微波消解-氫化物原子吸收法測定高吸水性止血材料中的砷含量

孫小莉 楊永環(huán) 劉東 湯祥忠

摘 要：本文以微波消解法處理樣品，氫化物發(fā)生器結合原子吸收分光光度計來測定高吸水性止血材料中砷的含量。結果表明：測試結果的γ相對標準偏差（RSD，n=6）小于4.8%。回收率范圍為99.4%～100.6%，方法的檢出限為0.041μg/kg。經過試驗可以得出：該方法靈敏度高，方便快速，可以作為高吸水性止血材料中微量砷的測定方法。

關鍵詞：微波消解;原子吸收法;氫化物發(fā)生;砷;高吸水性止血材料

中圖分類號：O657.31;TQ314.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）28-0127-03

Abstract： The content of arsenic in superabsorbent hemostatic materials was determined by microwave digestion， hydride generator and atomic absorption spectrometer. The results showed that the relative standard deviation （RSD， n=6） of the test results was less than 4.8%. The recoveried ranged from 99.4% to 100.6%， and the detection limit of the method was 0.041 g/kg. The results showed that the method was sensitive， convenient and rapid， and could be used for the determination of Trace Arsenic in superabsorbent hemostatic materials.

Keywords： microwave digestion;atomic absorption spectrometry;hydride generation;As;super absorbent hemostatic materials

1 研究背景

砷是一種對人體有害的重金屬元素，經常攝入微量的砷化合物，將會嚴重危害人們的身體健康。因此，砷元素是藥品、食品、醫(yī)療器械產品質量控制的必控指標[1]。止血材料作為急救時穩(wěn)定傷情、降低死亡率的重要手段，其止血速度和效果直接關乎傷員的生命安全[2，3]。本文采用的樣品是課題組自行研制的高吸水性能速效止血材料。該材料為膠原基復合高分子生物材料，無需清創(chuàng)處理帶給病患二次傷害，因此，具有良好的應用前景。為確保產品安全無毒，加強對該止血材料中重金屬離子含量的檢測尤為重要。本文主要研究高吸水性能速效止血材料中重金屬元素——砷的測定方法，以期為生產該類產品的企業(yè)控制產品質量提供型式檢驗方法。

目前，微波消解已廣泛應用于消解藥品、食品、化妝品、保健品等[4]，但卻較少用于高吸水性能速效止血材料中微量元素的分析。與傳統(tǒng)消解方法相比，微波消解技術是近十幾年才發(fā)展起來的一種新的樣品前處理技術，其結合微波快速加熱和高壓消解兩方面的性能，比傳統(tǒng)樣品前處理方法消解快、空白值低、試劑耗用量少，且能有效避免揮發(fā)損失等。此外，其還能消解許多常法難以消解的樣品，是對各類分析試樣進行前處理的最佳選擇，特別適用于痕量分析和超純分析。因此，本文選擇微波消解技術來對高吸水性能速效止血材料進行前處理。

當前，氫化物原子吸收法被廣泛應用于微量或痕量砷的測定，其優(yōu)點是操作選擇性好、靈敏度高、干擾少、簡便快速等。本文選擇微波消解-氫化物原子吸收光譜法測定高吸水性能速效止血材料中砷含量。

2 試驗部分

2.1 主要儀器與試劑

2.1.1 主要儀器。VGA 77流動注射氫化物發(fā)生器（美國安捷倫）;AA220FS型原子吸收分光光度計（美國瓦里安）;微波消解儀（北京盈安美成科學儀器有限公司）;超純水系統(tǒng)（Millipore）;砷空心陰極燈（Agilent）。

2.1.2 主要試劑。砷標準儲備液（1 000μg/mL）：國家有色金屬及電子材料分析測試中心;載流溶液：1%（V/V）鹽酸水溶液（用100mL的容量瓶，加入10mL鹽酸，定容至1 000mL）;1.5%硼氫化鉀溶液：稱取1.5g硼氫化鉀，0.5g氫氧化鈉（作為穩(wěn)定劑）倒入塑料瓶，使用蒸餾水100mL溶解于室溫下一周內使用;標樣空白：10%（V/V）鹽酸水溶液（用500mL的容量瓶，加入50mL鹽酸，定容至500mL）。

使用的所有玻璃器皿均用1∶1的硝酸浸泡24h，洗凈后用去離子水沖洗，晾干待用。

2.2 樣品

樣品膠原-透明質酸、絲素肽高吸水性止血材料由本課題組研制（河南省科技攻關項目：162102310380）。

3 分析步驟

3.1 樣品溶液的制備

準確稱取高吸水性止血材料0.5g置于聚四氟乙烯消解罐中，加入8mL HNO3、3mL 30% H2O2，于電爐上（110℃）預消解2h，冷卻后搖勻，放入微波消解儀中，嚴格按照微波消解儀的操作步驟設計微波消解程序，將上述樣品進行消解。消解完畢，待充分冷卻后，將消解液在電爐上加熱至無棕色煙冒出，然后將樣品和空白試樣轉移至50mL容量瓶中，容量瓶中事先加入0.40g碘化鉀、0.25g抗壞血酸及5.00mL濃鹽酸，待碘化鉀和抗壞血酸完全溶解后定容，室溫條件下放置1h后待測。

3.2 標準溶液的配制

移取0.5mL 100μg/mL的砷標準溶液于50mL的容量瓶中，然后加入0.4g碘化鉀，用10%的鹽酸溶液定容至50mL，轉移至燒杯中，防止電爐上加熱至微沸，放涼，加入0.25g抗壞血酸，即得濃度為1μg/mL As（Ш）的標準母液。移取1μg/mL As（Ш）的標準母液，再用10%（V/V）的鹽酸配制濃度為1、2、4、6、8ng/mL的砷標準溶液。

3.3 測定

原子吸收分光光度計工作條件：測定波長193.7nm，燈電流10.0mA，狹縫0.5nm，背景校正關。氫化物發(fā)生器工作條件：氫化物工作模式為火焰加熱，火焰為空氣-乙炔，空氣流量13.50L/min，乙炔氣流量2.10L/min，氬氣流量150 mL/min。1.5%硼氫化鉀（0.5%氫氧化鈉溶液為穩(wěn)定劑）作為氫化物還原劑，1%（V/V）鹽酸作為載液，分別測定砷標準溶液和樣品溶液吸光度，以線性擬合出繪制標準曲線，從而測得高吸水性止血材料中砷的含量。

4 結果分析

4.1 微波消解條件的選擇

微波樣品制備常用硝酸、過氧化氫、鹽酸、硫酸、氫氟酸等作為溶劑，消解溶劑的類別和用量會直接影響消解效果。根據(jù)所用酸引入空白值的量及反應的速率等情況來衡量選用什么酸。為了有效降低引入空白的限度和污染，本文選用空白值低的超純硝酸和無污染的過氧化氫作為消解溶劑。大量試驗表明：控制微波消解儀的壓力（1.5～2.5MPa）和時間（10～30min），用硝酸-過氧化氫體系能將高吸水性止血材料中復雜的有機成分完全消化。本試驗0.5g左右的試樣，消解體系采用8.0mL硝酸、3.0mL 30%過氧化氫，消解壓力為2.0MPa，消解時間采用12min。

4.2 還原劑的選擇

砷以氧化態(tài)存在于樣品中，因此，測定樣品中的砷含量前，樣品必須經過還原處理，否則其測定結果不僅精密度較差，而且靈敏度也會很低。由此，筆者將待測樣品中的砷還原降價成三價砷，以提高檢測靈敏度，保證檢測結果準確、可靠。本文采用0.8%碘化鉀和0.5%抗壞血酸的混合溶液作為還原劑，取得了較為滿意的測試效果。

4.3 硼氫化鉀濃度的影響

硼氫化鉀濃度及酸度在反應體系中直接關系到氫化物反應是否發(fā)生完全。若硼氫化鉀濃度過高，反應產生的大量氫氣將稀釋砷原子而使靈敏度降低;若硼氫化鉀濃度較低，將導致氫化物反應不完全，從而降低測試靈敏度。大量試驗表明，砷的靈敏度在硼氫化鉀濃度為1.5%時較好。

4.4 共存酸的影響

在樣品消解過程中，消化后剩余的硝酸必須全部趕出，否則殘余硝酸會與還原劑發(fā)生劇烈化學反應，析出碘并產生大量氣泡，從而影響測試結果。本文的試驗方法是將消化后的消解液用小火在電熱板上緩慢蒸干，切記不能蒸焦，否則會使樣品損失嚴重，易導致測試結果偏低。

4.5 共存陽離子的影響

由于氫化物發(fā)生法是用氬氣載出砷化氫，而將干擾物質留在溶液中，因此，共存陽離子對砷元素測試結果影響較小。測試表明：10mg/L的銅、鉛、鐵、鎘、鎳、鈣離子對測定結果沒有影響 [5]。

4.6 標準工作曲線

砷標準溶液濃度在1～8.00μg/L范圍內，以吸光度值對砷含量繪制標準工作曲線，采用線性擬合求得回歸方程為：[Y=0.016 21X+0.024 55]，[γ=0.99 91]，線性關系良好。

4.7 檢出限

以測定11次標準空白的3倍標準偏差計算檢出限為0.041μg/kg。

4.8 精密度試驗

取同一批高吸水性止血材料的樣品，按2.1方法平行制備6份，分別測定砷的含量，結果見表1。

從表1可以看出，高吸水性止血材料中砷的平均含量為0.021mg/kg，標準偏差為0.000 98，變異系數(shù)為4.8%。

4.9 回收率試驗

精密稱取已知含量的高吸水性止血材料0.5g，分別加入對照品溶液，依據(jù)2.1方法處理樣品并進行砷含量的測定，結果見表2。

從表2可以看出，高吸水性止血材料中砷的加標回收率為99.4%～100.6%。

5 結論

本文詳細介紹了應用微波消解-氫化物原子吸收法測定高吸水性止血材料中砷含量的過程。試驗結果表明：該方法簡便快速、靈敏度高、精密度和準確度較高，線性關系好。

參考文獻：

[1]王元忠，劉鴻高，李濤，等.微波消化-氫化物原子吸收法測定大百合中砷的含量[J].化工技術與開發(fā)，2008（8）：33-35.

[2]釩李，豐田，陳蕾，劉長軍，等.急救止血材料的研究進展[J].材料導報（綜述篇），2013（2）：70?73.

[3]李寶強，方一帆，王峰，等.新型快速止血材料的止血評價與止血機制[J].試驗技術與管理，2007（7）：51?54.

[4]中華人民共和國衛(wèi)生部，中國國家標準化管理委員會.食品中總砷的測定方法：GB/T 5009.11—2003[S].北京：中國標準出版社，2003.

[5]晏忠勇，沈靜芬，王建綱，等.氫化物發(fā)生?原子吸收法測定美容膠囊中砷汞的含量[J].中國現(xiàn)代應用醫(yī)藥雜志，2006（3）：217?219.