一种尿中铬石墨炉原子吸收光谱测定方法的验证

周同舟 张云霞

【摘 要】受某单位的委托，按照《职业卫生标准制定指南》“第5部分：生物材料中化学物质测定方法”（GBZ/T 210.5—2008）中验证试验的要求，对其研制的《尿中铬的石墨炉原子吸收光谱测定方法》进行验证，验证的内容包括标准曲线的线性范围、最低检出浓度、精密度、准确度、干扰试验等指标。结果表明该方法的各项性能指标与研制单位提供的标准方法报批稿相符，并能符合《职业卫生标准制定指南》“第5部分：生物材料中化学物质测定方法”（GBZ/T 210.5—2008）中的相关要求。铬（chromium）是广泛存在于自然环境中的一种元素，以三价和六价化合物较常见，其生理功能及毒性机制一直是研究的热点。三价铬的营养功能已经被确认，但是其潜在毒性仍在研究中。早在1990年，国际癌症研究机构（IARC）判定六价铬为人类确定致癌物[1]。经肾脏随尿排出的铬约占人体吸收总铬的80%，尿铬可作为近期是否接触可溶性铬化合物较好的生物监测指标[2]。

【关键词】尿中铬;石墨炉原子吸收光谱法;精密度;准确度;最低检出浓度;验证实验

【中图分类号】O657.31 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）10-0032-03

1 实验方法

1.1 使用仪器

石墨炉原子吸收分光光谱仪（PE900T），具备自动进样装置、石墨炉装置、塞曼背景校正装置;热解涂层平台石墨管;铬空心阴极灯;旋涡振荡器;可调移液器，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 測试条件

参照下列条件设置仪器，反复调整原子吸收分光光谱仪至稳定后达到最佳测定状态。仪器设定条件见表1。

1.3 标准和试剂

硝酸，ρ20=1.42 g/mL，优级纯;硝酸镁，优级纯;保存液，取50.0 mL硝酸、1.730 g硝酸镁溶于适量水中，定容至100 mL;基体改进剂1：取10.0 mL硝酸、1.730 g硝酸镁溶于适量水中，定容至1 000 mL;基体改进剂2：取50.0 mL硝酸、1.730 g硝酸镁溶于适量水中，定容至1 000 mL;铬标准液：有证铬单元素标准溶液（1 000μg/mL）;铬标准应用液：用基体改进剂1把铬单元素标准溶液稀释成浓度为100.0μg/L的铬标准应用液。

1.4 标本采集与保存

用带盖聚乙烯塑料瓶收集一次尿样（随机尿或晨尿），震荡混匀后尽快测量肌酐，以体积比9∶1加入保存液，充分混匀，冷藏运输。样品在4℃条件下可保存14 d，在-20 ℃条件下可保存2个月。

1.5 标本处理和检测

将尿样标本放至室温，充分混匀。保证在标准系列溶液相同的测量条件下测定样品空白和样品溶液，测得吸光度值减去标准系列0管的吸光度值后，由回归方程计算尿样标本中铬的浓度（ug/L）。

2 实验结果

2.1 标准曲线的线性范围

取9只10 mL具塞比色管。分别取一定量的铬标准应用液置于10 mL具塞比色管中，用基体改进剂1补充至刻度，混匀后上机进行测定。具体操作见表2。以标准管测得的吸光度值为纵坐标，标准液铬浓度为横坐标，绘制标准曲线。计算出回归方程为y=0.008 76x+0.001 90，相关系数为R=0.999 8，线性范围为0.27～40.0μg/L。

2.2 最低检出浓度

参照研制标准方法的定量下限，配制尿铬浓度为0.30μg/L的样品，在相同条件下测定11次，结果见表3，以3倍11次测定信号值的标准差，用已知低剂量待测物的浓度（或含量）与其相应信号进行单点校正，所得样品中待测物的浓度（或含量），计算方法检出限（MQL）为0.18μg/L（按稀释倍数10/9计），以10倍11次信号值的标准差计算方法定量下限（MQL）为0.59μg/L（按稀释倍数10/9计）。

2.3 精密度

取混合尿标本经3种不同浓度标准应用液加入后混匀配制成3种浓度铬含量水平的样品（混合尿1、混合尿2、混合尿3），进行精密度实验。每种浓度同时测定6次，进行批内精密度实验;在7 d内相同条件下进行6次重复测定，进行批间精密度实验。结果见表4、表5。3种不同浓度的测定结果重复性较好，批内相对标准偏差为1.9%～5.1%，批间相对标准偏差为3.3%～5.5%。符合GBZ/T 210.5—2008的要求。

2.4 准确度

准确度实验采用加标回收法。取不同浓度标准应用液加入正常人混合尿标本混匀后制成样品，分别为标本1（混合尿）、标本2（混合尿+2.50μg/L）、标本3（混合尿+10.00μg/L）、标本4（混合尿+30.00μg/L），每组取样6次。样品经处理后进行测定，扣空白后计算每个浓度的加标回收率。测定结果见表6，加标回收率范围为95.5%～104.3%。

2.5 干扰试验

尿标本以体积比9∶1加入稀释剂50%硝酸+0.5%硝酸镁，采用标准曲线法定量、石墨炉原子吸收光谱法直接测定尿铬。在10.0μg/L左右的尿样中加入不同浓度的干扰元素，以加入干扰元素前后测定吸光度下降10%为产生干扰，进行干扰试验，结果证实，10μg/mL的锂、锶、钡、铍、铝、镍、锰、铅，50μg/mL的铁，100μg/mL的钙、锌、铜，500μg/mL的镁，1 000μg/mL的钠、钾对测定均不产生干扰[3]。

3 验证结论

按研制单位提供的检测方法，我们对方法的各项性能指标进行验证，结果表明，检测方法的各项性能指标与研制单位提供的标准方法报批稿相符，并能满足GBZ/T 210.5—2008中的相关要求。

4 讨论

铬既是人体必需的微量元素，具有刺激胰岛素的生理功 能，也是常用的工业用化学品，六价铬[Cr（VI）]化合物被认为是呼吸道的致癌物，可导致肺癌、鼻窦癌，特别是在某些职业环境中。吸入含Cr（VI）的颗粒、灰尘和烟雾通常发生在与铬有关的职业环境中，例如铬的生产、电镀、含铬金属和合金的焊接、电镀、含铬颜料和油漆。对铬化合物的流行病学调查显示，接触铬（VI）与肺癌死亡率有密切关系，与鼻癌和鼻腔癌也有积极关系。鼻腔症状，如鼻腔刺激、鼻中隔溃疡及穿孔、鼻甲充盈及肥大，是有Cr（VI）暴露职业史者早期诊断肺癌、鼻癌及鼻腔癌的重要标志。工作场所的Cr（VI）暴露仍然是一个严重的问题，它是肺癌和鼻和鼻腔癌症的原因，特别是在使用铬化合物的相对较小的企业中。在接触铬化合物的职业中，应考虑对工人采取适当的保护措施[4]。

参考相关文献，石墨炉原子吸收分光光度法测尿铬通常采用的基体改进剂有磷酸二氢钠、维生素C、酒石酸、草酸、柠檬酸、氯化钯。刘浏等人[5]使用0.66‰氯化钯作为基体改进剂使得检测结果干扰少、检测限低、精密度高。本方法经制定者评估以0.05%硝酸镁作为基体改进剂，可以将灰化温度提高100～200 ℃，降低或去除尿样基体干扰，降低了方法的检出限和最低定量下限。本方法稀释尿样后有较低的酸度，可减缓石墨管的灵敏度下降速度，大幅提高石墨管的使用寿命。随着检测技术的进步，不断有新的检测方法出现，张晓娜等人[6]将尿样经体积分数为0.5%的硝酸溶液稀释10倍后，以钇元素为内标，直接上机使用ICP-MS进行检测。方法的测定范围为0.20～10.00 g/L，相关系数为0.999 9，检出限为0.10 g/L，定量下限为0.33 g/L，平均回收率在97.00%～102.25%，批内、批间精密度均<5.00%。但是由于ICP-MS直接测定法所用仪器昂贵，对使用环境要求高，所以普及率低，不易推广。本方法将尿液标本直接以体积比9∶1加入50%硝酸和0.5%硝酸镁的混合保存液，充分混匀，采用标准曲线法定量、塞曼背景校正石墨炉原子吸收光谱法直接测定尿铬的检测方法，样品处理简单、快速，有较低的检出限及定量下限，有较高的准确度，检测的重现性较好，对检测仪器和检测环境的要求不高，利于大面积的推广应用[6]。

参 考 文 献

[1]丁春光，潘亚娟，张爱华，等.2019—2010年我国一般人群全血和尿液中铬水平分布[J].中华预防医学杂志，2012，46（8）：679—682.

[2]线引林.生物材料中有毒物质分析方法手册[M].北京：人民卫生出版社，1994：152-154，1-5.

[3]仲立新，朱宝立，姜冬.石墨炉原子吸收光谱法测定尿铬[J].中国工业医学杂志，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]刘浏，胡晓宇，陈斌，等.石墨爐原子吸收光谱法测定尿中铬的方法研究[J].职业与健康，2016，32（7）：899-901.

[6]张晓娜，陈福尊，郑卉，等.人群尿中铬元素的电感耦合等离子体-质谱快速测定法[J].职业与健康，2017（17）：2339-2341.