生物样品中汞的测定

生物样品中汞的测定

汞是环境中的重要污染。世界每年向环境中排放近5000万吨铜酸。因此，世界上几次举行“全球科学研究活动”。可见,汞污染严重,已经受到世界各国的重视。无机汞离子和甲基汞是进入生物样品中的2种主要形式,也是在人体中的主要存在形式。汞的危害国内外报道较多,金、汞协同诱发胃癌的作用也有报道。人体中汞的安全浓度是0.1μg/ml,当达到0.5～1.0μg/ml时就会出现明显中毒症状,能引起一系列神经、精神等方面的疾病,对人体的健康危害极大。因此,建立一种能准确快速地测定生物样品中汞含量的方法具有重要的意义。汞易挥发和易吸附的特点使汞的分析测定受到很多限制,特别是样品预处理方法的好坏直接决定着整个分析方法的检出浓度、准确度和精密度。因此寻求一种能克服汞的易挥发、易吸附的难点,使分析方法既准确、稳定,又简便、快速、易行的样品预处理方法是目前研究的重点。1样品预处理方法目前生物样品中汞的预处理方法主要有常压湿法消化、微波消解、萃取法、巯基乙醇提取法等。1.1混合酸及提取法用酸或碱消化样品是以往常使用的样品预处理方法。将样品和消化液放入敞口容器,在一定条件下加热消化样品,在氧化性液体环境中分解出有机物,将此消化液进行适当的处理即可得到待测溶液。常用消化液为HNO3、HClO4、H2SO4、HF等1种或者多种酸的组合。可根据待测元素特性和各氧化性酸的特点选用不同的混合酸。该方法由于多用敞开式容器,汞易挥发丢失,使回收率低,测定结果也不稳定,且高氯酸与有机物接触易发生爆炸,过氧化氢易分解,消化液和样品用量大。杨翠英等针对汞易挥发的特性对预处理方法进行了改进,在加热预处理血样过程中利用回流装置防止了汞的挥发,利用冷原子吸收法进行测定,方法检出限为0.79ng/ml,回收率为96.3%～98.6%。该方法虽有一定的改进,但实验过程中操作繁琐。碱消化法提取率低。孙瑾等在超声辅助的条件下用KOH/CH3OH提取人发中的汞,回收率仅为(27±6)%。1.2微波消化法微波消解是近几年来国内外普遍使用的样品预处理方法。以往消化样品采用的常压湿法消化,回收率偏低且不稳定。微波消解能在较短时间使样品消解完全,且密闭的高压消解罐能有效防止元素的挥发损失和减少酸耗量。将样品加入聚四氟乙烯溶样杯中,加入消化液在一定的微波条件下进行微波消化,取出放冷开启消解罐,加热消解液赶尽NO2,以确保消化完全和二氧化氮已排尽。该方法具有快速,分解完全、空白值低、元素无挥发损失等优点,同时蛋白质被破坏避免了汞的吸附损失,但较为耗时,样品用量大。王宁生等用不同的酸混合液对血样进行微波消解预处理,利用氢化物发生原子荧光法进行测定,最终得到HNO3-H2SO4(体积比3∶1),尤其适用于血样中汞的测定,回收率为(99.1±0.3)%。1.3提取与icp-ms法巯基乙醇提取法是一种有效的样品预处理方法。将样品放入聚乙烯管中加入提取液,将混合溶液放入振摇器在室温下振摇12h以上,离心经过滤器过滤后直接测定。该方法操作简便,所用的2-巯基乙醇具有好的稳定性,易与汞形成稳定的化合物,提取效率高,无需调节pH值可直接进样,使电感耦合等离子体-质谱(InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry,ICP-MS)系统的汞记忆效应小,但耗时太长。Wang等用巯基乙醇提取法与ICP-MS联用测定狗鲨鱼肝、贝类软体组织、牛肝、对虾和人发等生物样品中的汞。方法检出限0.2μg/L,回收率达到98%～100%,仅人发回收率为60%。原因是人发不同于生物组织,人发、指甲等人体组织由坚固的结构蛋白组成,所以该方法适用于疏松的冷冻-干燥过的生物样品。1.4萃取法1.4.1超声辅助提取汞超声波辅助溶剂萃取法是一种简便易行的样品预处理方法,将样品放于离心管,加入溶剂,放置过夜,超声后进行离心,取上层溶液直接稀释后测定。该方法利用超声辅助提高了汞的提取率,但回收率不高。孙瑾等选择了6mol/LHCl作为溶剂,对人发进行预处理,与ICP-MS联用进行测定,方法检出限为0.01ng/ml,回收率为80%～97%。Li等用6mol/LHCl作为溶剂,80℃加热超声2h对人发,血样进行预处理,ICP-MS联用测定人发、血样中的汞,但未详细描述该方法的检出限和回收率。超声波辅助溶剂萃取法已用于人发、狗鲨鱼肉、狗鲨鱼肝、黄鱼和牛肝等生物样品中汞的测定。1.4.2螯合物表面活性剂的检测浊点萃取是一种提取效率高,对金属富集作用强的样品预处理方法,该方法利用表面活性剂提取汞代替了液液萃取中利用有机溶剂提取,现在已经被应用到环境和生物样品的预处理中。浊点萃取是加入螯合剂,与汞离子结合生成螯合物,利用无离子表面活性剂萃取螯合物,通过加入电解质发生盐析分离或水浴升高温度2种方法来实行相的分离,一相是水相,另一相是包含螯合物的表面活性剂相。通过简单地更换管子移出水相后,对表面活性剂相进行测定。该方法无污染,试剂无毒、价格便宜且用量少,仪器设备简单、费用低,所用的螯合剂稳定性好,形成的螯合物具有好的疏水性,表面活性剂浊点较低,易于提取汞。浊点萃取是一种有效的金属富集技术。Aranda等用0.5ml的表面活性剂、0.2ml的螯合剂浊点萃取人发、尿样中的汞,用原子吸收法测定,方法检出限0.01μg/L,回收率达到97%～100%。Dittert等用浊点萃取与冷原子吸收法联用测定人发、狗鲨鱼肝脏、狗鲨鱼肉等样品中的汞,回收率达到95%。Yin又在浊点萃取的基础上提出了双浊点萃取,即向含有汞螯合物的表面活性剂相加入L-半胱氨酸,汞又与其反应形成亲水性的Hg-L-半胱氨酸螯合物,从表面活性剂相进入水相,避免了表面活性剂和其他憎水性物质在测定过程中造成的干扰。浊点萃取已被用于人发、尿样、狗鲨鱼肝脏、狗鲨鱼肉、贝类软体组织、水样等样品中汞的测定,且达到了满意的回收率。除了上述的预处理方法外还有其他的方法,如蒸汽蒸馏法等,但由于提取率低,与上述各种预处理方法相比应用相对较少。2汞的测定方法目前生物样品中汞的测定方法包括原子吸收法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)、原子荧光法(AtomicFluorescenceSpectrometry,AFS)、电感耦合等离子体(ICP)等。AAS和AFS是最普遍使用的2种方法。2.1AAS2.2AFS2.3子发射光谱法测汞原子发射光谱法也用于生物样品中汞的分析,电感耦合等离子体—原子发射光谱法(InductivelyCoupledPlasmaAtomicEmissionSpectrometry,(ICP-AES)用来测量生物样品中的汞,结果也令人满意。3标准曲线法测定生物样品中汞的方法,发展高效低以往汞的测定多采用湿法消化法消解样品,大多数为间接敞开式加热,容易损失易挥发的Hg元素,提取效率低,溶剂消耗多。后来微波消解和超声辅助提取也被用来提高汞的提取率,消解速度大大加快,消解效率大大提高,然而仍然存在一些问题,仍然需要使用高浓度的酸碱,高的温度和高压力。巯基乙醇提取法虽然操作简便,提取效率高但耗时太长。浊点萃取法无污染,试剂用量少,提取效率高,是一种有效的样品预处理方法。但由于汞的易挥发性和易吸附性,不同方法所得到的分析数据在可靠性和可比性等方面仍存在不少问题。因此,建立一种能克服汞的易挥发易吸附性造成的损失且耗时短、简便快速的生物样品中汞的测定方法是很有必要的。AAS在国内外已广泛用于汞的分析,尤其是冷原子吸收法极大地提高了测定的灵敏度,是测定生物样品中汞普遍使用的方法。该方法具有抗干扰能力强、分析速度快、样品用量少、进样量小、选择性及稳定性好、检出限低、精密度高、仪器设备相对比较简单、操作简便等优点。不足之处是标准曲线的动态范围较窄,通常小于2个数量级。AFS也是测定痕量汞的有效方法。该方法是我国发展较快的一种新的痕量分析技术,灵敏度比原子吸收法更高,具有干扰少、线性测量范围宽、原子化器和测量系统记忆效应小、仪器结构简单、调整