手持式XRF在義齒金屬原料成分測定中的應用

黃敏菊 袁秦 李繼彥廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗所 （廣東 廣州 510663）

手持式XRF在義齒金屬原料成分測定中的應用

黃敏菊 袁秦 李繼彥＊廣東省醫(yī)療器械質(zhì)量監(jiān)督檢驗所 （廣東 廣州 510663）

通過手持XRF、臺式XRF和ICP分別測定義齒金屬原料中元素相對含量，說明手持XRF更加適合義齒用金屬原料的現(xiàn)場檢驗。

XRF 義齒 元素分析

2016年3月15日，央視“3·15晚會”曝光了北口義齒、瓷都忠誠等廠家在生產(chǎn)加工義齒過程中使用碎鋼、廢鋼，甚至添加金屬廢料的事件，自此義齒金屬原料的檢測進入大眾的視野。依據(jù)《定制式義齒質(zhì)量體系檢查要點指南》中的規(guī)定，義齒所用貴金屬合金需要符合《牙科金屬烤瓷修復體系》（YY0621-2008)和《牙科學 鑄造金合金》（YY0626-2008）等標準中的要求。標準中化學成分的檢驗是依據(jù)GB/T15072《貴金屬合金化學分析方法》系列標準。該系列標準中金屬元素的含量是通過濕化學方法定量分析（滴定法和ICP）進行測定的，需要破壞樣品，制樣時間長，操作步驟繁瑣，不適合現(xiàn)場快速檢測。而與濕化學方法相比，X射線熒光光譜分析（X Ray Fluorescence，XRF）具有分析速度快，分析精度高，而且可進行無損分析的優(yōu)點。手持式XRF分析儀與臺式XRF分析儀相比，使用更加方便快捷，而且易于掌握，更加適合進行現(xiàn)場檢驗[1,2]。本文通過對比手持式XRF、臺式XRF義齒和ICP的測試結(jié)果，分析手持式XRF現(xiàn)場分析義齒金屬原料成分的可行性。

1.實驗方法

1.1 儀器

手持式XRF（X-MET8000，England），臺式XRF（X-Supreme8000，England），電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICPMS，NexION 350Q，US）。

1.2 激發(fā)條件

X-MET8000與X-Supreme8000激發(fā)條件分別見表1，表2。

表1. X-MET8000激發(fā)條件

表2. X-Supreme8000激發(fā)條件

對JC-1及PAL兩個樣品分別運用X-MET800手持式XRF、X-Supreme8000臺式XRF及ICP-MS進行5次測量，計算平均值和標準偏差。

2.結(jié)果與討論

對比表3和圖1的JC-1樣品的測試數(shù)據(jù)可知手持式XRF和臺式XRF測量的結(jié)果接近，穩(wěn)定性優(yōu)異，但與ICP-MS測試結(jié)果相比，部分元素含量（Bi、Ta、Si和Mn）偏差在30%左右。對比表4和圖2的PAL樣品的測試數(shù)據(jù)可以看出，手持式XRF和臺式XRF測量的結(jié)果仍然接近，但與ICP-MS測試結(jié)果相比，Ag、Zn、Ta和Hg四元素的含量差異在30%左右。比較分析可知含量偏差較大的元素都是含量樣品中含量偏低的金屬元素，另一方面，測試原理不同也會產(chǎn)生一定的偏差。

GB/T15072系列標準中采用的都是濕化學法測試貴金

表3. 三種測試方法檢測的JC-1金屬元素含量列表

表4. 三種測試方法檢測的PAL金屬元素含量列表

圖1. 三種測試方法檢測的JC-1金屬元素含量的結(jié)果圖示

圖2. 三種測試方法檢測的PAL金屬元素含量的結(jié)果圖示

屬合金中金屬元素的含量，ICP的測試精度高而且靈敏度高，但是這只是針對液體樣品中的金屬離子，對于固體樣品需要重新?lián)Q算。貴金屬穩(wěn)定性好，大部分難以離子形態(tài)穩(wěn)定的存在于溶液中，這直接影響檢測的結(jié)果。

XRF是利用X射線管發(fā)出的初級X射線照射樣品，使樣品受激后發(fā)出特征X射線熒光，然后通過對X射線熒光的能量分析和強度測量，以定量計算出樣品中待測元素的種類和含量[3,4]。XRF可以直接測試固體樣品，對滿足測試要求的樣品可以在做到無損檢測，同時檢驗速度快（5～10 min），靈敏度高。實驗結(jié)果表明手持式XRF與臺式XRF的穩(wěn)定性和準確定都沒有明顯區(qū)別，由于手持式XRF更加便于攜帶，所以其更加適合樣品的快速抽查和質(zhì)量控制。

3.結(jié)論

本實驗的結(jié)果初步表明手持式XRF的性能滿足義齒金屬原料的快速抽查及質(zhì)量控制要求。為了進一步拓展手持式XRF在義齒金屬部分檢驗中的應用，本研究團隊下一步將針對XRF對成型后義齒金屬部分元素含量的檢測進行研究。

[1] Zurfuh FJ, Hofmann BA, Gnos E, et al. Evaluation of the utility of handheld XRF in meteoritics[J]. X-Ray Spectrometry, 2011,40(6):449-463.

[2] 賴萬昌, 葛良全, 吳建平, 等. 鐵礦石XRF現(xiàn)場取樣技術的研究與應用[J]. 核技術, 1995,18(12):744-749.

[3] 賴萬昌. EDXRF法直接測定鐵氧體中MnO、ZnO和Fe2O3的含量[J]. 核技術, 1994,17(9):531-534.

[4] 葛良全, 周四春, 賴萬昌, 等. 原位X輻射取樣技術[M]. 成都:四川科學技術出版社, 1997.

Handheld XRF Used in Composition Determination of Denture

HUANG Min-ju YUAN qin LI Ji-yan＊Guangdong Medical Devices Quality Surveillance and Test Institute (Guangdong Guangzhou 510663)

The composition and relative content of the elements in the metal material of the denture were determined by handheld XRF, table model XRF and ICP respectively. The results indicated that handheld XRF is suitable for feld inspection of composition determination of denture.

XRF, denture, elemental analysis

1006-6586(2017)11-0025-02

R197.39

A

2017-04-21

黃敏菊，碩士，高級工程師，主要從事醫(yī)療器械檢測、國家行業(yè)標準制修訂等方面的研究；李繼彥，通訊作者，博士，助理研究員，主要從事醫(yī)療器械檢測，磷酸鈣骨修復材料等方面的研究，E-mail：alexlee0@163.com。