生物樣品理化檢驗中樣品前處理的方法研究

蔣 瑩

（遼寧省職業病防治院，遼寧 沈陽 110005）

為使得生物樣品中的微量或者是部分限量元素能夠被準確測量出來，必須做好生物樣品理化檢驗前的處理工作。目前，許多先進的分析儀器被廣泛地應用到各項研究過程中，整體的試驗水平都在不斷提高。此時，如果一如既往地采用保守、落后的加熱方式對生物樣品進行處理，將會制約到現代分析儀器的進一步發展。過去，干法灰化和濕法消化操作時間過長、揮發元素易損失、對環境造成的污染嚴重。微波消解的操作十分簡單，溶劑用量少以及樣品消化完全，同時，能夠克服易揮發這一缺點。因此，作為一種全新的樣品預處理方法，微波消解已在食品、環境、化妝品、醫藥等行業得到了廣泛的應用。

1 生物樣品理化檢驗中樣品前處理的方法

1.1 高溫灰化法：該法是將一定量的生物樣品置于石英坩堝內，先在電爐上用小火炭化，炭化完全后用馬福爐以適當的溫度灰化，灼燒除去有機成分，再用酸溶解，使其微量元素轉化成可測定狀態。該法優點是：設備簡單，取樣量較大，溶劑用量不多，而且可批量操作。缺點是：加熱時間長，耗電量大。對于汞、砷等易揮發元素，高溫灰化法易造成損失，影響測定結果的準確度。

1.2 低溫灰化法：此方法是利用高頻電場作用下產生的激發態氧等離子體消化生物樣品中的有機體。盡管這種方法的取樣量比較少，同時防止了揮發性元素的大量損失。但是它的灰化時間長、設備昂貴、對于實驗的條件有著極高的要求。

1.3 濕法分解法：通過濃無機酸、以及強氧化劑實現對生物樣品的消化，是實驗室比較常見的一種方法。然而，這種方法在實際操作中，程度繁瑣，耗時較長，容易污染環境并且消化不徹底。

1.4 微波消解法：最近幾年，出現了一種新型的生物樣品處理技術，它既吸收了高壓消解的優點，也融合了微波快速加熱的優勢。采用這種方法具備如下特征：其微波加熱實際上為“內加熱”，加熱時間短，加熱面積均勻，沒有滯后效應的產生等。在消解樣品方面，能力較強，即使是在針對部分較難溶的樣品以及生物試樣。相對比之下，以前的消解方式，則需要花費較長的時間才能使得生物樣品得以消解，微波消解卻只需要幾分鐘至十幾分鐘。另一方面，它所需要的溶劑用量較少。在使用密封容器微波溶樣時，沒有造成溶劑的浪費。這樣可以使得勞動強度得以降低，同時改善試驗環境，防止有毒氣體的產生。因為樣品主要是在密封的狀態下被消解的，所以可以有效防止易揮發元素的消失。

2 微波消解時生物樣品的取樣量

在完善每個待測定元素的測定方法以及操作程序后，需要確定生物樣品的取樣量，其關鍵在于試樣的類型以及待測元素的實際含義。同樣的狀態下，取樣量較少，消解質量將會得到提高。這樣一來，若測定的方式具備一定程度的靈敏度，我們應使得取樣量保持在一個較低的范圍。反之，取樣量太大，容易導致微波消解劇變，使得整個反應過程失控。故而，在消解時，生物樣品將會產生大量的氣體。如果不了解某一生物樣品的具體組成部分，應先取樣0.1 g進行消解試驗。參照生物樣品消解反應的具體狀況，確定其具體的取樣量。

3 微波消解生物樣品預處理的方法

因為生物樣品中的有機質含量相對較多，所以在其消解過程中，容易出現較多的氣體[1]。這樣一來，必然導致密閉消解罐內產生過多的壓力。更為嚴重的情況下，其數值會超過正常范圍，導致微波加熱能力消失。特殊情況下，消解罐可能會發生炸裂。所以，在進行微波消解前，需要對生物樣品進行預處理。因為生物樣品具備較多的品種，所以它們的基質也有所差異。對于不同的樣品而言，必須使用不同的預處理方法。根據統計到的情況，總結為以下四種：①就反應比較強烈的生物樣品而言，必須將事先準備好的樣品進行加熱。可以采用放在水浴鍋內或者電子控溫加熱板上，同時連續搖動溶樣杯。使得氣體自然地放出，一段時間后，將會有部分淺色氣體出現。這時，取下樣品進行微波消解。②針對一些常溫狀態下，需要較長時間才會作用的生物樣品，必須做好一定的準備，準備足夠的樣品放置過夜。隔一天后，再用消解爐消解。③而對一些預處理時間相對較長，而且比較難處理的生物樣品，可以采用過夜的方法。次日，采取消解處理的方法。④在樣品經過一定的處理之后，如果此時溶液的體積低于5 mL時，需要立馬加入適量的水或者酸。之后，再進行微波消解。

4 結束語

隨著微波消解技術的發展，生物樣品的前處理技術發生了一次變革，這是當今分析技術的不斷進步以及結果準確度提升的一個重要體現[2]。使用微波消解技術，可以避免傳統樣品處理過程中，時間過長、揮發性元素較易損失等情況的發生。為使得分析得到的結果更加符合實際需求，我們必須先對其微波消解過程的各個環節進行探討。其中，樣品預處理是最為關鍵的一個部分。在樣品的預處理過程中應用微波消解技術，可以從一定程度上改進檢驗質量。所以，伴隨現代化分析儀器的廣泛應用，微波消解技術將存在較大的發展空間。

[1] 艾依熱提,布祖熱木,楊勤德.微波消解-原子熒光光譜法測定化妝品中的汞[J].疾病預防控制通報,2014,29(4):41-42.

[2] 唐昭領,莫建光,王天順,等.微波消解-石墨爐原子吸收光譜法測定亞熱帶水果中鉛[J].廣西科學,2015,(2):160-163.