原子吸收光譜測定尿中錳方法探析

陳 輝

（四川省成都市龍泉驛區疾病預防控制中心 四川 成都 610000）

0 引言

重金屬中毒是常見的職業病，因此需要對長期接觸重金屬煙塵的工人重金屬的檢測監控，保證工人的身體健康，比避免出現慢性職業性重金屬中毒。錳是一種常見的重金屬原料，傳統上測定尿液中錳的含量主要是采用高碘酸鉀集錳法。但該方法的前處理相對繁瑣、并且耗時，回收率不高等[1]。本文主要是研究討論采用原子吸收光譜測定法測定尿樣中錳元素含量。

1 儀器和試劑

1.1 儀器：采用德國耶拿公司的ZEE－nit700原子吸收光譜儀，MPE60的自動進樣器；配備德國耶拿公司生產的解熱涂層石墨管；原子吸收光譜的光源采用錳元素的空心陰極燈。

1.2 試劑：由國家標準物質研究中心提供的錳對照物溶液，其濃度為10000mg/L，作為錳存備液。配備HNO3的溶液，其濃度為0.5%（V/V）。采用密度為1.42g/ml的優純級的硝酸配備稀硝酸。5%的 Mg（NO3）2溶液。所用到的試劑均為優級試劑，并且實驗用水均亞沸蒸餾水。錳標準溶液采用1%的稀硝酸稀釋成15μg/L的標準溶液備用。

2 實驗方法

2.1 樣品處理：采集實施者的尿液樣本，采用聚乙烯瓶收集尿液。然后吸取1.0ml的尿液樣本。在尿液樣本中加入機體改進劑0.5ml Mg（NO3）2，然后加入0.5%（V/V）的 HNO3溶液至10ml的容量瓶。先吸取20μl作為空白試劑注入電墨爐中測定。

2.2 錳標準曲線的制備：先配備濃度為0.0，5.0，10.0，20.0和30.0μl/L的錳濃度溶液，取錳的標準溶液分別是0.0，0.5，1.0，2.0，和3.0至于100ml的容量瓶中，加入0.5ml的 Mg（NO3）2，用稀硝酸溶液定容。

2.3 儀器操作條件：首先需要選定波長，其中檢測波長為279.6nm，狹縫在0.2nm，氬氣流量在200ml/min，空心陰極燈的燈電流為7.5m A，進樣量為20μl。電墨爐采用程序升溫，在干燥階段需要在20s的時間內從60攝氏度升至120攝氏度，然后在該溫度下保持20s。然后為灰化階段，同樣在20s的時間內從120攝氏度升溫到800攝氏度，同樣保持20s；相同的操作到原子化階段到2300攝氏度，并且保持5s；最后為清洗階段，保持20s。

2.4 樣品測定：按照上述條件測定樣品以及空白樣品的吸光度值，并且樣品的吸光度值減去空白管的吸光度值既為樣品的實際吸光度值。以此吸光度的差值做縱坐標，樣品中的錳含量作為橫坐標繪制標準曲線。采取外推法，測得尿樣中錳元素的濃度，再乘以稀釋倍數，即可得到尿樣中錳元素的實際濃度。

3 實驗結果

3.1 線性關系：測定的線性回歸方程，當錳元素的含量范圍在0～80μg/L內，其線性回歸方程為[ABS]＝0.03532C＋0.0542，其標準曲線的相關系數r為0.9991。在此范圍內其線性良好。

3.2 精密度試驗：測定高中低三個濃度的樣品，并且按樣品的測定方法和條件進行每個濃度的6次測定，其平均值，并且測定其變異系數，分別是4.2%，4.4%以及3.8%。

3.3 回收率試驗：同樣是測定高中低三個濃度的樣品，每個濃度的樣品均需要平行操作6次，具體的回收率結果如下表所示。

表1 回收率試驗結果

根據上表可以看出，本方法的回收率在93%到103%之間，回收率符合要求。

3.4 最低檢測限：按照生物樣品最低檢測限度的測定方法[2]，對空白樣本進行10次的樣本測定，其中標準偏差為S＝0.0033，本試驗儀器的最低響應濃度為0.23μg/L。

4 討論

錳是人體中的微量元素，但人體內的錳元素過多則會引起慢性的重金屬中毒。目前對于錳元素的分析方法手段包括有過碘酸鉀法、催化動力性光度法、火焰原子吸收分光光度法、ICP－OES法以及LSP法等[3]。

錳過量是一種常見的職業病之一，檢測受試者體內錳元素的最常用生物樣品是尿樣。受試者的尿樣采集最好是在凌晨采集。樣品的預處理以及準備中，稀硝酸的作用是能夠提高樣本的穩定性，避免其出現變性變質等情況，同時能夠改善基體等作用。在樣品測定進行灰化時，在高溫下基體能夠揮發完全，不會造成錳元素的損傷。因此在灰化溫度的選擇方面，需要選擇比基體溶液的揮發溫度略高的灰化溫度。另外，在標準曲線測繪以及樣本測定時，需要采用同一根的石墨管。由于石墨管在使用過程中容易出現老化現象，因此對于試驗測定結果影響相對較大。為了避免出現較大誤差，需要在實驗過程中采用同一根的石墨管。為了提高儀器對于樣品含量測定的靈敏度，可以采用氬氣，使得原子吸收光譜測定法的靈敏度增加。這是由于氬氣在原子化階段能夠瞬間停止流動，因此自由原子在吸收區中由于擴散的遷移效應得到延長而使得平均停留時間能夠得到延長。另外采用原子吸收光譜法測定尿中錳元素時，樣品的制備需要注意尿液中的錳元素是否有消化徹底。由于排除的尿液中的錳除了會以無機化合物的形式存在外，還會以有機化合物的形式存在。因此在樣品的處理時需要測定進行硝化，一般加入稀硝酸并且直至其殘渣為白色為止，這對于實驗結果的影響較小。

綜上，原子吸收廣譜法測定尿液中錳元素，該方法的預處理簡單，操作簡便，能夠減低有污染操作的危險性，靈敏度高，精確度高，可以用于大量的生物樣品檢查，能夠提高生物樣品測定的工作效率，達到生物監測以及職業疾病監控的要求，在職業工作中可作為一種常規檢驗標準的方法進行推廣使用。

[1] 陳國征，蔣斌.石墨爐原子吸收光譜法直接測定尿中痕量錳[J].浙江預防醫學.2005.17.5：77－78

[2] 麥劍平，羅炳德.尿錳的石墨爐原子吸收光譜測定方法[J].工業衛生與職業病.2007.33.4：248－249

[3] 孫漢文，主編.原子光譜分析[M].北京：高等教育出版社，2002，182