电感耦合等离子体质谱法测定一次性使用输液器的金属元素

刘颖玲， 吴长伟 ，翟永利

(1.云南省医疗器械检验研究院，云南 昆明 650106；2.昆明医科大学，云南 昆明 650500)

一次性使用输液器临床上应用十分广泛，在给患者治疗的同时也存在着风险，输液器材质中的有害物质可能会迁移到药液中，对人体产生不良反应.一次性输液器在生产工程中若不慎引入重金属，比如镉、铅、铬、铜、锡等具有较强生物毒性的重金属元素[1-4]，它们将随着药液一同进入人体，引发慢性中毒而威胁人体生命安全.现行国家标准中规定，使用原子吸收分光光度法或相当的方法进行测定时，浸提液中的 钡、铬、铜、铅、锡的总含量应不超过 1 μg/mL，镉的含量应不超过 0.1 μg/mL[5].目前测试医疗器械中金属元素的方法主要有目视比色法[6].火焰原子吸收法(FAAS)[7]、石墨炉原子吸收法[8-10]、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[11-12]等.刘叶[6]等选取各类医疗器械产品标准中常见的16种金属元素，以铅为代表，在弱酸性溶液中与硫代乙酰胺作用生成不溶性有色硫化物制备标准溶液进行比色，测定重金属的总含量.试验发现不同重金属元素比色液所显颜色差别很大，铜、铅、银、汞和钴等易于目视比色，而锰、钛、铬、铁和镍等元素不易于目视比色.因此需根据样品及检出限选择合适的重金属检测方法.原子吸收法检出限低，灵敏度高，但不能满足多种重金属元素同时检测的要求，每次只能检测一种重金属元素[7-10].杨园[11]等使用ICP-MS测定了一次性使用重力输液式输液器及静脉输液针中镉、铬、铜、锡和铅5种重金属元素的残留量，5种元素的线性范围均为 0～0.05 μg/mL( r >0.999 0).胡芳[12]等用ICP-MS测定了一次性使用输液器中的钡、铬、铜、铅、锡和镉等6种金属元素，但没有明确待测元素的内标元素.本文利用电感耦合等离子体质谱建立了同时测定一次性使用输液器中的铬、铜、镉、锡、钡、铅等6种金属元素的分析方法，优化了试验条件.试验结果表明，该方法操作简便，灵敏度高，准确度好，分析速度快，能满足一次性使用输液器中金属元素日常检测的要求.

1 试验部分

1.1 仪器与试药

NexION 1000电感耦合等离子体质谱仪(珀金埃尔默公司，配备SyngistixTM工作站)；BT00-300T循环泵蠕动泵(保定兰格恒流泵有限公司)；SW23精密振荡水浴锅(德国 JULABO 有限公司).

水为超纯水(电阻率为18.2 MΩ·cm).铬、镉、铜、铅、锡、钡、钪、锗、铑和铋单元素标准溶液的质量浓度为1 000 μg/mL(国家有色金属及电子材料分析测试中心).硝酸(优级纯，德国Merk公司).

输液器样品为市场销售的13个厂家15批次在有效期内的一次性使用输液器，编号为QX01～QX15.

1.2 标准溶液的制备

1.2.1 系列混合标准溶液的制备

分别精密量取铬、铜、镉、锡、钡和铅单元素标准溶液1 mL，用1%硝酸溶液稀释成每1 mL含铬、铜、镉、锡、钡、和铅为10 μg的混合元素标准使用溶液一.精密量取该溶液0.2、0.3、0.4、0.5和1.0 mL，用1%硝酸溶液稀释至100 mL，配置成质量浓度分别为2.0 ×10-2、3.0 ×10-2、4.0×10-2、5.0×10-2和10.0×10-2μg/mL的系列混合标准溶液.精密取1.0 mL混合元素标准使用溶液一，用1%硝酸溶液稀释至100 mL，配成每1 mL含铬、铜、镉、锡、钡、和铅为0.1 μg的混合元素标准使用溶液二，精密取该溶液0.5、1.0、2.0、5.0和10.0 mL，用1%硝酸溶液稀释至100 mL，配成质量浓度分别为0.5×10-3、1.0×10-3、2.0×10-3、5.0×10-3、1.0×10-2μg/mL的系列混合标准溶液.

1.2.2 内标溶液的制备

分别精密量取钪、锗、铑和铋单元素标准溶液1 mL，使用1%硝酸溶液稀释成1.0×10-2μg/mL的钪、锗、铑和铋的混合内标溶液.

1.3 供试品溶液的制备

将三套输液器和一只300 mL硅硼玻璃烧瓶、蠕动泵连成封闭循环系统，将烧瓶置于(37±1) ℃的恒温震荡水浴锅中，加入超纯水250 mL，以1 L/h的流量使之循环2 h，将静脉针的管路部分切成1 cm长的段，将其浸入循环玻璃烧瓶的循环液中，与串联的输液器一起制备供试品溶液，收集全部浸提液冷至室温，作为供试品溶液.回路上不装输液器，同法制备空白液[3].浸提液冷却后立即加入10 g/L的硝酸溶液作为供试品溶液(每250 mL 的浸提液中加入2.5 mL，质量浓度为10 g/L硝酸溶液)[13].

1.4 ICP-MS工作条件、待测元素、内标元素

ICP-MS测定时，一般按照同位素丰度高、无干扰的原则选择待测元素的同位素.本试验待测元素之间的干扰较少，采用了内标元素来矫正基体效应，本试验的条件和同位素及内标元素如表1、2所列.

表1 ICP-MS工作参数

2 结果与讨论

2.1 线性关系考察、检出限和定量限

取所配制的10个浓度的系列混合标准溶液，按照“1.4”项条件下测定，以各元素与内标元素强度的比值为纵坐标，各元素浓度为横坐标，绘制标准曲线，6种元素在0～0.1 μg/mL浓度范围内线性关系均良好.取1%硝酸空白溶液连续测定11次，以测定结果标准偏差的3倍计算各元素的检出限，以10倍标准偏差计算各元素的定量限(如表3所列).

表2 待测元素、内标元素

表3 6种元素的线性关系、检出限和定量限(n=11)

2.2 精密度试验

取同一浓度混合溶液，按照“1.4”项条件连续测定6次，记录测定值，结果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb测量值的RSD(n=6)分别为2.5%、1.4%、2.8%、2.7%、3.0%、1.9%.

2.3 重复性

取同一供试品溶液平行测定6次，结果Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb测量值的RSD(n=6)分别为0、2.9%、5.4%、7.4%、0.5%、0.9%.

2.4 回收率试验

移取已测定含量的同一供试品溶液8 mL各 9 份于10 mL容量瓶中.使用移液器加入0.1 μg/mL混合元素标准溶液1.0、1.3、1.6 mL，每种浓度制备3份样品溶液，使用1%硝酸溶液稀释至刻度.按照“1.4”项条件测定，Cr、Cu、Cd、Ba、Sn和Pb元素的的平均回收率分别为99.2%、100.2%、103.6%、100.9%、107.0%、101.5%，RSD(n=9)分别为1.5%、0.86%、1.1%、0.83%、2.8%、0.57%，如表4所列.试验结果表明本法准确度好，精密度高.

表4 6种金属元素回收率试验结果(n=9)

2.5 实际样品测定

抽取15批次在有效期内的一次性使用输液器，编号为QX01～QX15，输液器中的6种金属元素在浸提液均有溶出(其中钡、铬、铜、铅、锡的总质量浓度在8.8×10-3～9.0×10-2μg/mL之间，镉的质量浓度在5.8×10-5～1.4×10-4μg/mL之间)，结果如表5所列，符合国家标准要求.其中锡的质量浓度比其他元素高，这可能与材质和生产工艺有关.

表5 金属元素的溶出试验结果

3 结论

相对于原子吸收法，电感耦合等离子体质谱法具有灵敏度高、线性范围宽、分析速度快、准确度好、可同时进行多元素测定等优点.本文采用感耦合等离子体质谱仪，同时测定一次性使用输液器中的金属元素.试验结果表明，6种金属元素在0～0.1 μg/mL质量浓度范围内线性关系良好(r=0.999 9)，平均回收率在99.2%～107.0%(n=9，RSD≤2.8%)之间.方法操作简便，灵敏度高，准确度好，分析速度快，适用于一次性使用输液器中金属元素的测定，可以满足日常样品的快速检测要求，为标准完善、质量监督提供了参考依据.