂。

2.3 灰化温度

在灰化的时候设置温度较高，较容易引起元素流失，灰化的温度比较低时，基体不能燃烧尽，较容易导致分析元素、基体元素之间发生重叠，石墨炉内出现元素混乱。所以，灰化温度比较重要，要在不损伤待测元素的条件下选取合适的灰化温度，减少其他元素的干扰[11]。利用石墨炉自身的自动程序来获取最佳灰化温度，达到最佳的效果。研究显示[12]，800˚C作为灰化条件时，测定出最佳吸收光度，制作曲线峰型也最佳。因此800˚C是测定尿铅的最优灰化条件。

2.4 原子化温度

将灰化条件设置成800˚C后，再次利用石墨炉的自动程序，然后获取最佳的原子化温度[13]。研究显示，1800˚C设置为原子化温度，其吸收的光度最佳，曲线具有对称峰型，不存在拖尾[14]。所以，1800˚C温度条件选作最优原子化温度。

2.5 尿铅检测中添加正常人尿

在绘制标准曲线的时候，添加一定量的正常人尿液，标准曲线的吸收光度值会明显得到改善。然后再进行尿铅检测时，尿铅的吸收光度值也比较好，其干扰因素也相应降低，所以在标准曲线绘制时添加一定量正常人的尿液，可以明显改善检测的结果[15]。因为尿液直接进行尿铅测定的时候，会存在较多影响因素，为了降低其他因素的影响，在制作标准曲线的时候添加正常人的尿液[16]。如果检测者是职业铅接触者，尿铅的浓度会较高，甚至超过标准曲线，需要稀释以后进行测定，用来制作标准曲线的尿液也需要稀释。

2.6 尿样稀释比例的影响

在检测时需要把尿液稀释，稀释比例分别为1:1、1:5以及1:10，在绘制标准曲线时，作为标准物质的冻干人尿铅也进行相同的稀释倍数，重复7次检测。样品稀释的倍数越大时，检测结果的误差也会较大。但是，若应用1:5的比例，能得到最佳的检测效果，回收率也比较好，标准物质也在其范围[17]。

3.小结

因为尿液中含有较复杂的物质，检测尿铅成分的时候会受到多种因素的影响。选择合适的改进基体，基体用量、灰化条件、原子化的温度以及尿液的稀释比例等均会对结果产生影响。本研究发现，在进行尿铅检测的时候，以1g/L硝酸钯5µL为基体改进剂，800˚C条件下灰化，原子化以1600˚C，1:5的比例稀释尿样，在制作标准曲线的时候添加正常人的尿液等均可以减少检测干扰，预防待测元素丢失，使原子化的效果最优，显著提高尿液中尿铅检测的灵敏度和精准度，为尿铅检测提供依据。

铅是一种很广泛的环境污染物，在生产环境中主要以蒸气、铅烟、铅尘的形式存在，经呼吸道和消化道进入人体。进入血液中的铅约有90%与红细胞结合，其余在血浆中。血浆铅可形成可溶性磷酸氢铅和与蛋白质结合的形态，初期主要分布于肝、肾、脑中，以后主要以不溶性磷酸铅形态沉积到骨骼中。铅是作用于全身各系统和器官的毒物，长期接触可引起慢性中毒，主要损害神经系统、血液系统、消化系统等，而急性中毒时，以腹绞痛、贫血、中毒性肝炎三大症状为主要临床表现。体内铅主要经肾脏随尿排出，小部分随粪便、乳汁、唾液、汗液等排出。铅在工业生产中用途很广泛，接触铅的人数很多，因此铅中毒成为最常见的职业病之一[18]。

尿样基体复杂，其所含的大量无机盐类及有机成分均可产生严重的背景吸收干扰测定，尤其是无机盐类，需要较高的灰化温度才能除去。灰化温度的选择既要有利于灰化完全和降低背景吸收，又要尽可能保证被测元素不受损失。可通过测绘灰化温度-吸光度、背景值曲线来确定最佳灰化温度，当灰化温度>10000˚C时，原子吸收及背景开始出现平台，背景吸收明显降低；8000˚C最佳。为了尽可能延长石墨管使用寿命和保证被测元素不受损失，本方法选择8000˚C、斜坡升温5s，保持20s进行灰化。通过测绘原子化温度曲线即原子吸收吸光度随原子化温度的变化曲线来确定，18000˚C为最佳原子化温度。从原子吸收信号峰也可看出，低于18000˚C易产生双峰或拖尾。原子化时间是使原子吸收信号在原子化阶段回到基线，经试验，当原子化温度为18000˚C时，吸收信号回到基线的时间为3s，本试验选择原子化时间为5s。人体接触环境相对比较复杂，尿液中可能含有多种金属元素[19]。按照实验方法，当尿铅浓度为30µg/L时，控制相对误差在±5%时，对尿铅的测定结果无干扰。需要注意的是采集尿样时，要防止样品污染，采集尿样的容器可用高压聚乙烯塑料、聚丙烯塑料等容器。测定尿铅所用尿样可采集一次尿、晨尿和2h尿，晨尿是测定尿铅的最适宜的尿，适宜尿铅测定的比重范围为1.010～1.030g/cm3，尿样中加入1%硝酸保存。