—以尿液中砷形态分析为例
利用在线稀释的方法消除LC-ICP-MS测试过程形态转化问题
—以尿液中砷形态分析为例
C. Derrick Quarles, Jr, * Patrick Sullivan, M. Paul Field, Scott Smith and Daniel R. Wiederin
摘要
尿液中砷形态分析能为临床和病理学诊断提供重要的支持信息。许多学者通过多种方式
研究砷形态转化过程，并试图提升样品保存时间，但没有人将在线稀释作为砷形态分析中样
品稳定的解决方案。本工作建立了在线稀释测定尿液中AsB，DMA，MMA，As III和As V
的方法。通过在线稀释标准储备液，建立标准曲线，获得了很好的线性相关性，检出限在ppt
级别。将样品在线稀释30、50、100倍，导致0.1到1.1s的保留时间变化。同时本工作还对
比了人工处理样品和在线稀释方法对于As III回收率的影响，人工的处理样品由于As III转
化为As V，在24内测定As III的回收率仅有61%，而在线稀释的方法As III回收率为101%，
As III到As V的转化率降为1%。利用本方法测定了尿液标准物质NIST SRM 2669，对于五
种砷形态测定值与文献参考值具有一致性。
关键词：LC-ICP-MS；PrepFAST；价态转化；在线稀释；砷形态分析；尿液分析
前言
痕量元素分析对于工业生产、医疗健康和科学研究具有重要意义。元素的总量信息固然
重要，但不能提供样品里的元素形态信息。元素的化学形态直接影响了其生物活性和毒性，
例如无机砷的毒性远大于有机砷，而有机汞的毒性远大于有机汞。
砷污染来源于地质过程、工业排放和矿山开采。在污染的饮用水或稻米中主要存在的是
As III和As V，而这两种形态也是毒性最强的。另外，人体对于砷的摄入还来源于海鲜，海
鲜中的砷主要是有机砷，包括一甲基砷（MMA），二甲基砷（MMA）和甜菜碱。有机砷被
认为是低生物活性，因此毒性低于无机砷砷(As III (LD50 = 14 mg kg-1 ) or As V (LD50 = 20 mg
kg-1 )。砷暴露下会对人类健康造成不利影响，比如导致呼吸疾病，肺癌和肾脏、肝脏损伤。
砷通过尿液排出，因此检测人类尿液可以反映其2天内砷的摄入情况。
一般的形态分析是利用形态分离设备和元素检测器的联用来完成。常见的是液相色谱
（LC）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）联用。在过去的几十年里已有大量的基于LC-
ICP-MS进行形态分析的报道。大型的商业化实验室配备了专门的仪器进行形态分析，而一
些小的实验室只有一两台ICP-MS用于所有测试的测试任务，LC系统需要经常与ICP-MS
系统进行联用和拆换，这些过程耗时费力，因此渴求一个可以同时胜任总量分析和形态分析
两种任务的仪器设备。
形态在样品中的稳定性是形态分析中另一个关注的重点。我们希望目标形态在溶液中是
最初的状态，不发生任何转化。样品的采集和处理过程是引起价态转化的主要影响因素，比
如，改变温度，酸度或添加氧化剂都会使价态发生转变。离子交换色谱是进行砷形态的分析
的首选方法，它可以根据不同的电荷数分离不同形态，同时除去可能造成干扰的氯离子。然
而，大部分色谱柱的样品容量很小，样品只能以小体积载入或稀释至更低浓度。
本工作评价了注射泵驱动-阴离子交换色谱结合ICP-MS进行砷形态分析的方法。
PrepFAST IC是一台可以同时实现形态分析和总量分析的先进的技术设备。通过柱子的重现
性、方法的稳健性，精确度、准确度和检出限这几方面对该仪器的砷形态分析能力进行了评
价。同时对比了人工稀释和在线稀释样品处理过程对于形态稳定性的影响。
实验
试剂和标准
所有的试剂、稀释液和洗脱液都由超纯水制备，超纯水由ENM Millipore 超纯过滤系统
制备，电阻率为18 MΩ cm (Millipore Sigma, Burlington, MA, USA)，磷酸（85%, ICL
Performance Products, St. Louis, MO, USA）用来配置0.4 mM和80 mM的磷酸铵洗脱液1和
洗脱液2（洗脱液1，pH=9.6，洗脱液2 pH=8.6）。校准标准由甜菜碱(AsB, Chem Services,
West Chester, PA, USA)，一甲基砷(DMA, Chem Services)，二甲基砷(MMA, Chem Services)，
三价砷(As III, High-Purity Standards, Charleston, SC, USA)和五价砷(As V, High-Purity
Standards)的标准储备液配制而成。
样品制备
人尿样品由匿名捐赠获得，收集后过滤，发现该尿液中没有可以检测到的砷，所以以此
作为后续实验的本底尿液。向9.9 mL本底尿液中添加0.1 mL水或砷标准获得加标尿液10
mL。NIST SRM 2669按照证书中推荐的方式处理。含有10 ppb As的加标尿液用于人工和在
线稀释比对研究。在线稀释方法如上所述，人工稀释的最终稀释倍率为30倍（样品中含有
0.33 ppb As） PrepFAST IC
注射泵驱动-离子色谱法由PreFAST IC设备完成（Elemental Scientific Inc. (ESI）,Omaha,
NE, USA)。PrepFAST IC配备了形态分析模块（S400V2），可以实现梯度洗脱，并且通过转
化阀可以控制色谱柱在线或离线状态。S400V2的四个注射器分别用来调谐、洗脱液1，洗
脱液2和柱后内标添加，稀释或衍生。Elemental Scientific阴离子交换柱用来分离（5040
mm）AsB，DMA，MMA，As III和As V。这个系统同时配备了prepFAST M5 (S500V2)模
块，可以在线稀释样品和标准。图1 简单展示了样品从样品环到稀释样品环再到柱子最后
引入到ICP-MS的流道示意图。跟这个系统直接连接的是PolyPro-ST微流雾化器（Elemental
Scientific）和石英的旋流雾化器（Elemental Scientific）。本实验中用到两个500 μL的样品环：
第一个样品环用来承载从自动进样器引入的原始样品，第二个样品环是用来添加本底尿液以
实现基体匹配的校准标准（不用于样品）。然后，稀释的尿液标准或样品通过转换阀被引入
色谱柱，该过程需要7 s（按照稀释倍率为30倍的优化后时间），对应的注入样品量约为23
μL。
图1 PrepFAST IC样品流道示意图
ICP-MS
实验中所用到的ICP-MS型号为Perkin Elmer NexION 350。等离子体气、辅助气和载气
流速分别为18，1.2和1.0 L min-1。等离子体功率1.6 kW。分析采用实时信号模式，监测75As，积分时间100 ms，读取720次读数，一次重复，总共6分钟（每个数据点0.5 s）。本
方法采用动能歧视（KED）模式消除干扰，氦气流速2.0 mL min-1，RPq值为0.25。氦气流
速选择标准是向尿液中添加Cl后，在等离子体中产生的ArCl不足以在75荷质比处产生明
显干扰下的最低流速。样品提升和读数延迟设定时间为0 s，冲洗时间240 s（ICP-MS软件
内设定）。240 s的冲洗时间可以保证在ICP-MS提示引入下一个样品前重启注射器装载洗脱
液1和洗脱液2，完成平衡柱子过程。
结果与讨论
柱子的化学性质
Elemental Scientific阴离子交换柱的最佳洗脱条件为0.4 mM的磷酸铵缓冲溶液（pH=9.6）
和80 mM的磷酸铵缓冲溶液（pH=8.6），两者分别作为洗脱液1和洗脱液2。两步梯度洗脱：
第一步在t=0-200 s间，用100%的洗脱液1以200 μL min-1流速洗脱，第二步在t=200-325 s
间，用100%的洗脱液2以300 μL min-1流速洗脱.。在上述条件下，五种砷形态都可以在不
同时间进行洗脱。表1列出了在洗脱液1中的各砷形态的pKa值和净电荷数。AsB因为与固
定相没有任何作用，所以是首先从柱子上被洗脱的。虽然DMA与亚砷酸具有相同电荷，但
由于羰基对氧上的负电荷离域作用（图 2），DMA先于亚砷酸洗出。MMA和砷酸在洗脱液
1的条件下仍吸附在固定相上，因此提高缓冲液浓度，并且降低pH来达到洗脱效果。两者
都具有负2价，但由于甲基对于MMA的作用和羟基对于砷酸的作用，可以使两者分开。羟
基作用下使得砷酸的pKa值小于MMA，因此MMA先洗脱于砷酸。
表1 不同砷形态的pKa值及在洗脱液1的下的净电荷
图2 洗脱液1下的不同砷形态的分子结构
柱子的重现性
加标了不同砷形态的尿液（10ppb）以1到100倍的稀释倍率注入离子交换柱。相比30、
50、100的稀释倍率，当稀释倍数小于20时，峰形扭曲并且AsB, DMA和 As III的保留时
间前移（图3），这样不理想的结果，最有可能是由于柱子过载造成的。表2比较了在两个
操作条件完全一致下的两个柱子对于30、50、100稀释倍率下的样品溶液中砷形态的分离情
况。对于单根柱子，不同稀释倍率的保留时间差异在0.1s到1.1s之间，柱A上变化差异最
大的是As III。对于两根不同的柱子，保留时间仅有很小的变化，变化最大的仍是As III。
最后，选取30的稀释倍率用于后续实验。
图3 在线稀释（30、50、100倍）的加标尿液（10ppb不同砷形态）的色谱图
表2 不同稀释倍率和不同柱子下的各砷形态的保留时间比较（30、50、100倍）。保留时间
取最大峰高处时间，重复测定分两天进行（每天5次）。
标准曲线
配置一个含有五种砷形态的标准储备液用于建立标准曲线。PrepFAST 具有自动稀释功
能，500 μL的样品环用于承载标准储备液，以超纯水在线稀释获得每个校准标准（比如，
50ppb的标准储备液，稀释10倍即可得到5ppb的校准标准，然后被引入柱中，稀释2倍即
可得25ppb校准标准）。PrepFAST的内标注射器一般被用来定量添加内标，本实验中没有用
到，而是在样品注入柱子前将空白尿液（1份尿液：29份样品）加入到500 μL的样品环。
Verdon 等报道了尿液在pH>7的条件下As III转化为As V。而PrepFAST IC装置，尿液在
数秒之内完成加标，紧接着引入柱中，因此减小或消除了可能发生As III转化为As V的反
应时间。图4展示了色谱图和利用在线校准功能建立的标准曲线（为了简洁，只展示As V）。
砷元素形态分析及检测技术简述
第７期 李秀娟，等：砷元素形态分析及检测技术简述 ・４９・ 砷元素形态分析及检测技术简述 李秀娟 ｒ，秦晓楠２，吕庆銮２，王 丽２，徐瑞萍２ （１．济宁市产品质量技术监督检验所，山东济宁２７２０００；２．鲁南煤化工研究院，山东济宁２７２０００） 摘要：总结了砷形态分离检测的必要性，重点介绍了常用的几种测定方法并对各种方法的优缺点进行了比较。 关键词：高效液相色谱一电感耦合等离子体质谱法；离子色谱一氢化物发生原子荧光联用法；氢化物发生～原子荧光法 中图分类号：０６５５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—０２１Ｘ（２０１２）０７—００４９—０３ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ Ａｒｓｅｎｉｃ Ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｌ／Ｘｉｕ—ｊｕａｎ ， ，ＱｍＣ Ｘｉａｏ—ｎ０ｎ ， ＬＶ Ｑｉｎｇ—ｌｕａｎ ，ＷＡＮＧ Ｌｉ ，ＸＵ Ｒｕｉ—ｐｉｎｇ （１．Ｊｉｎｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ＆Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｑｕａｌｉｔｙ，Ｊｉｎｉｎｇ ２７２０００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｕｎａｎ，Ｊｉｎｉｎｇ ２７２０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｒｓｅｎｉｃ ｓｐｅｃｉａｔｉｏｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｓｅｖｅｒａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｍｅｔｈｏｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ—－ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｍａｓｓ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ｉｏｎ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ｈｙｄｒｉｄｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｔｏｍｉｃ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ；ｐｅｎｔａｖａｌｅｎｔ ａｒｓｅｎｉｃ；ｈｙｄｒｉｄｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ａｔｏｍｉｃ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ． １砷元素形态及其毒性的差异 砷是一种重要的非金属元素，与人类的生活息 息相关。在空气、土壤、沉积物和水中的主要砷化物 有三氧化二砷或亚砷酸Ａｓ（ＩＩＩ）、砷酸盐Ａｓ（Ｖ）、单 甲基砷酸（ＭＭＡＡ）和二甲基砷酸（ＤＭＡＡ）…，在海 产品中则主要以砷甜菜碱（ＡｓＢ，ａｒｓｅｎｏｂｅｔａｉｎｅ）和砷 胆碱（ＡｓＣ，ａｒｓｅｎｏ—ｃｈｏｌｉｎｅ）形式存在＿２】。不同形态 砷化物的毒性不同，主要砷化物的半致死量ＬＤ５０ （ｍｇ・ｋｇ ）分别为：Ａｓ：Ｏ。３４．５，亚砷酸盐Ａｓ（ｕＩ） ｌ４，砷酸盐Ａｓ（Ｖ）２０，ＭＭＡＡ ７００—１８００，ＤＭＡＡ ７００ —２６００，ＡｓＢ＞１００００，ＡｓＣ ６５００ 。毒性大小顺序 依次为Ａｓ（ＩＩＩ）＞Ａｓ（Ｖ）＞Ａｓ２０３＞ＭＭＡＡ＞ＤＭＡＡ ＞ＡｓＣ＞ＡｓＢ。 虽然ＡｓＣ，ＡｓＢ和ＡｓＣ常被认为是无毒的，但最 近的研究显示ＭＭＡ（ＩＩＩ）和ＤＭＡ（ＩＩＩ）可能会诱发 ＤＮＡ被氧化破坏，其毒性可能会超过无机砷ｌ４］。因 此，无论是对食品、环境样品、还是对人体的体液进 行砷的形态分析都是有必要的。 ２砷元素形态分析技术 ２．１ 高效液相色谱一电感耦合等离子体质谱 （ＨＰＬＣ—ＩＣＰ—ＭＳ）联用技术 ＨＰＬＣ—ＩＣＰ—ＭＳ联用技术由于融合了ＨＰＬＣ 高效分离的特点及ＩＣＰ—ＭＳ具有的低检出限、宽动 态线性范围及能跟踪多元素同位素信号变化等优 点，是目前测定砷化合物最方便、最灵敏的技术，它 其检出限可达到０．２ ｇ／Ｌ。目前ＨＰＬＣ—ＩＣＰ—ＭＳ 联用技术已被广泛用于食品ｌ５】、海产品ｌ６】、尿液及 土壤中砷形态的测定。 方军 等报道了ＨＰＬＣ—ＩＣＰ—ＭＳ联用技术测 定中药中砷的形态。采用阴离子交换柱成功分离了 亚砷酸（Ａｓ（ｎｉ））、砷酸（Ａｓ（Ｖ））、甲基砷（ＭＭＡ）和 二甲基砷（ＤＭＡ）。其检出限分别为０．６７１ｘｇ／Ｌ（Ａｓ （ＩＩＩ）），０．８５ ｇ／Ｌ（ＤＭＡ），０．４３ ｏｖ／Ｌ（ＭＭＡ），０．７０ Ｌ（Ａｓ（Ｖ））。样品加标平均萃取回收率分别为： ９２．８％（Ａｓ（ＩＩＩ）），１０８％（ＤＭＡ），１０４％（ＭＭＡ）， １０１％（Ａｓ（Ｖ）），相对标准偏差（ＲＳＤ，ｎ＝７）均小于 收稿日期：２０１２—０７—０２ 基金项目：本文系“山东省质量技术监督局科研项目（２０１１ＫＹＺ０７）”资助 作者简介：李秀娟（１９８１一），女，山东济宁人，环境科学博士，现从事食品检验。
砷盐检查前处理研究
砷盐检查前处理研究
杨XX
北京中医药大学 09中药分析
摘要 中药材、中药制剂和一些有机药物砷盐的检出通常应先进行前处理而破坏有机状态使砷容易析出。常用的破坏方法有稀释法、干法灰化、湿法消解等。
关键字 中药；砷盐检查；前处理
砷是一种有害元素，可经呼吸道、消化道及皮肤吸收而进入人体，从而引起人体器官的各种病变。在临床上由砷引起的慢性中毒和急性中毒，如脑病 、末梢神经病、皮肤病等，甚至还包括呼吸道癌和皮肤癌。砷在自然界中以不同的化学形态存在，包括无机砷（三价砷和五价砷）以及有机砷[一甲基砷酸（MMA）和二甲基砷酸（DMA）]，其毒性大小为三价无机砷大于五价无机砷大于有机砷，其中无机砷的毒性远大于有机砷。中药材及中成药制剂中所含的砷可分为两类，一类是在种植、 加工、制剂生产等过程中，通过各种原因污染而进入成品中的杂质或污染物；另一类是以有效成分入药的含砷矿物，如雄黄 、雌黄、 砒石（信石）等。中药中砷的分析测定主要指总砷测定、 可溶性砷盐测定 、砷形态分析。
1 总砷测定前处理方法
1.1 稀释法
适用于液态及可溶于水或试剂的化合物类药品。稀释剂常为去离子水、稀酸和有机溶剂。其优点是不需要进行化学处理，避免了试样分解中可能引进的污染，缺
点是存在基体干扰（有机物或无机物），使测定灵敏度降低。
1.2 干法灰化
干法灰化是样品中金属元素分析常用的前处理方法，尤其适用于挥发温度比较高的金属元素的分析。干法灰化的优点是消解温度高，可消解难消化的化合物，但
是对于砷含量低的制剂，采用此法消解取样量大，烧灼温度不易控制，消化时间长。砷在高温下易挥发，采用本法消化常加入合适的助灰化剂，常见的干法灰化消解法以助灰化剂的不同分类，有硝酸镁法、氢氧化钙法 、氢氧化钙 - 淀粉法、无水碳酸钠熔融法。其中硝酸镁可提高熔样效果，而氧化镁可吸收由于高温逸出
的砷，形成不挥发及易溶于水的焦砷酸盐（As2O74-）。灰化前样品必须彻底干燥，否则在高温下易造成爆溅，使样品丢失或沾污。由于砷元素的损失程度与灰化温度和时间有关，因此选择最佳灰化条件，缩短灰化时间可提高砷测定的准确性中成药中含有大量有机成分，有机成分中的羟基 、羰基、 羧基 、氨基、 杂环等活性基团可与砷离子形成络合物，药材种植过程中受环境因素影响可富集一定量的砷，这些砷络合物和富集物在有机破坏后可能会因某种原因而游离出来
分析砷化合物的形态的最新方法
离子色谱与原子荧光光谱联用分析砷化合物的形态
砷是一种有毒元素。高剂量暴露和低剂量长期暴露均会引起砷中毒。砷的毒
性与砷的赋存形态密切相关，不同形态的砷毒性相差甚远。无机砷，包括三价砷
和五价砷，具有强烈毒性。甲基砷，如一甲基砷、二甲基砷，毒性较弱。而广泛
存在于水生生物体内的砷甜菜碱（AsB）、砷胆碱（AsC）、砷糖（AsS）和砷脂
（AsL）等，则被认为毒性很低或是无毒。大部分砷化合物都是离子型化合物，
选择合适的淋洗液，适当的调节溶液的pH值，目标化合物可以以阴离子或阳离
子形式存在。目前，砷化合物的分离方法主要是离子色谱法和反相离子对色谱法。
其测定方法包括直接电导法、光度法、电化学法和元素检测法等。除元素检测法
外，其他三种检测方法选择性差、只能测定某一种或几种化合物，所以应用受到
局限。元素特效检测器，如原子吸收检测器（AAS）、原子荧光检测器（AFS）
和电感耦合等离子体－质谱检测器（ICP-MS）等在砷元素的测定中发挥着越来
越重要的作用。
目前戴安公司正与北京瑞利分析仪器有限公司合作开发离子色谱仪与原子
荧光光谱仪的联用系统，旨在建立砷、硒、汞等氢化物发生元素的形态分析联用
装置。此联用装置的关键部件有两个，其一是两个仪器的硬件连接，即接口部分，
通过内径较细的聚四氟乙烯管（PTFE）将两个仪器结合在一起。接口部分采用
紫外光照射来提高有机化合物向无机化合物的转化率，并对消解部分进行温控，
提高测定结果的重现性。其二，仪器的软件控制。目前开发的联用装置的软件能
够控制原子荧光仪的各项参数，能记录色谱分离的信息，并进行准确的数据处理。
离子色谱仪的淋洗液梯度和流速仍通过离子色谱仪的控制面板来设定和操作。此
外，原子荧光的蠕动泵流速应该与液相色谱泵的流速相匹配。此联用装置已用于
砷化合物、硒化合物和汞化合物的形态分析，今后将推广到硒、锗、铅等氢化物
发生元素的形态分析中。
离子色谱与原子荧光联用分析砷化合物的条件如下。分离部分包括GS50四元
agilent 7500说明书
本期目录2006年8月– 第28期Agilent ICP-MS期刊
2用户文章：ICP-MS直接分析气体样品，日本Sumitomo Seika化学品公司3成功实例：Nestle Waters: 7500ce水中痕量元素分析方法验证4-5新版ICP-MS化学工作站B.03.03版的免费升级6尿液砷形态分析成为常规分析7消息：新的PFA惰性工具包和PFA同心雾化器，碰撞池在EPA 200.8饮用水分析中的应用8新升级指南，网上在线研讨会记录，2007欧洲冬季等离子体会议，新文献采用新的气体样品引入系统和ICP-MS直接分析气体样品Kouhei Nishiguchi, Keisuke UtaniSumitomo Seika Chemicals Co.引言由于等离子体的保持以及要获得适当的校准标样不容易，因此将气体样品直接引入到ICP-MS进行分析没有得到广泛应用。然而，就潜在的数据质量和分析速度而言，ICP-MS气体直接分析方法是一种理想的方法。在Sumitomo Seika化学品公司，我们开发了一套系统，该系统采用一个气体交换器，能够将含有微粒物质的气体样品传输到氩气中。为了消除样品气流的任何变化，我们使用的样品引入系统由一个抽吸器和一个压力平衡器组成。仪器图1.气体交换器示意图气体交换器（图1）的设计是使氩气流以逆流方向通过多孔管的外部。从中心管引入的样品气流被扩散，经过多孔壁并在外部被排除。氩气吹扫气以相反方向通过多孔壁并和中心管内的任何微粒混合。微粒和氩气沿着管道到达出口再进入等离子体。抽吸器和压力平衡器消除由于内管和外管之间压力差和/或由于样品气组成的不同引起的样品气流速的任何变化。这有助于保持恒定的样品气流速。我们实验所用的标准（参比）元素气体发生器能够提供含有2.6 µg/m3的钼和4.1 µg/m3的钨，流速为50mL/min的标准气体。/chem/icpms本研究所用的仪器是Agilent 7500csICP-MS。因为气体样品中包含的微粒相当小，一般为0.01 - 0.1µm，所以需要像7500cs这样高灵敏度的仪器。气体分析系统见图2所示。结果和讨论即使当样品气体（N2，CO2，或10% SO2）以高达500 mL/min的流速通过气体交换器，也没有观测到参比气体（钨和钼）的灵敏度下降。图3展示了直接进样实验室环境空气样品所获得的铁同位素（m/z = 56）的信号。实时检测了悬浮在环境空气微粒中的铁。与将溶剂样品引入ICP的间接方法相比，这种直接进样方法能获得更高的检测灵敏度，因此非常有用。直接进样的方法可以将含在样品气流中的全部微粒引入到等离子体。由于峰宽相当窄，所以微粒中元素的信号显示出明显的尖峰。图2.ICP-MS气体直接分析系统示意图
高效液相色谱-原子荧光光谱联用测定水中形态砷
第２３卷第６期 环境监测管理与技术 ２０１１年１２月
高效液相色谱一原子荧光光谱联用测定水中形态砷
李昌平，李月娥，陈邵鹏，张旭健
（苏州市环境监测中心站，江苏 苏州 ２１５００４）
摘 要：采用高效液相色谱一氢化物发生一原子荧光光谱联用技术测定水中亚砷酸盐［Ａｓ（Ⅲ）］、二甲基砷（ＤＭＡ）、一 甲基砷（ＭＭＡ）和砷酸盐［Ａｓ（Ｖ）］等４种形态砷，以磷酸盐缓冲溶液为流动相，硼氢化钾为还原剂，优化了仪器主要技术参 数。Ａｓ（Ⅲ）、ＤＭＡ、ＭＭＡ和Ａｓ（Ｖ）在７ ｒａｉｎ内实现了良好的基线分离，在５．００ ｇ／Ｌ一１００ Ｉ．ｔｇ／Ｌ范围内线性良好，检出限
分别为０．０６ ｔＬｇ／Ｌ、０．１２ ｇ／Ｌ、０．０９ ｇ／Ｌ和０．１５ ｇ／Ｌ，实际水样平行测定的相对偏差为２．７％一６．６％，加标回收率为
８６．９％一１０１％。 关键词：砷；形态分析；高效液相色谱；氢化物发生；原子荧光光谱；水质
中图分类号：０６５７．７ ２；０６５７．３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—２００９（２０１１）０６—００６１—０４
Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｒｓｅｎｉｃ Ｓｐｅｃｉｔｉｏｎ ｉｎ Ｗａｔｅｒ ｂｙ ＨＰＬＣ—ＡＦＳ
ＬＩ Ｃｈａｎｇ－ｐｉｎｇ，ＬＩ Ｙｕｅ－ｅ，ＣＨＥＮ Ｓｈａｏ－ｐｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｕ－ｊｉａｎ
（Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｓｕｚｈｏｕ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，Ｓｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ ２１ ５００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｒｓｅｎｉｄｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｒｓｅｎｉｔｅ［Ａｓ（１１）］，ｄｉｍｅｔｈｙｌ ａｒｓｅｎｉｃ（ＤＭＡ），ｍｅｔｈｙｌ ａｒｓｅｎｉｃ（ＭＭＡ）ａｎｄ
ａｒｓｅｎａｔｅ［Ａｓ（Ｖ）］ｉｎ ｗａｔｅｒ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｌｉｑｕｉｄ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ
尿常规检查中镜检法与仪器法的结果分析
尿常规检查中镜检法与仪器法的结果分析
【关键词】尿常规检查；镜检法；仪器法
doi：103969/jissn1004-7484（x）201309752文章编号：1004-7484（2013）-09-5483-01
随着医学检验的迅速发展，尿液分析仪的问世，尿常规检查由过去的手工实验操作和显微镜检查相结合分析，逐步被尿液干化学分析仪所取代。但是显微镜检查仍是必不可少的一个步骤。尿液干化学分析仪使尿常规检验变得准确而快捷，为临床、为医院、也为患者提供了不少方便。但是在实际的应用过程中发现，有相当数量的检测结果和临床不符，现将不符项目作如下分析：
首先，尿干化学分析又称尿十一项，包括尿潜血（bld）、尿白细胞（wbc）、尿葡萄糖（glu）、尿胆红素（bil）、尿胆原（uro）、尿蛋白（pro）、尿亚硝酸盐（int）、尿酮体（ket）、尿比密（sg）、尿ph和维生素c（vc）十一项。其中，尿潜血、尿白细胞、尿亚硝酸盐与显微镜检查有时不符，而尿维生素c对尿葡萄糖、尿蛋白、尿红细胞都有不同程度的影响。
1干化学尿潜血的检测
其原理是试带膜块中主要含有过氧化氢茴香素或过氧化氢烯钴和色原（如邻甲联苯胺）两种物质，尿液中红细胞内的血红蛋白或其破坏释放出来的血红蛋白均有过氧化氢酶样活性，可使过氧化氢酶或过氧化氢烯钴分解出[o]后者能氧化有关色原（如邻甲联苯胺）使之呈色。试验常可检测0015-006mg/dl的血红蛋白或5-20个/ul完整的红细胞。本试验只与血红蛋白、肌红蛋白起反应。由于正常人尿中有很少的红细胞，但未超出上述的量，如红细胞偶见/hp或3个/hp时，一般仍呈阴性反应。基于上述原理，说明当潜血出现阴性的情况下，尿沉渣镜检这一步也是必不可少的，否则会造成漏诊。而当潜血出现阳性时，尿沉渣镜检无红细胞或红细胞数量与潜血阳性不相一致时，可见于由于尿液中的红细胞在膀胱内储留时间太长或尿液标本留取时间过久所致红细胞破碎、溶解，释放出血红蛋白，故在镜检时其形态结构完全消失或部分消失，而潜血出现不同程度的阳性情况。但也可见于各种血管内溶血时（如输血反应、溶血性贫血、阵发性睡眠性血红蛋白尿及多种中毒或严重烧伤后），尿中出现的血红蛋白所致，以及肌肉组织受到创伤、挤压伤、电击伤、痉挛等，肌红蛋白由尿中排泄所致的几种情况。而尿液中出现红细胞但潜血反应阴性时一般多见于：提示泌尿道出血，如结石、结核、肿瘤，损伤，泌尿系任何部位的外伤，由于红细胞未受到破坏，所以潜血试验呈阴性反应。故在临床检验分析中应多方面、全方位考虑。
环境水样中砷的化学形态分析
第３２卷第２期 ２００２年４月 吉林大学学报（地球科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＪＩＬＩＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＥＡＩＶＩ＇Ｈ ＳＣＩＥＮＣＥ ＥＤＩＴＩＯＮ） Ｖ。Ｌ ３２ Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２００２ 文章编号：１６７１—５８８８｛２００２）０２—０２０７—０２ 文献标识码：Ａ 环境水样中砷的化学形态分析 陈博 ，张新海。 （１＿吉林大学化学学院．吉林长春１３００２６Ｉ ２．哈尔滨自来水集团公司工程姓，黑龙江哈尔滨１５００８０） 由于砷的化学形态不同，在环境中的毒性、分 布、生物效应亦不相同，因而砷的形态分析在环境监 测治理中有着不可忽视的重要作用。砷的形态分析 关键在于对不同形态砷的分离。本文利用巯基棉对 Ａｓ（Ⅲ）、Ａｓ（Ｖ）不同的吸附性能，将Ａｓ（Ⅲ）吸附在 巯基棉柱上，流出液中Ａｓ（Ｖ）经碘化钾和硫脲还原 后吸附于另一巯基棉柱上，达到分离富集的目的，氢 化物原子荧光光谱法测定Ａｓ（ＨＩ）、Ａｓ（Ｖ），应用于 实际水样分析，准确度满足环保要求。 １实验部分 １．１仪器与试剂 ｘＤＹ一２Ａ型双道原子荧光光度计，北京地质 仪器厂；１ ｍｇ／ｍＬ砷（Ⅲ）标准溶液：准确称取基准 三氧化二砷ｌ＿３２０ ３ ｇ溶解于２０ ｍＬ ５ ｍｏｌ／Ｌ ＮａＯＨ溶液中，加几滴酚酞指示剂，用６ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣ１ 中和至无色，移入１ ０００ ｍＬ容量瓶中加４００ ｍＬ蒸 馏水和１０ ｇ ＮａＨＣＯｓ，溶解后稀释至刻度；砷（Ｖ） 标准溶液，ＮａｚＨＡｓＯ４・７Ｈ２Ｏ配制，重量法标定。 工作液配制５￣ｇ／ｍＬ和１￣ｇ／ｍＬ，ＨＣＩ介质。巯基 棉柱长７ ｃｍ，巯基棉纤维０．２ ｇ，流速小于２ ｎｌＬ／ ｍｉｎ １．２实验方法 Ａｓ（Ⅲ）的吸附取一定量Ａｓ（ＨＩ）和Ａｓ（Ｖ）的 混合溶液，用ＨＣ１酸化，浓度为１．２ ｍｏｌ／Ｌ，以低于 ２．０ ｍＬ／ｍｉｎ的流速通过预先经１ ｍｏｌ／Ｌ ＨＣＩ浸泡 过的巯基棉纤维柱，用２０ ｍＬ １ ｍｏｌ／Ｌ盐酸洗涤残 留柱上的Ａｓ（Ｖ），合并流出液备用。 Ａｓ（Ｖ）的还原与吸附 在上述流出液中加入 ２０ ｍＬ ２００ ｇ／Ｌ碘化钾－－２０ ｇ／Ｌ硫脲溶液，摇匀，于 ８０℃水浴中加热５～１０ ｍｉｎ，冷却后按前述条件通 过另一巯基棉柱。 ＡｓｆⅢＪ的洗脱用１０ ｍＬ浓ＨＣＩ（８０￣Ｃ）分三 次加入柱中，洗脱吸附的Ａｓ（ＨＩ），洗脱液置５０ ｍＬ 比色管中，定容至体积。用专用注射器吸取 ２．０ ｍＩ 上述试液于氢化物发生器中，氢化物原子 荧光光谱法测定Ａｓ。 ２结果与讨论 ２．１ Ａｓ（Ⅲ）与Ａｓ｛Ｖ）的分离 取一定量Ａｓ（Ⅲ）与Ａｓ（Ｖ）混合溶液吸附上 柱，流出液中加入０．２５ ｇ硫脲和０．２５ ｇ抗坏血酸． ６ ｍＩ 浓ＨＣＩ，洗脱，测定结果见表１。 表１ Ａｓ｛Ｉ）与Ａｓ ｅＶ】分离实验
砷在河流中的形态分析
FRIENDOFCHEMICALINDUSTRY2安全与环境化工之友2006.NO.08释放速率Rmg/(m2d)表43参照试验测定结果T25表52.2影响释放因子探讨对底磷释放具有影响的因素有温度DoPH光照搅拌等由于潘塘公园湖水质PH值较为稳定基本8.3左右且潘塘公园湖透明度只有20~30厘米深层水处于厌氧无光照状态根据实际情况我们主要考虑Do水温两个影响因子2.2.1Do从实验结果看好氧状态下磷的释放大于厌氧状态正常情况潘塘湖深层水处于厌氧状态底泥磷基本不释放但当水质好溶解氧增加磷释放将增加因此若要根治潘塘公园湖内负荷的削减将是一个必须考虑的问题2.2.2温度从实验结果看随着温度的升高磷的释放增大也就是说在一定范围内温度越高越有利于底质中磷的释放这是因为温度升高会增加沉积物中微生物体的活动水生生物的大量繁殖造成其新老替换加快水生生物的死亡沉降大于其从底泥中吸收的磷的含量从而令底泥中磷的含量升高释放相应增大同时微生物和生物体活动的增强消耗了更多间隙中的氧相对而言水体含氧量增高类似于好氧状态底泥磷释放增大2.2.3干土样及鲜泥样的差异鲜土受Do的影响较大而干土样则几乎不受影响这主要是由于风干样品大量细菌水生物均已死亡循环系统严重受破坏而导致的结果3.结语通过试验结果我们可以了解湖底质中磷的释放规律并知道某一部位底泥磷的释放到了一定的程度后便会出现动态平衡当建立截污工程外负荷急剧下降时潘塘公园湖底泥中磷将会释放出来补充湖水磷浓度使其继续发生富营养化因此了解底质营养盐的释放规律及释放情况可为进一步根治潘塘公园湖水提供科学依据参考文献[1]国家环保总局编水和废水监测的方法第四版中国环境科学出版社2003.[2]金相灿主编中国湖泊富营养化中国环境科学出版社1990.[3]金相灿屠清英编湖泊富营养化调查规范第二版中国环境科学出版社1990.[4]金相灿主编沉积物污染化学中国环境科学出版社1992.2002年12月11日在广西金秀瑶族自治县三角乡一辆满载20吨砒霜的汽车翻入一条小河中少量砒霜散入河床中河水受到了污染事故发生后金秀县人民政府立即组织抢险用石灰处理事故现场并另开了一条河道绕过事故点事故点用水泥进行固化同时我站立即组成应急监测小组赶到事故现场进行跟踪监测在监测过程中我们着重分析了距事故点下游300米处河水中的总砷和三价砷并计算了五价砷的浓度发现其中三价砷近半转化为五价砷1.实验部分1.1仪器及试剂721分光光度计砷化氢发生装置二乙氨基二硫代甲酸银-三乙醇胺的氯仿吸收液40%(m/v)氯化亚锡15%(m/v)碘化钾乙酸铅棉无砷锌粒硫酸以上试剂参照文献1]配制砷在河流中的形态分析袁安娜黄坚锋广西来宾市环境保护监测站广西来宾545002摘要本文以2002年12月11日在广西金秀瑶族自治县三角乡发生的一起翻车事故而导致少量砒霜散入河床中作为实验背景通过对进入河中三价砷五价砷的形态分析从中找出了三价砷与五价砷的转化率关键词形态分析总砷三价砷五价砷转化中图分类号文献标识码3FRIENDOFCHEMICALINDUSTRY安全与环境2006.NO.08化工之友1.2总砷的测定:在碘化钾和氯化亚锡存在下,使五价砷还原为三价砷,三价砷被新生态氢还原成气态砷化氢,用二乙氨基二硫代甲酸银三乙醇胺的氯仿吸收液吸收,在波长为510nm处测定其吸光度,同时作空白和标准1.3三价砷测定:参照文献2水样pH在67之间不加碘化钾和氯化亚锡直接测定水中三价砷三价砷被新生态氢还原成气态砷化氢用二乙氨基二硫代甲酸银三乙醇胺的氯仿吸收液吸收,在波长为510nm处测定其吸光度,同时作空白和标准1.4五价砷的计算:五价砷﹦总砷﹣三价砷2.分析结果分析结果见表1从表1可知三价砷占总砷的51.6%五价砷占总砷的48.4%即三价砷溶于河水中后近一半的转化成五价砷3.讨论(1)根据文献2,As2O3缓慢地溶解于水中(25时溶解度为2.04g/L)生成亚砷酸As4O66H2O=4H3AsO3亚砷酸是既有酸性又有碱性有下列离解平衡AS(OH)3AS(OH)2+OH-AS(OH)2+2OH-3As3++3OH-H3AsO3HH2AsO3(2)As2O3用浓硝酸氧化可生成砷酸As2O34HNO3H2O2H3ASO44NO2即As3+必须在强硝酸介质中才能转化为As5+(3)根据分析结果河流中在水中溶解氧的作用下加上河床中底泥和沙石对砷的吸附作用河水的流动而引起的磨擦的迁移在这种外力的作用下增加了吸附更进一步催化了反应的进程促使As3+氧化成As5+;另外在碱性条件下(即在事故点投放石灰进行处理)由于溶解氧的共同作用吸附于底泥和沙石的阳离子AS(OH)2会与游离于水中的阴离子OH发生反应产生吸附作用促进了反应向生成H3AsO4的方向发展使得As3+转化成As5+降低了毒性二种条件下均存在逆转过程As3+和As5+约分别占51.6%和48.4%基本保持平衡即有以下离解关系:H3AsO31/2O2H3AsO4或As(OH)2OH1/2O2H3AsO4由实验结果表明:溶于河水中的As3+不一定须在强硝酸介质中才能转化为As5+在以上环境条件的催化和作用下同样可以将As3+转化成As5+4.结论As3+溶解于河流中在用石灰处理后经水中溶解氧和底泥砂石的共同作用有48.4%转化成As5+As3+比As5+的毒性大60倍As3+经处理后转化成As5+毒性大为减弱这对处理突发性污染事故有积极的指导意义参考文献[1]国家环保局水和废水监测和分析方法编委会编水和废水监测和分析方法(第三版)1989.[2]冯树屏.砷的分析化学中国环境科学出版社.1986[3]贾秀芹.高浓度含砷废水处理回用工程[J].硫磷设计与粉体工程,2005(4).[4]刘琦,王冰,周华强.高砷酸性废水除砷的研究[J].平顶山师专学报,2004(5).
高效液相色谱及联用技术在砷形态分析中的应用
第２７卷，第２期 ２ ０ ０ ７年２月 光谱学与光谱分析 Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．２，ｐｐ３８６—３９０ Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２００７
高效液相色谱及联用技术在砷形态分析中的应用
张 华 ，王英锋 ，施燕支ｎ，陈玉红
１．首都师范大学分析测试中心，北京１０００３７ ２．安捷伦科技有限公司（中国），北京１０００２２
摘要砷与人类的生活息息相关，是环境中存在的一种极为重要的非金属元素。由于不同形态的砷其毒 性各不同，因此无论对环境样品、食品、药物还是对人体的体液进行砷的形态分析都是至关重要的。高效液
相色谱因具有较高的分离能力而被广泛地应用于砷形态的分离研究中。随着对分析灵敏度与准确度要求的 不断提高，作为砷形态分析的检测器不断发展，不同的联用技术也日益完善。其中，电感耦合等离子体质谱
法以其极高的灵敏度、多元素同时检测能力、极宽的动态范围以及同位素比检测能力而被成功地作为高效 液相色谱的检测器，广泛地应用于砷的形态分析中。
关键词高效液相色谱；联用技术；Ａｓ形态分析
中图分类号：０６５７．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—０５９３（２００７）０２—０３８６—０５
引 言
砷与人类的生活息息相关，是环境中一种重要的非金属 元素。砷在自然界中的丰度排第２Ｏ位，它存在于沉积岩和熔 积岩中，自然界中主要与硫形成矿物形式［１］。在空气、土壤、
沉积物和水中的主要砷化物有三氧化二砷或亚砷酸Ａｓ（ＨＩ）、 砷酸盐Ａｓ（Ｖ）、单甲基砷酸（ＭＭ－ＡＡ）和二甲基砷酸
（ＤＩ江ＡＡ） ，在海产品中则主要以砷甜菜碱（ＡｓＢ，ａｒｓｅｎ－ ｏｂｅｔａｉｎｅ）和砷胆碱（ＡｓＣ，ａｒｓｅｎｏｃｈｏｌｉｎｅ）形式存在＿３ ］。不同
形态砷化物的毒性不同，主要砷化物的半致死量ｕ）ｓｏ（ｍｇ・
ｋｇ ）分别为：Ａｓ２ ０３ ３４．５，亚砷酸盐Ａｓ（ＨＩ）１４，砷酸盐Ａｓ
砷
人体微量元素——砷
砷是一种非金属元素，灰白色，有金属光泽的结晶块，质脆有毒。化合物可做杀菌剂和杀虫剂。旧称“砒”。 第一次有关砷的纪录是在1250年，由大阿尔伯特所完成。它是一种以有毒著名的类金属，并有许多的同素异形体，黄色（分子结构，非金属）和几种黒、灰色的（类金属）是一部份常见的种类。三种有着不同晶格结构的类金属形式砷存在于自然界(严格地说是砷矿，和更为稀有的自然砷铋矿和辉砷矿，但更容易发现的形式是砷化物与砷酸盐化合物，总共有数百种的矿物是已被发现的。砷与其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂与许多种的合金中。
人体内的砷代谢砷可通过呼吸道、消化道和皮肤吸收而进入人体。人每天从食物中摄入砷约1mg,从空气中吸入约114μg,吸收量只占百分之几。经肺和胃肠吸收的砷随血流分布和贮存于脑、肝、心、脾、肾、胸腺、胰腺、前列腺、甲状腺、主动脉、卵巢、子宫、肠壁、肌肉等全身各种组织中,其中以毛发(0146mg/kg)、指甲(0128mg/kg)、皮肤(0108mg/kg)含量最高。人体排泄砷有以下几种途径:粪便排泄(900μg/d);尿液排泄(50μg/d);皮肤排泄,主要以汗、毛发、指甲、污垢、乳汁的形式排出;呼吸道排泄(主要以挥发性三甲胂的形态)。
砷在人体中是一种必不可少的微量元素。 在雏鸡、仓鼠、山羊、猪和大白鼠实验中，砷缺乏最一致的表现是生长抑制和生殖异常，后者的特征是受精能力损伤和围产期死亡率的增加。所有物种在缺砷时都表现出各种器官内矿物质含量的变化。据动物实验资料提出，人的砷需要量为6.25μg/4.18MJ～12.5μg/4.18MJ，世界各地砷的摄入量一般为12～40μg，但摄入海产品多的人，砷的摄入量可达到每天195μg。对砷缺乏的某些应答反应取决于应激因子或其他因素的存在。砷的素性与其化合物有关，无机砷氧化物及含氧酸是最常见的砷中毒的原因。
砷中毒表象
通过尿砷检测可确定是否中毒，暂行标准是尿砷含量达到0.09mg/L以上为中毒。检测发砷也可以了解砷中毒情况，中毒暂行标准为发砷含量达到0.06μg/g以上为中毒。但受环境污染的影响，各地区应有该地区的发砷正常含量的标准。