電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）法測(cè)定齒科鑄造合金中鈹元素含量

劉東 湯祥忠 楊永環(huán) 孫小莉

摘 要：本文闡述了使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定齒科鑄造合金中鈹元素含量的方法和步驟。試驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法檢出限為0.000 005mg/L，回收率為95%～98%，線(xiàn)性范圍極寬，是一種簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確測(cè)定齒科鑄造合金中鈹元素含量的較好的檢測(cè)方法。

關(guān)鍵詞：電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-AES）;齒科鑄造合金;鈹

中圖分類(lèi)號(hào)：TG115.33;TG146.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2018）29-0130-03

Abstract： The method and procedure for the determination of beryllium in dental casting alloys by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry （ICP-AES） were described. The results showed that the detection limit was 0.000 005mg/L， the recovery was 95%～98%， and the linear range was very wide. It was a simple， rapid and accurate method for the determination of beryllium in dental casting alloys.

Keywords： ICP-AES;dental casting alloy;beryllium

齒科鑄造合金被廣泛用于口腔修復(fù)，制作成牙冠、牙橋、卡環(huán)、基托及各種連接體。在口腔這種潮濕的環(huán)境中，溫度和pH值變化會(huì)使齒科鑄造合金腐蝕，腐蝕過(guò)程中產(chǎn)生的部分金屬離子與細(xì)胞組織接觸，會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞毒性和致敏性，嚴(yán)重危害人身健康。在口腔腐蝕產(chǎn)生的有害成分中，鈹元素具有毒性，鈹?shù)幕衔锶缪趸敗⒎敗⒙然敗⒘蚧斚跛徕數(shù)榷拘暂^大，鈹進(jìn)入人體后，難溶的氧化鈹主要儲(chǔ)存在肺部，引起肺炎;可溶性的鈹化合物主要儲(chǔ)存在骨骼、肝臟、腎臟和淋巴結(jié)等處，其可與血漿蛋白作用，生成蛋白復(fù)合物，引起臟器或組織的病變而致癌。鈹從人體組織中排泄出去的速度極其緩慢，因此，必須嚴(yán)格控制齒科鑄造合金中鈹元素的含量。國(guó)標(biāo)中明確規(guī)定齒科鑄造合金中鈹含量不得大于0.02%。電感耦合等離子體發(fā)射光譜法具有簡(jiǎn)便、快捷、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，可以被應(yīng)用到齒科鑄造合金中鈹元素檢測(cè)中[1]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 方法原理

齒科鑄造合金經(jīng)微波消解成樣品溶液，然后使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜進(jìn)行試驗(yàn)，樣品溶液由載氣（氬）帶入霧化系統(tǒng)進(jìn)行霧化后，以氣溶膠形式進(jìn)入等離子體的軸向通道，在高溫和惰性氣氛中被充分蒸發(fā)、原子化、電離和激發(fā)，發(fā)射出含鈹元素的特征譜線(xiàn)，根據(jù)鈹元素特征譜線(xiàn)強(qiáng)度和樣品溶液中鈹元素濃度成正比確定樣品中鈹元素的含量[2]。

1.2 儀器與試劑

CEM MARS6 微波消解儀（美國(guó)培安）;Optima 7000DV型ICP-OES（美國(guó)Perkinelmer公司）。

鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液10mg/L（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）;濃HNO3，UP級(jí)（蘇州晶瑞化學(xué)有限公司）;濃HCl，UP級(jí)（蘇州晶瑞化學(xué)有限公司）。

1.3 樣品檢驗(yàn)液制備

取0.10～0.20g（精確至0.000 1g）樣品于微波消解罐中，分別加入HCl 6ml，HNO3 2mL，置于電熱板上120℃預(yù)消解1h，冷卻，加蓋密封，移入微波消解系統(tǒng)中進(jìn)行微波消解，微波消解時(shí)間15min，5min內(nèi)溫度達(dá)到200℃，保持10min，冷卻后移入50mL容量瓶中用去離子水定容至刻度，搖勻，待測(cè)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)配置和測(cè)定

依次在6個(gè)100mL容量瓶中加入鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液（10mg/L）0、0.1、0.5、1、5mL和10mL用1%的稀硝酸溶液對(duì)其進(jìn)行稀釋?zhuān)ㄈ葜?00mL刻度，搖勻。表1為儀器參數(shù)，于儀器自動(dòng)進(jìn)樣器上放置標(biāo)樣和樣品，選取干擾較少的313.107nm分析波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的繪制

依次自動(dòng)化進(jìn)樣0、0.01、0.05、0.1、0.5mg/L和1.0mg/L鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液，對(duì)其發(fā)射強(qiáng)度值進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表2所示。

鈹元素標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)是在參考儀器測(cè)定結(jié)果的基礎(chǔ)上擬合出來(lái)的，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)如圖1所示，通過(guò)線(xiàn)性擬合，鈹元素標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)在被測(cè)在范圍0～1mg/L內(nèi)回歸方程和相關(guān)系數(shù)依次為：y=6 644 893x-10 818與R2=0.999 9，擬合出來(lái)的曲線(xiàn)相關(guān)系數(shù)較高，驗(yàn)證了等離子體作用下被測(cè)元素離子發(fā)射強(qiáng)度與含被測(cè)離子的溶液濃度成正比的關(guān)系。

2.2 測(cè)定相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

選取兩種不同的齒科鑄造合金樣品，分別多次進(jìn)行鈹元素測(cè)定，對(duì)兩組樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行對(duì)比分析，具體結(jié)果如表3所示，兩組樣品相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差依次為1.34%和2.36%，這兩組樣品經(jīng)過(guò)檢測(cè)得出其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都在5%以下。這和質(zhì)控指標(biāo)體系對(duì)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差提出的要求相契合。

2.3 測(cè)定加標(biāo)回收率

選取一定量的齒科鑄造合金樣品，測(cè)定加標(biāo)回收率。依次將0.1、0.2mg/L和0.5mg/L鈹標(biāo)準(zhǔn)溶液在樣品處理環(huán)節(jié)一并加入進(jìn)行消解處理，并對(duì)其回收率進(jìn)行分析，對(duì)測(cè)定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，確定其可靠性，具體測(cè)定結(jié)果如表4所示。

2.4 檢出限的測(cè)定

連續(xù)進(jìn)行10次空白測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表5所示，按公式（1）計(jì)算檢出限。

空白測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)偏差為12.639 1，標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)斜率為6 644 893。根據(jù)公式（1）進(jìn)行檢出限計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為0.015 7g/L，遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)中對(duì)鈹含量限制值的要求。可見(jiàn)，齒科鑄造合金中鈹元素含量可以用電感耦合等離子體光譜法進(jìn)行檢測(cè)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述分析可知，電感耦合等離子體光譜法可以對(duì)微波消解后的齒科鑄造合金中鈹元素進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定，檢測(cè)結(jié)果相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都在5%以?xún)?nèi)，并且有理想的加標(biāo)回收率。此方法對(duì)齒科鑄造合金中的鈹元素進(jìn)行檢測(cè)，儀器檢測(cè)指標(biāo)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求，適用性較好，應(yīng)用價(jià)值顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉鑫，尚士進(jìn)，高峰，等.國(guó)產(chǎn)微波消解儀在合金鋼常量元素檢測(cè)中的應(yīng)用[J].分析儀器，2017（6）：158-160.

[2]杜米芳.微波消解-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定鎳基合金中硅[J].冶金分析，2017（4）：71-75.