稀氨水密闭分解电感耦合等离子体质谱法测定生物样品中的硼

黄光明,陈微微,闫 鲜,高孝礼,薛蒙伟

(1.江苏省地质调查研究院,江苏 南京 210018;2.南京晓庄学院,江苏 南京 210017;3.江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏 南京 210007)

稀氨水密闭分解电感耦合等离子体质谱法测定生物样品中的硼

黄光明1,陈微微2,闫 鲜3,高孝礼1,薛蒙伟2

(1.江苏省地质调查研究院,江苏 南京 210018;2.南京晓庄学院,江苏 南京 210017;3.江苏省有色金属华东地质勘查局,江苏 南京 210007)

介绍了一种适合于 I CP-MS直接测定生物样品中硼的快速简便的样品前处理方法。样品在φ=5%氨水溶液中,于 190℃下密闭分解 4h,溶液适当稀释后放置澄清,用 ICP-MS直接测定溶液中的硼。方法检出限为 0.027 4μg/g。采用国家标准物质进行试验,结果与标准值相符,相对标准偏差 (RSD,n=12)在 0.60%～1.85%之间,相对误差(RE)在-3.10%～3.13%之间。

密闭分解;氨水;电感耦合等离子体质谱法;生物样品;硼

0 引言

硼是生物体中一种动态微量元素,它能影响生命过程中所涉及的许多物质的代谢或利用,通过这些作用,硼能影响包括脑系统、骨骼系统和免疫系统在内的某些机体系统的功能或构成。有许多实验和证据表明,硼对植物细胞膜和细胞壁的结构和功能、酚类和激素代谢、碳水化合物代谢和运输、蛋白质和核酸代谢、植物的繁殖及许多重要酶的活性等方面都有重要的作用。生物样品中硼含量的测定成为研究的重要手段。

生物样品中硼的测定有诸多研究和报道,常用分析方法有分光光度法、极谱法,还有苯甲酸氧弹燃烧法、火焰原子吸收法、石墨炉原子吸收法等。随着技术的进步,ICP-AES法和 I CP-MS广泛应用于硼的测定研究,生物样品中的硼常用微波消解 -ICP-MS法测定。

笔者拟定了 ICP-MS测定生物样品中硼的新方法,采用密闭条件下氨水溶解提取生物样品中的硼,不必分离基体直接测定,取得了较好的效果。本方法具有操作简便、快速、灵敏度高、重现性好等特点。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

仪器：美国 Ther mo scientific XS ER IES 2电感耦合等离子体质谱仪,其工作条件如下 (表 1)。

表1 ICP-MS仪器的工作条件

101-2 型电热恒温鼓风干燥箱。

试剂 ：氨水 (分析纯 )。

质谱调谐液：Be、Co、In、U,浓度为 1.0ng/mL。

纯水 (电阻率大于 18MΩ·cm)。

聚四氟乙烯坩埚 (10mL),用 4.8mol/L HNO3煮沸,然后用自来水将硝酸洗净,再用高纯水充分清洗,100℃烘干,备用。

1.2 标准溶液

称取 5.719 9g已干燥的 H3BO3(优级纯),加水溶解后移入 1 000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,此为ρ(B)=1.00mg/mL的硼标准储备液。

移取 10.00mL上述标准储备液置于 1 000mL容量瓶中,用水稀释至刻度并摇匀,即为ρ(B)=10.0μg/mL的硼标准溶液。

校准标准系列溶液的制备：用 10.0μg/mL的硼标准溶液分别配制成 0ng/mL、10ng/mL、200ng/mL、1 000ng/mL的校准标准系列溶液,备用。

1.3 试验方法

氨水溶液的配制：用浓氨水分别配制成φ(体积分数,下同)为 2%、5%、10%、15%、20%的氨水溶液 ,备用 。

准确称取一定量的试样分别置于聚四氟乙烯试样杯中,加入 5.0mL不同浓度的氨水溶液,盖上盖,然后放入不锈钢钢套内,拧紧钢套盖。将钢套放入干燥箱,在 190℃分别加热 2h、4h、6h,取出冷却。用水移入 10mL塑料比色管中,并稀释至刻度,摇匀,放置澄清。澄清后的溶液直接在 I CP-MS上测定。空白同样处理。

2 结果与讨论

2.1 样品分解条件试验

采用正交试验方法进行样品分解条件试验,选用国家标准物质 GBW 10015进行试验,取称样量0.100 0g和 0.200 0g 2个因子 ,分解时间 2h、4h、6h 3个因子,氨水浓度 2%、5%、10%、15%、20%5个因子为试验条件 (表 2)。采用极差法进行结果统计(表3)。

结果表明,称样量、分解时间、氨水浓度 3个因子对分析结果的影响程度相似,没有明显的差别。从通常规律而言,最小称样量为 0.100 0g比较合适,所以选定称样量为 0.100 0g。3个分解时间对结果的影响也不大,本试验取中间值 4h。5种浓度的氨水对分析结果的影响同样不大,考虑到 ICP-MS测定硼存在记忆效应,氨水存在有助于降低硼的记忆效应,同时氨水浓度的提高又会影响到雾化器、雾化室的使用寿命,本法取φ=5%的氨水分解试样,测定介质为φ=2.5%的氨水。

表2 样品分解条件试验

表3 正交试验统计结果

2.2 同位素选择

硼有 2个同位素可以选择。11B的丰度值大于10B,但11B靠近12C的强峰,当分辨率较差时,11B很容易受12C的影响而造成误差。10B的同位素丰度值虽低,但可保证结果的可靠性,所以本法选择10B。

2.3 方法的检出限

测定 12次流程空白值 (φ=5%的氨水溶液,与试样一同处理),乘样品的稀释倍数,计算其标准偏差,按 3倍标准偏差计算方法的检出限为 0.027 4μg/g。

2.4 标准物质分析

称取标准生物样品 GBW 10014(圆白菜)、GBW 10015(菠菜 )、GBW 10016(茶叶 )、GBW 10020(柑橘叶 )、GBW 10021(豆角 )、GBW 10023(紫菜 )、GBW 10024(扇贝)0.100 0g,按试验方法分解测定 12次,结果见表 4。相对标准偏差 (RSD%,n=12)在0.60%～1.85%之间,相对误差 (RE%)在 -3.10%～3.13%之间。

表4 标准物质分析

3 结 语

硼在动物体内的吸收、传输和分泌都是以B(OH)3形式进行的。在 pH近中性的生物液中,硼主要以硼酸 B(OH)3(约 96%)形式存在,另外还有少量的硼酸根离子 B(OH)4-。硼酸在碱性较弱的条件下得到四硼酸盐从生物样品中提取出来,采用 I CP-MS测定,具有较好的准确度和精密度,检出限也很低,样品处理简单,分析速度快,为研究硼的生物功能提供了一种新的简便可靠的测定方法。

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Determination of boron in biological sample by ICP-MS method after pressurizing decomposition using dilute ammonia

HUANG Guang-m ing1,CHENW ei-wei2,YAN Xian3,GAO Xiao-li1,XUEM eng-wei1
(1.Geological Survey of Jiangsu Province,Nanjing 210018,China;2.Nanjing Xiaozhuang University,Nanjing 210017,China;3.East China Geological Exploration Bureau ofNonferrousMetals,Jiangsu Province,Nanjing 210007,China)

A simple sample trea tmentmethod for accurate and precise deter mination of boron in biological sample by inductively coupled plasma mass spectrometry(I CP-MS)method was described.Boron sample was dissolved in screw top PTFE-1ined stainless steel bombs using a 5%ammonia solution at 190℃for 4h.Boron sample solution was then directly determined by ICP-MS.The detection limit of thismethod for boron which was based three standard deviations of the blank was 0.027 4μg/g.The method had been applied to the deter mination of boron in national standard biological samples.The resultswere in agreementwith certified values.The precision was 0.60%～1.85%RSD(n=12)and the relatively errorwas ranged from-3.10%to 3.13%.

Pressurizing decomposition;Ammonia;I CP-MS;Biological sample;Boron

O657.63;P618.2

A

1674-3636(2010)04-0419-04

2010-07-19;编辑：侯鹏飞

江苏省生态地球化学调查项目与监测项目(1212010540803)

黄光明 (1966—),男,高级工程师,长期从事分析测试工作.

10.3969/j.issn.1674-3636.2010.04.419