石墨炉原子吸收法测定尿铬的实验条件探讨

马颖 岳银玲▲

1.中国食品药品检定研究院，北京100050；2.中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京100050

石墨炉原子吸收法测定尿铬的实验条件探讨

马颖1岳银玲2▲

1.中国食品药品检定研究院，北京100050；2.中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所，北京100050

目的对石墨炉原子吸收法测定尿铬的实验条件进行探讨，并确定方法最佳试验条件，以改善并提高本方法的灵敏度和准确度。方法优化石墨炉在测定尿铬的升温程序，确定最佳样品保存酸度和保存时间，应用硝酸铵基体改进剂改善背景干扰，比较并确定合适的线性范围，对实际样品进行加标回收率和精密度测定。结果对石墨炉测定尿铬的升温程序进行优化后提高了测定方法的灵敏度，确定使用1%的硝酸作为样品的保存酸度，加入10 μL 30%的硝酸铵基体改进剂，经比较后确定0～10 μg/L铬工作曲线作为最佳线性范围。对54份尿样进行测定，样品均值加标回收率为97%～110%，精密度均值为3.57%～7.89%。结论应用石墨炉原子吸收法测定尿铬，对实验条件进行探讨后，确定样品最佳保存酸度和保存时间，通过优化石墨炉升温程序并加入硝酸铵基体改进剂，确定0～10 μg/L铬线性范围后，方法更可靠，灵敏度更高，

石墨炉；原子吸收法；尿铬；基体改进剂

铬进入人体后主要积聚在肝、肾和内分泌腺中，其代谢和被清除的速度缓慢。过量接触铬的化合物可引发急性中毒，如接触性皮炎、头痛、消瘦、消化道障碍等，严重暴露时也将出现致癌的情形[1]，有报道认为铬作业工人支气管癌的发病率较高。此外，一些含铬制品，如近年来镍铬合金烤瓷牙冠长期使用的稳定性及生物安全性[2]也引起了社会的广泛关注。铬盐经呼吸道、胃肠道和皮肤等不同途径进入机体后主要由尿排出，同时，尿液采集方便，国内已建立了尿铬分析的标准方法。但至今我国尚无可溶性铬盐接触生物接触限值的卫生标准[3]。目前尿铬的主要测定方法有分光光度法（WS/T 36-1996尿铬的分光光度测定方法）和原子吸收法（WS/T 37-1996尿中格的石墨炉原子吸收光谱测定方法）。但分光光度法存在灵敏度较低，操作繁琐，需用试剂较多等弊端；石墨炉原子吸收法测定铬具有灵敏度高，样品和试剂需用量较少，可以在较短的时间内处理大批量样品，但铬属于高温元素，特别是尿铬机体比较复杂，在测定时存在背景较高，吸光度值不稳定等问题。本文就石墨炉原子吸收法测定尿铬时，仪器条件选择，样品保存酸度、基体改进剂、曲线线性范围等条件进行探讨，以确定最佳实验条件，并用此条件对实际样品进行测定。

1 材料与方法

1.1 主要仪器及设备

UNICAM989原子吸收分光光度计（以氘灯为背景校正）；自动进样器；铬空心阴极灯；具塞比色管（10 mL）。

1.2 主要试剂

优级纯硝酸；1.00 mg/mL铬标准储备液（国家标准物质中心）：临用时用0.5%HNO3稀释成100 μg/L的铬标准应用液；30%的硝酸铵溶液。所有试剂均用高纯水稀释。

1.3 方法

1.3.1 优化石墨炉升温程选择379.5 nm波长，7.5 mA灯电流，0.5 nm狭缝，以峰高方式测量，使用氘灯背景校正器。对石墨炉的干燥、灰化、原子化升温程进行优化，并确定最佳升温程序。

1.3.2 尿样保存酸度和保存时间实验将尿样混匀后放入5个100 mL聚乙烯塑料瓶内，分别加入0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 mL优级纯硝酸，使其酸度为：0.1%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，测定不同酸度保存条件下对样品的影响。将加入1.0 mL优级纯硝酸的样品，放入4℃冰箱中保存，在保存期为0、1、3、5、7、10 d时对样品进行测定，并观察其浓度变化。

1.3.3 硝酸铵基体改进剂用量实验配制浓度为30%硝酸铵溶液，分别测定其1、3、5、10 μL用量时对背景干扰的影响。

1.3.4 标准曲线范围确定实验在上述的仪器条件下，取100 μg/ L的铬标准应用液于自动进样杯中，由自动进样器吸取10 μL硝酸铵基体改进剂，用仪器自动稀释功能分别配制0～10、0～15、0～20 μg/L的铬标准系列，进样体积为20 μL，确定最佳曲线范围。

1.3.5 尿样测定将事先测好比重并已酸化好的尿样从冰箱取出，放置恢复到室温后，取5.0 mL于10 mL具塞比色管中，用纯水定容至刻度，混匀，按标准曲线测定方法进行测定。

2 结果

2.1 石墨炉升温程序优化条件的选择

由于尿样机体复杂，含有大量的有机物质和无机盐类，多采用平台石墨管进行测量[4]，经试验选择合适的干燥和灰化温度可以减少干扰因素的影响，也可达到降低背景值的目的。本方法采用两步干燥，第一步100℃，斜坡时间10 s，保持时间20 s，第二步，干燥温度为130℃，保持时间20 s。随着灰化温度的提高，基体干扰逐渐减少，至1 400℃时，干扰基本消除，可测得最大且较稳定的吸光度。经试验，原子化温度低于2 450℃有双峰现象产生，温度为2 450℃，可获得最大吸收峰，保持时间为5 s。灰化温度-吸光度、背景值曲线见图1，石墨炉最佳升温程序见表1。

图1 灰化温度-吸光度、背景值曲线

表1 石墨炉最佳升温程序

2.2 酸度及保存时间对样品的影响

2.2.1 酸度对样品的影响测定尿铬时，硝酸可协同NH4NO3去除稳定的氯化物的干扰，适量的硝酸也有利于样品的保存。对3 μg/L铬样品进行不同酸度的保存并测定吸光度时发现，酸度由0.1%～1.0%样品的吸光度值逐渐加强，在1.0%酸度时吸光度达到最大，3个吸光度值的相对标准偏差为0.45%，因此最稳定。当酸度＞1.0%时，测定液中很快出现沉淀，其3个吸光度值的相对标准偏差已超过4%，增加了测定结果的不稳定性。同时，样品酸度大也会影响石墨管的使用寿命[5]，故本方法选用的1.0%硝酸浓度对样品进行保存。结果见表2。

表2 3 μg/L铬样品在不同酸度保存酸度下的吸光度

2.2.2 保存时间对样品的影响将3 μg/L铬样品加入1.0 mL优级纯硝酸后放入4℃冰箱中保存，在保存期为0、1、3、5、7、10 d时对样品进行测定，结果为2.94～3.00 μg/L，其变异系数为0.67%～2.00%，均小于3%，可见，样品在上述条件下至少可以保存10 d，但图2可见，随着时间的增加，样品浓度逐渐降低或不稳定现象，因此建议最好对样品尽快测定，避免损失。

2.3 基体改进剂的使用

选用硝酸铵作为基体改进剂[6]可以去除稳定氯化物的干扰，加入不同体积30%的硝酸铵溶液对1 μg/L铬样品进行测定，吸光度均值变化结果见表3。

表3 不同体积基体改进剂对1 μg/L铬背景值的影响

由表3可知30%的硝酸铵溶液可使1 μg/L铬背景干扰由0.03 A降低到0.01 A。经试验加入0～10 μL的30%硝酸铵溶液时，去除干扰效果随基体改进剂的加入量逐渐增强，但加入10 μL以上时则改变效果不太明显，因此本实验选择基体改进剂的加入量为10 μL。

2.4 工作曲线线性

将铬标准溶液、稀释液、空白液及基体改进剂分别放于自动进样器的相应位置，用仪器自动稀释功能配制浓度为0～10、0～15、0～20 μg/L的铬标准系列，其r值分别为0.999 3、0.995 6、0.986 8，线性趋势见图3。

由图3可见，0～15、0～20 μg/L的铬标准系列随着浓度的增加，线性有弯曲的现象，因此，最佳工作曲线选择0～10 μg/L铬线性范围。

2.5 对实际样品的测定

取54份人尿样本，尽快测定其比重，按优化条件进行测定，并在样本中加入浓度为1、3、5 μg/L的铬标准，测定其回收率和精密度，结果显示：样品加标回收率均值为97%～110%，精密度均值为3.57%～7.89%。结果见表4。

表4 样品均值加标回收率、精密度值

3 讨论

使用石墨炉原子吸收法测定尿铬时，实验条件对测定结果影响很大。本文对石墨炉升温程序进行优化，选用1%硝酸浓度对样品进行保存，样品在4℃冰箱中保存10 d，在0、1、3、5、10 d对其进行测定，变异系数均小于3%，采用10 μL 30%硝酸铵作为基体改进剂可使1 μg/L铬背景干扰由0.03 A降低到0.01 A。进样体积为20 μL时，对0～10、0～15、0～20 μg/L的铬标准系列进行测定，r值分别为0.999 3、0.995 6、0.986 8，观察曲线图形，随着浓度的增加，线性有弯曲的现象，因此，选择0～10 μg/L铬线性范围作为最佳工作曲线。对54份尿样按选定实验条件进行测定，加标回收率均值为97%～110%，精密度均值为3.57%～7.89%，结果令人满意。

[1]赵翔.作业场所铬暴露劳动者尿铬排除情形探讨[J].现代预防医学，2007，34（3）：504-508.

[2]王佩，章海宁，陈德福，等.镍铬合金烤瓷冠修复后患者血液和尿液镍镉元素含量监测分析[J].河北医药，2011，33（12）：1831-1833.

[3]闫蕾，贾光，张济.职业接触可溶性铬盐个体暴露与尿铬水平的相关性研究[J].中华预防医学杂志，2006，40（6）：386-389.

[4]郑李平.平台石墨炉原子吸收法直接测定尿中铬[J].安徽大学学报：自然科学版，2001，25（2）：107-110.

[5]宋为丽，王敏，艾中元，等.石墨炉原子吸收光谱法测定尿中铬的方法改进[J].中国工业医学杂志，2008，21（5）：328-329.

[6]黄为红，谈桂权.石墨炉原子吸收法直接测定人尿中的痕量铬的研究[J].临床医药实践，2005，14（10）：731-732.

Experiment condition exploration of urine Chromium determination by craphite furnace atomic absorption spectrometry

MA Ying1YUE Yinling▲
1.National Institutes for Food and Drug Control,Beijing100050,China;2.Institute of Environment Health and Related Product Safety,China CDC,Beijing100050,China

Objective To explore the experiment condition of urine Chromium determination by graphite furnace atomic absorption spectrometry(GFAAS),and ascertain the optimum experiment condition in order to improve and increase its sensitivity and accuracy.Methods The temperature program of urine Chromium determination was optimized by graphite furnace,and defined the best preserved acidity and storage time of samples.Ammonium nitrate as a matrix modifier was used to improve background absorption.The appropriate linear range,and measured the standard recovery rate and its accuracy of the real samples were compared and determined.Results After the optimization of temperature program for determining urine Chromium by graphite furnace,it improved its sensitivity.The preserved acidity of sample was 1%nitric acid with 10 μL 30%ammonium nitrate as its matrix modifier,and 0-10 μg/L Chromium working curve was ascertained as the best linear range after comparison.54 samples of urine were measured,the average standard recovery rate of the samples was 97%-110%,and the average accuracy was 3.57%-7.89%.Conclusion Application of GFAAS is used to measure urine Chromium,after the exploration of experiment condition,the optimum preserved acidity and time of samples are determined.It becomes more reliable and sensitive after optimization of temperature program of graphite furnace with the addition of ammonium nitrate as its matrix modifier,and the ascertained linear range with 0-10 μg/L of Chromium.

Graphite furnace;Atomic absorption spectrometry;Urine Chromium;Matrix modifier

O657.31

A

1673-7210（2012）09（b）-0127-03

2012-07-02本文编辑：卫轲）

马颖，女，主管技师；研究方向：仪器检验与计量标准。▲