专利名称：紫外辅助提取氢化物发生原子荧光测血铅的方法及提取仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种紫外辅助提取处理血样，然后用氢化物发生-原子光谱法测定血样中铅含量的方法及紫外辅助提取仪。
背景技术：
铅是一种著名的有毒元素，可以造成消化道，造血系统与神经系统受损，对人体(特别是儿童)危害很大。但同时铅又被广泛使用于蓄电池、汽油抗震剂、合金、放射性防护等领域，短期内无法彻底消除。这就造成了较为严重的铅中毒，特别是处于生长发育阶段的儿童，铅中毒的比例很高，很有可能危害我国的整体人口素质。铅中毒的防治包括初级预防(停止使用含铅汽油、用具和油漆等)和次级预防(在妇幼卫生保健项目和其他公共卫生项目进行儿童铅中毒筛查)以及采取非药物方法治疗铅中毒等手段预防儿童铅中毒。进行次级预防，就需要检测人体内的铅含量，为政府制定有关法律法规，防治铅中毒提供科学依据。另一方面，对病人进行临床铅含量检测，将有助于判定病因，为制定正确的治疗方案提供有力依据。
当前检测人体铅含量主要依靠对血铅的检测，主要方法有锌原卟啉法、微分电位溶出法、石墨炉原子吸收法、氢化物发生-原子光谱法等。其中前两种方法检出限较高，测定准确度较差，现在已经很少使用；石墨炉原子吸收法是当前血铅测定的标准方法，但其仪器成本较高，操作较为复杂，在我国这样的发展中国家难于推广到基层单位。近年来氢化物发生-原子光谱法用于血铅测定已经有了较好的实践，这一方法能够真正做到微量、准确、廉价、便利的测量血铅，所以非常易于推广。
当前，采用氢化物发生-原子光谱法测血铅仍存在一些缺陷，主要集中在两个方面首先是氢化物发生-原子光谱法测血铅时要求对样品进行消解，消解过程耗时长且易污染，酸也无法赶干净；另一方面，氢化物发生测血铅时对反应的酸度要求非常苛刻，可用酸度范围小于0.5％(体积百分比)，稍有偏差就会造成测量结果显著偏低；第三，在血液中往往会存在一些有机络合剂，这些有机络合剂会干扰铅的氢化物发生过程，使得测量结果显著偏低。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫外辅助提取氢化物发生-原子光谱法测量血铅的方法及提取仪。
本发明所述方法的目的是通过以下技术方案实现一种用氢化物发生-原子光谱法测量血铅含量的方法，步骤分为第一步血样的前处理、第二步标准曲线的建立和第三步样品测定。所述第一步血样的前处理是在清洗后的离心管里每支加2.9毫升～2.95毫升的载流，然后加50～100微升血样并进行振荡混合均匀，静置2～10分钟，然后在3000～12000转/分转速下离心2～15分钟，再将离心管放入紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液；第二步标准曲线的建立，用1000毫克/升的铅标准溶液逐级稀释为0～10微克/升的不同浓度的标准溶液，用氢化物发生-原子光谱法测定得到铅的标准曲线，该过程包括载流携带标准溶液到反应块处跟还原剂反应，生成气态的铅的氢化物，然后气态的铅氢化物被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，用标准溶液浓度和光谱信号作图就可得到铅的标准曲线；第三步样品测定，使用氢化物发生法-原子光谱法测定样品待测液，该过程包括载流携带样品待测液到反应块处跟还原剂反应，生成气态的铅的氢化物，然后气态的铅氢化物被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，与标准曲线比较定量。
其中，所述还原剂的组分为10克/升-30克/升的氢氧化钠或氢氧化钾、5克/升-30克/升的硼氢化钾或硼氢化钠、10克/升-30克/升的铁氰化钾和5克/升-20克/升的弱酸；所述弱酸是酒石酸、草酸或硼酸。
所述载流是一种混合溶液，其中含有体积百分比为1.0％～4.5％的无机强酸和体积或质量百分比1.0～5.0％的氧化剂溶液的混合溶液。
所述无机强酸是盐酸、硝酸、高氯酸或硫酸。
所述氧化剂溶液是双氧水、过硫酸钾。
本发明所述的氢化物发生原子荧光测血铅的紫外辅助提取仪，其特征在于包括不透光的壳体，在壳体内设置有一支以上紫外灯，灯的一面或四周设有存放样品的容器。
所述容器是放置在支架上的样品管。
所述容器是盘绕在紫外灯上的处理管线。
所述处理管线的两端设有截止阀。
本发明使用了一种新的简单便捷的血铅处理方法，而且通过反复实验，得到一种新型的试剂配比，扩大了测量的可用酸度范围，使得测定的数据更加稳定可靠，实验的耗材也非常廉价，方法准确、快速、便利，非常适合于在基层医疗单位推广。
本发明与标准的石墨炉原子吸收方法比较，操作简单，快速而且准确性高，测定数据的重复性和平行性好；主要的是仪器的价格便宜，操作方法简单便于掌握，实验的耗材是普通的化学试剂，成本低廉，非常适合于在基层的医疗机构推广。
本方法与传统的氢化物发生-原子光谱方法相比，具有以下优点1.本发明的血样前处理方法避免了传统氢化物发生-原子光谱测铅方法要对血样进行长时间复杂的消解过程，降低了污染的可能性，而且避免了赶酸不完全的问题。
2.本发明的采用紫外辅助提取血铅的前处理方法，可以使血样中的有机络合剂完全消解，避免了有机络合剂对铅的氢化物发生过程的干扰，避免了测量结果显著偏低。
3.改进了氢化物发生反应的试剂，使氢化物发生反应的可用酸度范围扩展到体积百分比1.5％，保证了测量过程的稳定性和可靠性。
4.本发明的方法可以将载流加入离心管中加盖保存，便于携带和保存，采取血样时可以很方便的将血样采到加载流的离心管中，加盖避免被污染。使用容量大的离心机，一次可以离心处理100多个样品，可极大提高测量的速度。
5.本发明的方法使用的实验耗材都是非常普通，价格低廉，大大降低了经济成本。
图1是本发明所述紫外辅助提取仪的一个实施例的结构示意图，表示静态提取；图2是本发明所述紫外辅助提取仪的另一个实施例的结构示意图，表示动态提取。
具体实施例方式
本发明所述的紫外辅助提取氢化物发生-原子光谱法测量血铅含量的方法包括第一步血样的前处理，第二步标准曲线的建立，第三步样品测定。
第一步血样的前处理，是在清洗后的离心管里每支加2.9毫升～2.95毫升的载流，然后加50～100微升血样并进行振荡混合均匀，再静置2～10分钟，然后在3000～12000转/分转速下离心2～15分钟，再将离心管放入紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液；第二步标准曲线的建立，用1000毫克/升的铅标准溶液逐级稀释为0～10微克/升的不同浓度的多个标准溶液，一般可取3-6个点，用氢化物发生-原子光谱法测定得到铅的标准曲线，该过程包括载流携带标准溶液到反应块处跟还原剂反应，生成气态的铅的氢化物，然后气态的铅氢化物被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，用标准溶液浓度和光谱信号作图就可得到铅的标准曲线；第三步样品测定，使用氢化物发生法-原子光谱法测定样品待测液，该过程包括载流携带样品待测液到反应块处跟还原剂反应，生成气态的铅的氢化物，然后气态的铅氢化物被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，与标准曲线比较定量。
所述振荡可采用旋涡混合器或超声混合器等设备，振荡时间大约10-60秒即可。
本发明所述的测定血铅含量的方法是在已有技术方案基础上，研究了酸度、载气流量、屏蔽气流量、还原剂配比、空心阴极灯电流等因素的影响，从而得到氢化物发生法测定血铅的条件；并且考察了干扰离子的影响，全血中常见的二价阳离子镁(Mg2+)、铁(Fe3+)、锌(Zn2+)、钴(Co2+)、镉(Cd2+)、镍(Ni2+)、钙(Ca2+)、铜(Cu2+)等8种离子，它们的生理浓度对原子荧光测定铅无明显的干扰，因此本方法具有较好的选择性。本方法改进了原有的氢化物发生试剂，其中第二、三步使用的还原剂的主要组分有10克/升-30克/升的氢氧化钠或氢氧化钾、5克/升-30克/升的硼氢化钾或硼氢化钠、10克/升-30克/升的铁氰化钾，和加入5克/升-20克/升弱酸。
所述弱酸可以是酒石酸、草酸或硼酸等。
所述载流是一种混合溶液，其中含有体积百分比为1.0％～4.5％的无机强酸和体积或质量百分比1.0～5.0％的氧化剂溶液的混合溶液。
所述无机强酸是盐酸、硝酸、高氯酸或硫酸。
所述氧化剂是双氧水、过硫酸钾等。
本发明所述的提取仪是对第一步中紫外辅助提取处理的仪器。参见图1和图2，本发明所述氢化物发生原子荧光测血铅的紫外辅助提取仪，包括不透光的壳体，在壳体内设置有一支以上紫外灯1，灯的一面或四周设有存放样品的容器。
所述容器可以是放置在支架上的样品管2。当紫外灯为多支时，可将紫外灯设置为两排，样品管2设置在两排灯之间。
所述容器还可以是盘绕在紫外灯上的处理管线3。在处理管线的两端设可以设置截止阀4或不设置截止阀。
图1所示的为静态提取仪器，所谓静态提取仪器是血样在处理过程中处于静止状态。使用时，将装有样品的容器2(采用离心管)，插入支架，封闭壳体，以防紫外光泄漏，点亮紫外灯处理后熄灭紫外灯，取出样品管即可。
图2中示出的是动态提取仪器，即在动态提取仪器中血样处于流动状态。其操作过程为将样品通过外置的输液装置打入处理管线，管线两端的截止阀4可以关闭(半动态)，也可以不关闭(全动态)，根据状态相应设计紫外灯数量和管线的长度；封闭壳体，以防紫外光泄漏，点亮紫外灯处理后，熄灭紫外灯，并将处理管线中的液体通过输液装置打回离心管。其中的动态提取仪的全动态方式可直接应用于顺序注射-氢化物发生-原子荧光仪器上，取代该仪器的采样环(见CN01274858.7，名称为“用于原子荧光光谱仪的顺序注射进样装置”)，效果相同。
本发明中使用的实际血样为抽取的静脉血或末梢血、或采用肝素或乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝的静脉血，其中抗凝的静脉血可直接测量或放在冰箱中保存一段时间(不得超过3个月)后测量。
为检验方法的准确性，采用的标准物质来自中国疾病预防控制中心的冻干牛血GBW09139和GBW09140，它们的标定值分别为96±20ppb和248±35ppb。
实施例1第一步血样的前处理，在清洗后的离心管里每支加2.9毫升的载流，载流中含有体积百分比为3.5％的硝酸和体积百分比1.0％的H2O2，然后加100微升含有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)的血样，相当于稀释30倍，另外取4支清洗后的离心管，每支加3毫升的体积百分比为3.5％的硝酸，作为试剂空白，将上述所有离心管都在旋涡混合器上振荡混合30秒，再静置10分钟，然后在3000转/分下离心10分钟，离心完毕，再将离心管放入静态紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液，将离心管取出放在样品架上待测；第二步标准曲线的建立，用体积百分比为3.5％的硝酸逐级稀释1000毫克/升的铅标准溶液(GBW08611)到10微克/升，然后取0、2、4、8、10微克/升五个点，以30克/升氢氧化钠+10克/升硼氢化钾+20克/升铁氰化钾+10克/升硼酸为还原剂，体积百分比为3.5％的硝酸(HNO3)为载流，用顺序注射氢化物发生-原子荧光光谱仪(见专利号CN01274858.7，发明名称“用于原子荧光光谱仪的顺序注射进样装置”)测定即可得到铅的标准曲线，仪器的条件设定见表1，顺序注射的条件设定见表2。
第三步样品测定，采用顺序注射氢化物发生-原子荧光光谱仪，使用与第二步相同的条件测量样品待测液，得到血样中的铅含量。
下面介绍一组样品的实验数据，在实验中，分别采用使用紫外辅助提取和不使用紫外辅助提取氢化物发生-原子荧光光谱法测定2份含有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)的标准冻干牛血样品和14份含有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)的肝素抗凝的静脉血样，每份血样作2个平行。同时用石墨炉原子吸收法测量了14份含有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)的肝素抗凝的静脉血样，得到的测定结果示于表3。
由表3可知，本方法测得的GBW09139、GBW09140两组血铅值均落在标物的不确定度范围内，说明该方法准确可靠；而不使用紫外辅助提取得到的结果显著偏低，应该是有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)干扰测定之顾。另外，由表4可知，石墨炉原子吸收分别和紫外辅助提取-氢化物发生-原子荧光、氢化物发生-原子荧光两种方法的血铅测定结果经过配对t检验，得到紫外辅助提取-氢化物发生-原子荧光法与的石墨炉原子吸收t＝-1.59，P＝0.135＞0.05，在95％的置信区间范围内，因此这两种方法测定血铅含量没有显著性差异，这也证明了本发明提供的方法的可靠性；而不使用紫外辅助提取的氢化物发生-原子荧光法和石墨炉原子吸收t＝8.94，P＝0＜0.05，有显著差异，应该是有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)干扰测定之顾。以上结果说明紫外辅助提取-氢化物发生-原子荧光法可以很好的消除有机络合剂对氢化物发生-原子荧光法测量血铅的干扰。
表1.氢化物发生-原子荧光测铅仪器条件
表2.氢化物发生-原子荧光测铅的顺序注射条件
表3.石墨炉原子吸收与氢化物发生-原子荧光血铅实验结果对照
表4.配对t检验结果
实施例2第一步血样的前处理，在清洗后的离心管里每支加2.95毫升的体积百分比为4.5％的盐酸为载流，然后加50微升含有机络合剂三乙酸基氨(NTA)的血样，相当于稀释60倍，另外取4支清洗后的离心管，每支加3毫升的体积百分比为4.5％的盐酸，作为试剂空白，将上述所有离心管都在超声振荡器上振荡混合60秒，再静置2分钟，然后在10000转/分下离心5分钟，离心完毕，再将离心管放入动态紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液，将离心管取出放在样品架上待测；第二步标准曲线的建立，用体积百分比为4.5％的盐酸逐级稀释1000毫克/升的铅标准溶液(GBW08611)到10微克/升，然后取0、2、4、8、10微克/升五个点，以30克/升氢氧化钾+30克/升硼氢化钠+30克/升铁氰化钾+5克/升草酸为还原剂，体积百分比为4.5％的盐酸为载流，用氢化物发生-原子吸收光谱仪测定即可得到铅的标准曲线，仪器的条件设定见表5。
第三步样品测定，采用氢化物发生-原子吸收光谱仪，使用与第二步相同的条件测量样品待测液，得到血样中的铅含量。
本实施例方法测得的GBW09139、GBW09140两组血铅值分别是97和236，均落在标物的不确定度范围内，说明该方法准确可靠。
表5.氢化物发生-原子吸收仪器条件
实施例3第一步血样的前处理，在清洗后的离心管里每支加2.95毫升的体积百分比为2％的高氯酸为载流，然后加50微升含有机络合剂三乙酸基氨(NTA)的血样，相当于稀释60倍，另外取4支清洗后的离心管，每支加3毫升的体积百分比为2％的高氯酸，作为试剂空白，将上述所有离心管都在超声振荡器上振荡混合50秒，再静置4分钟，然后在8000转/分下离心7分钟，离心完毕，再将离心管放入动态紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液，将离心管取出放在样品架上待测；第二步标准曲线的建立，用体积百分比为2％的高氯酸逐级稀释1000毫克/升的铅标准溶液(GBW08611)到10微克/升，然后取0、2、4、8、10微克/升五个点，以15克/升氢氧化钾+5克/升硼氢化钠+10克/升铁氰化钾+20克/升酒石酸为还原剂，体积百分比为2％的高氯酸为载流，用氢化物发生-原子荧光光谱仪测定即可得到铅的标准曲线，仪器的条件设定见表6。
第三步样品测定，采用氢化物发生-原子荧光光谱仪，使用与第二步相同的条件测量样品待测液，得到血样中的铅含量。
本实施例方法测得的GBW09139、GBW09140两组血铅值分别是91和253，均落在标物的不确定度范围内，说明该方法准确可靠。
表6.氢化物发生-原子荧光测铅仪器条件
实施例4第一步血样的前处理，在清洗后的离心管里每支加2.95毫升的体积百分比为1％的硫酸为载流，然后加50微升含有机络合剂亚氨基二乙酸(IDA)的血样，相当于稀释60倍，另外取4支清洗后的离心管，每支加3毫升的体积百分比为1％的硫酸，作为试剂空白，将上述所有离心管都在旋涡混合器上振荡混合50秒，再静置4分钟，然后在12000转/分下离心2分钟，离心完毕，再将离心管放入静态紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液，将离心管取出放在样品架上待测；第二步标准曲线的建立，用体积百分比为1％的硫酸逐级稀释1000毫克/升的铅标准溶液(GBW08611)到10微克/升，然后取0、2、4、8、10微克/升五个点，以10克/升氢氧化钾+20克/升硼氢化钠+15克/升铁氰化钾+5克/升柠檬酸为还原剂，体积百分比为1％的硫酸为载流，用氢化物发生-电感耦合等离子体发射光谱仪测定即可得到铅的标准曲线，仪器的条件设定见表7。
第三步样品测定，采用氢化物发生-电感耦合等离子体发射光谱仪，使用与第二步相同的条件测量样品待测液，得到血样中的铅含量。
本实施例方法测得的GBW09139、GBW09140两组的血铅值分别是90和251，均落在标物的不确定度范围内，说明该方法准确可靠。
表7.氢化物发生-电感耦合等离子体发射光谱仪条件
权利要求
1.紫外辅助提取氢化物发生-原子光谱法测量血铅的方法，步骤分为第一步血样的前处理、第二步标准曲线的建立和第三步样品测定，其特征在于所述第一步血样的前处理是在清洗后的离心管里每支加2.9毫升～2.95毫升的载流，然后加50～100微升血样并进行振荡混合均匀，再静置2～10分钟，然后在3000～12000转/分转速下离心2～15分钟，再将离心管放入紫外辅助提取仪中处理5～20分钟，得到澄清透明的样品待测液；第二步标准曲线的建立，用1000毫克/升的铅标准溶液逐级稀释为0～10微克/升的不同浓度的标准溶液，用氢化物发生-原子光谱法测定得到铅的标准曲线，该过程包括载流携带标准溶液到反应块处跟还原剂反应，生成气态的铅的氢化物，然后气态的铅氢化物被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，用标准溶液浓度和光谱信号作图就可得到铅的标准曲线；第三步样品测定，使用氢化物发生法-原子光谱法测定样品待测液，该过程包括载流携带样品待测液到反应块处跟还原剂反应，生成气态的铅的氢化物，然后气态的铅氢化物被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，与标准曲线比较定量。
2.根据权利要求1所述的测量血铅的方法，其特征在于所述还原剂的组分为10克/升-30克/升的氢氧化钠或氢氧化钾、5克/升-30克/升的硼氢化钾或硼氢化钠、10克/升-30克/升的铁氰化钾和5克/升-20克/升的弱酸。
3.根据权利要求2所述的测量血铅的方法，其特征在于所述弱酸是酒石酸、草酸或硼酸。
4.根据权利要求1或2或3所述的测量血铅的方法，其特征在于所述载流是一种混合溶液，其中含有体积百分比为1.0％～4.5％的无机强酸和体积或质量百分比1.0～5.0％的氧化剂溶液的混合溶液。
5.根据权利要求4所述的测量血铅的方法，其特征在于所述无机强酸是盐酸、硝酸、高氯酸或硫酸；
6.根据权利要求5所述的测量血铅的方法，其特征在于所述氧化剂溶液是双氧水、过硫酸钾。
7.氢化物发生原子荧测量血铅的紫外辅助提取仪，其特征在于包括不透光的壳体，在壳体内设置有一支以上紫外灯(1)，灯的一面或四周设有存放样品的容器。
8.根据权利要求7所述的紫外辅助提取仪，其特征在于所述容器是放置在支架上的样品管(2)。
9.根据权利要求7所述的紫外辅助提取仪，其特征是所述容器是盘绕在紫外灯上的处理管线(3)。
10根据权利要求9所述的紫外辅助提取仪，其特征是所述处理管线的两端设有截止阀(4)。
全文摘要
本发明涉及紫外辅助提取氢化物发生－原子光谱法测量血铅的方法和紫外辅助提取仪。方法包括第一步血样的前处理、第二步标准曲线的建立和第三步样品测定。第一步是加载流与血样振荡混合，进行离心处理后，将离心管放入紫外辅助提取仪中处理；第二步是用氢化物发生原子光谱法测定得到铅的标准曲线；第三步载流携带样品待测液到反应块处跟还原剂反应，生成铅烷，然后被载气送到原子化器中原子化，用原子光谱法测得相应的光谱信号，与标准曲线比较定量。紫外辅助提取仪包括不透光的壳体，在壳体内设置有一支以上紫外灯，灯的一面或四周设有存放样品的容器。本方法使得测定的数据更加稳定可靠，耗材廉价，方法准确、快速、便利，非常适合于在基层医疗单位推广。
文档编号G01N21/62GK1837824SQ200610076450
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月25日 优先权日2006年4月25日
发明者刘霁欣, 秦德元, 陈志新, 裴晓华 申请人:北京吉天仪器有限公司