一種尿中鉻石墨爐原子吸收光譜測定方法的驗證

周同舟 張云霞

【摘 要】受某單位的委托，按照《職業衛生標準制定指南》“第5部分：生物材料中化學物質測定方法”（GBZ/T 210.5—2008）中驗證試驗的要求，對其研制的《尿中鉻的石墨爐原子吸收光譜測定方法》進行驗證，驗證的內容包括標準曲線的線性范圍、最低檢出濃度、精密度、準確度、干擾試驗等指標。結果表明該方法的各項性能指標與研制單位提供的標準方法報批稿相符，并能符合《職業衛生標準制定指南》“第5部分：生物材料中化學物質測定方法”（GBZ/T 210.5—2008）中的相關要求。鉻（chromium）是廣泛存在于自然環境中的一種元素，以三價和六價化合物較常見，其生理功能及毒性機制一直是研究的熱點。三價鉻的營養功能已經被確認，但是其潛在毒性仍在研究中。早在1990年，國際癌癥研究機構（IARC）判定六價鉻為人類確定致癌物[1]。經腎臟隨尿排出的鉻約占人體吸收總鉻的80%，尿鉻可作為近期是否接觸可溶性鉻化合物較好的生物監測指標[2]。

【關鍵詞】尿中鉻;石墨爐原子吸收光譜法;精密度;準確度;最低檢出濃度;驗證實驗

【中圖分類號】O657.31 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）10-0032-03

1 實驗方法

1.1 使用儀器

石墨爐原子吸收分光光譜儀（PE900T），具備自動進樣裝置、石墨爐裝置、塞曼背景校正裝置;熱解涂層平臺石墨管;鉻空心陰極燈;旋渦振蕩器;可調移液器，1 000μL、200μL、100μL、50μL、10μL;容量瓶，500 mL、100 mL、50 mL、10 mL;刻度吸管，5 mL、2 mL、1 mL。

1.2 測試條件

參照下列條件設置儀器，反復調整原子吸收分光光譜儀至穩定后達到最佳測定狀態。儀器設定條件見表1。

1.3 標準和試劑

硝酸，ρ20=1.42 g/mL，優級純;硝酸鎂，優級純;保存液，取50.0 mL硝酸、1.730 g硝酸鎂溶于適量水中，定容至100 mL;基體改進劑1：取10.0 mL硝酸、1.730 g硝酸鎂溶于適量水中，定容至1 000 mL;基體改進劑2：取50.0 mL硝酸、1.730 g硝酸鎂溶于適量水中，定容至1 000 mL;鉻標準液：有證鉻單元素標準溶液（1 000μg/mL）;鉻標準應用液：用基體改進劑1把鉻單元素標準溶液稀釋成濃度為100.0μg/L的鉻標準應用液。

1.4 標本采集與保存

用帶蓋聚乙烯塑料瓶收集一次尿樣（隨機尿或晨尿），震蕩混勻后盡快測量肌酐，以體積比9∶1加入保存液，充分混勻，冷藏運輸。樣品在4℃條件下可保存14 d，在-20 ℃條件下可保存2個月。

1.5 標本處理和檢測

將尿樣標本放至室溫，充分混勻。保證在標準系列溶液相同的測量條件下測定樣品空白和樣品溶液，測得吸光度值減去標準系列0管的吸光度值后，由回歸方程計算尿樣標本中鉻的濃度（ug/L）。

2 實驗結果

2.1 標準曲線的線性范圍

取9只10 mL具塞比色管。分別取一定量的鉻標準應用液置于10 mL具塞比色管中，用基體改進劑1補充至刻度，混勻后上機進行測定。具體操作見表2。以標準管測得的吸光度值為縱坐標，標準液鉻濃度為橫坐標，繪制標準曲線。計算出回歸方程為y=0.008 76x+0.001 90，相關系數為R=0.999 8，線性范圍為0.27～40.0μg/L。

2.2 最低檢出濃度

參照研制標準方法的定量下限，配制尿鉻濃度為0.30μg/L的樣品，在相同條件下測定11次，結果見表3，以3倍11次測定信號值的標準差，用已知低劑量待測物的濃度（或含量）與其相應信號進行單點校正，所得樣品中待測物的濃度（或含量），計算方法檢出限（MQL）為0.18μg/L（按稀釋倍數10/9計），以10倍11次信號值的標準差計算方法定量下限（MQL）為0.59μg/L（按稀釋倍數10/9計）。

2.3 精密度

取混合尿標本經3種不同濃度標準應用液加入后混勻配制成3種濃度鉻含量水平的樣品（混合尿1、混合尿2、混合尿3），進行精密度實驗。每種濃度同時測定6次，進行批內精密度實驗;在7 d內相同條件下進行6次重復測定，進行批間精密度實驗。結果見表4、表5。3種不同濃度的測定結果重復性較好，批內相對標準偏差為1.9%～5.1%，批間相對標準偏差為3.3%～5.5%。符合GBZ/T 210.5—2008的要求。

2.4 準確度

準確度實驗采用加標回收法。取不同濃度標準應用液加入正常人混合尿標本混勻后制成樣品，分別為標本1（混合尿）、標本2（混合尿+2.50μg/L）、標本3（混合尿+10.00μg/L）、標本4（混合尿+30.00μg/L），每組取樣6次。樣品經處理后進行測定，扣空白后計算每個濃度的加標回收率。測定結果見表6，加標回收率范圍為95.5%～104.3%。

2.5 干擾試驗

尿標本以體積比9∶1加入稀釋劑50%硝酸+0.5%硝酸鎂，采用標準曲線法定量、石墨爐原子吸收光譜法直接測定尿鉻。在10.0μg/L左右的尿樣中加入不同濃度的干擾元素，以加入干擾元素前后測定吸光度下降10%為產生干擾，進行干擾試驗，結果證實，10μg/mL的鋰、鍶、鋇、鈹、鋁、鎳、錳、鉛，50μg/mL的鐵，100μg/mL的鈣、鋅、銅，500μg/mL的鎂，1 000μg/mL的鈉、鉀對測定均不產生干擾[3]。

3 驗證結論

按研制單位提供的檢測方法，我們對方法的各項性能指標進行驗證，結果表明，檢測方法的各項性能指標與研制單位提供的標準方法報批稿相符，并能滿足GBZ/T 210.5—2008中的相關要求。

4 討論

鉻既是人體必需的微量元素，具有刺激胰島素的生理功 能，也是常用的工業用化學品，六價鉻[Cr（VI）]化合物被認為是呼吸道的致癌物，可導致肺癌、鼻竇癌，特別是在某些職業環境中。吸入含Cr（VI）的顆粒、灰塵和煙霧通常發生在與鉻有關的職業環境中，例如鉻的生產、電鍍、含鉻金屬和合金的焊接、電鍍、含鉻顏料和油漆。對鉻化合物的流行病學調查顯示，接觸鉻（VI）與肺癌死亡率有密切關系，與鼻癌和鼻腔癌也有積極關系。鼻腔癥狀，如鼻腔刺激、鼻中隔潰瘍及穿孔、鼻甲充盈及肥大，是有Cr（VI）暴露職業史者早期診斷肺癌、鼻癌及鼻腔癌的重要標志。工作場所的Cr（VI）暴露仍然是一個嚴重的問題，它是肺癌和鼻和鼻腔癌癥的原因，特別是在使用鉻化合物的相對較小的企業中。在接觸鉻化合物的職業中，應考慮對工人采取適當的保護措施[4]。

參考相關文獻，石墨爐原子吸收分光光度法測尿鉻通常采用的基體改進劑有磷酸二氫鈉、維生素C、酒石酸、草酸、檸檬酸、氯化鈀。劉瀏等人[5]使用0.66‰氯化鈀作為基體改進劑使得檢測結果干擾少、檢測限低、精密度高。本方法經制定者評估以0.05%硝酸鎂作為基體改進劑，可以將灰化溫度提高100～200 ℃，降低或去除尿樣基體干擾，降低了方法的檢出限和最低定量下限。本方法稀釋尿樣后有較低的酸度，可減緩石墨管的靈敏度下降速度，大幅提高石墨管的使用壽命。隨著檢測技術的進步，不斷有新的檢測方法出現，張曉娜等人[6]將尿樣經體積分數為0.5%的硝酸溶液稀釋10倍后，以釔元素為內標，直接上機使用ICP-MS進行檢測。方法的測定范圍為0.20～10.00 g/L，相關系數為0.999 9，檢出限為0.10 g/L，定量下限為0.33 g/L，平均回收率在97.00%～102.25%，批內、批間精密度均<5.00%。但是由于ICP-MS直接測定法所用儀器昂貴，對使用環境要求高，所以普及率低，不易推廣。本方法將尿液標本直接以體積比9∶1加入50%硝酸和0.5%硝酸鎂的混合保存液，充分混勻，采用標準曲線法定量、塞曼背景校正石墨爐原子吸收光譜法直接測定尿鉻的檢測方法，樣品處理簡單、快速，有較低的檢出限及定量下限，有較高的準確度，檢測的重現性較好，對檢測儀器和檢測環境的要求不高，利于大面積的推廣應用[6]。

參 考 文 獻

[1]丁春光，潘亞娟，張愛華，等.2019—2010年我國一般人群全血和尿液中鉻水平分布[J].中華預防醫學雜志，2012，46（8）：679—682.

[2]線引林.生物材料中有毒物質分析方法手冊[M].北京：人民衛生出版社，1994：152-154，1-5.

[3]仲立新，朱寶立，姜冬.石墨爐原子吸收光譜法測定尿鉻[J].中國工業醫學雜志，2019（4）：457-459.

[4]Jobby R，Jha P，Yadav AK，et al.Biosorption and biotransformation of hexavalent chromium [J].A c-omprehensive review.Chemosphere，2018（207）：255-266.

[5]劉瀏，胡曉宇，陳斌，等.石墨爐原子吸收光譜法測定尿中鉻的方法研究[J].職業與健康，2016，32（7）：899-901.

[6]張曉娜，陳福尊，鄭卉，等.人群尿中鉻元素的電感耦合等離子體-質譜快速測定法[J].職業與健康，2017（17）：2339-2341.