微波消解-氢化物原子吸收法测定高吸水性止血材料中的砷含量

孙小莉 杨永环 刘东 汤祥忠

摘 要：本文以微波消解法处理样品，氢化物发生器结合原子吸收分光光度计来测定高吸水性止血材料中砷的含量。结果表明：测试结果的γ相对标准偏差（RSD，n=6）小于4.8%。回收率范围为99.4%～100.6%，方法的检出限为0.041μg/kg。经过试验可以得出：该方法灵敏度高，方便快速，可以作为高吸水性止血材料中微量砷的测定方法。

关键词：微波消解;原子吸收法;氢化物发生;砷;高吸水性止血材料

中图分类号：O657.31;TQ314.1 文献标识码：A 文章编号：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

砷是一种对人体有害的重金属元素，经常摄入微量的砷化合物，将会严重危害人们的身体健康。因此，砷元素是药品、食品、医疗器械产品质量控制的必控指标[1]。止血材料作为急救时稳定伤情、降低死亡率的重要手段，其止血速度和效果直接关乎伤员的生命安全[2，3]。本文采用的样品是课题组自行研制的高吸水性能速效止血材料。该材料为胶原基复合高分子生物材料，无需清创处理带给病患二次伤害，因此，具有良好的应用前景。为确保产品安全无毒，加强对该止血材料中重金属离子含量的检测尤为重要。本文主要研究高吸水性能速效止血材料中重金属元素——砷的测定方法，以期为生产该类产品的企业控制产品质量提供型式检验方法。

目前，微波消解已广泛应用于消解药品、食品、化妆品、保健品等[4]，但却较少用于高吸水性能速效止血材料中微量元素的分析。与传统消解方法相比，微波消解技术是近十几年才发展起来的一种新的样品前处理技术，其结合微波快速加热和高压消解两方面的性能，比传统样品前处理方法消解快、空白值低、试剂耗用量少，且能有效避免挥发损失等。此外，其还能消解許多常法难以消解的样品，是对各类分析试样进行前处理的最佳选择，特别适用于痕量分析和超纯分析。因此，本文选择微波消解技术来对高吸水性能速效止血材料进行前处理。

当前，氢化物原子吸收法被广泛应用于微量或痕量砷的测定，其优点是操作选择性好、灵敏度高、干扰少、简便快速等。本文选择微波消解-氢化物原子吸收光谱法测定高吸水性能速效止血材料中砷含量。

2 试验部分

2.1 主要仪器与试剂

2.1.1 主要仪器。VGA 77流动注射氢化物发生器（美国安捷伦）;AA220FS型原子吸收分光光度计（美国瓦里安）;微波消解仪（北京盈安美成科学仪器有限公司）;超纯水系统（Millipore）;砷空心阴极灯（Agilent）。

2.1.2 主要试剂。砷标准储备液（1 000μg/mL）：国家有色金属及电子材料分析测试中心;载流溶液：1%（V/V）盐酸水溶液（用100mL的容量瓶，加入10mL盐酸，定容至1 000mL）;1.5%硼氢化钾溶液：称取1.5g硼氢化钾，0.5g氢氧化钠（作为稳定剂）倒入塑料瓶，使用蒸馏水100mL溶解于室温下一周内使用;标样空白：10%（V/V）盐酸水溶液（用500mL的容量瓶，加入50mL盐酸，定容至500mL）。

使用的所有玻璃器皿均用1∶1的硝酸浸泡24h，洗净后用去离子水冲洗，晾干待用。

2.2 样品

样品胶原-透明质酸、丝素肽高吸水性止血材料由本课题组研制（河南省科技攻关项目：162102310380）。

3 分析步骤

3.1 样品溶液的制备

准确称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，于电炉上（110℃）预消解2h，冷却后摇匀，放入微波消解仪中，严格按照微波消解仪的操作步骤设计微波消解程序，将上述样品进行消解。消解完毕，待充分冷却后，将消解液在电炉上加热至无棕色烟冒出，然后将样品和空白试样转移至50mL容量瓶中，容量瓶中事先加入0.40g碘化钾、0.25g抗坏血酸及5.00mL浓盐酸，待碘化钾和抗坏血酸完全溶解后定容，室温条件下放置1h后待测。

3.2 标准溶液的配制

移取0.5mL 100μg/mL的砷标准溶液于50mL的容量瓶中，然后加入0.4g碘化钾，用10%的盐酸溶液定容至50mL，转移至烧杯中，防止电炉上加热至微沸，放凉，加入0.25g抗坏血酸，即得浓度为1μg/mL As（Ш）的标准母液。移取1μg/mL As（Ш）的标准母液，再用10%（V/V）的盐酸配制浓度为1、2、4、6、8ng/mL的砷标准溶液。

3.3 测定

原子吸收分光光度计工作条件：测定波长193.7nm，灯电流10.0mA，狭缝0.5nm，背景校正关。氢化物发生器工作条件：氢化物工作模式为火焰加热，火焰为空气-乙炔，空气流量13.50L/min，乙炔气流量2.10L/min，氩气流量150 mL/min。1.5%硼氢化钾（0.5%氢氧化钠溶液为稳定剂）作为氢化物还原剂，1%（V/V）盐酸作为载液，分别测定砷标准溶液和样品溶液吸光度，以线性拟合出绘制标准曲线，从而测得高吸水性止血材料中砷的含量。

4 结果分析

4.1 微波消解条件的选择

微波样品制备常用硝酸、过氧化氢、盐酸、硫酸、氢氟酸等作为溶剂，消解溶剂的类别和用量会直接影响消解效果。根据所用酸引入空白值的量及反应的速率等情况来衡量选用什么酸。为了有效降低引入空白的限度和污染，本文选用空白值低的超纯硝酸和无污染的过氧化氢作为消解溶剂。大量试验表明：控制微波消解仪的压力（1.5～2.5MPa）和时间（10～30min），用硝酸-过氧化氢体系能将高吸水性止血材料中复杂的有机成分完全消化。本试验0.5g左右的试样，消解体系采用8.0mL硝酸、3.0mL 30%过氧化氢，消解压力为2.0MPa，消解时间采用12min。

4.2 还原剂的选择

砷以氧化态存在于样品中，因此，测定样品中的砷含量前，样品必须经过还原处理，否则其测定结果不仅精密度较差，而且灵敏度也会很低。由此，笔者将待测样品中的砷还原降价成三价砷，以提高检测灵敏度，保证检测结果准确、可靠。本文采用0.8%碘化钾和0.5%抗坏血酸的混合溶液作为还原剂，取得了较为满意的测试效果。

4.3 硼氢化钾浓度的影响

硼氢化钾浓度及酸度在反应体系中直接关系到氢化物反应是否发生完全。若硼氢化钾浓度过高，反应产生的大量氢气将稀释砷原子而使灵敏度降低;若硼氢化钾浓度较低，将导致氢化物反应不完全，从而降低测试灵敏度。大量试验表明，砷的灵敏度在硼氢化钾浓度为1.5%时较好。

4.4 共存酸的影响

在样品消解过程中，消化后剩余的硝酸必须全部赶出，否则残余硝酸会与还原剂发生剧烈化学反应，析出碘并产生大量气泡，从而影响测试结果。本文的试验方法是将消化后的消解液用小火在电热板上缓慢蒸干，切记不能蒸焦，否则会使样品损失严重，易导致测试结果偏低。

4.5 共存阳离子的影响

由于氢化物发生法是用氩气载出砷化氢，而将干扰物质留在溶液中，因此，共存阳离子对砷元素测试结果影响较小。测试表明：10mg/L的铜、铅、铁、镉、镍、钙离子对测定结果没有影响 [5]。

4.6 标准工作曲线

砷标准溶液浓度在1～8.00μg/L范围内，以吸光度值对砷含量绘制标准工作曲线，采用线性拟合求得回归方程为：[Y=0.016 21X+0.024 55]，[γ=0.99 91]，线性关系良好。

4.7 检出限

以测定11次标准空白的3倍标准偏差计算检出限为0.041μg/kg。

4.8 精密度试验

取同一批高吸水性止血材料的样品，按2.1方法平行制备6份，分别测定砷的含量，结果见表1。

从表1可以看出，高吸水性止血材料中砷的平均含量为0.021mg/kg，标准偏差为0.000 98，变异系数为4.8%。

4.9 回收率试验

精密称取已知含量的高吸水性止血材料0.5g，分别加入对照品溶液，依据2.1方法处理样品并进行砷含量的测定，结果见表2。

从表2可以看出，高吸水性止血材料中砷的加标回收率为99.4%～100.6%。

5 结论

本文详细介绍了应用微波消解-氢化物原子吸收法测定高吸水性止血材料中砷含量的过程。试验结果表明：该方法简便快速、灵敏度高、精密度和准确度较高，线性关系好。

参考文献：

[1]王元忠，刘鸿高，李涛，等.微波消化-氢化物原子吸收法测定大百合中砷的含量[J].化工技术与开发，2008（8）：33-35.

[2]钒李，丰田，陈蕾，刘长军，等.急救止血材料的研究进展[J].材料导报（综述篇），2013（2）：70?73.

[3]李宝强，方一帆，王峰，等.新型快速止血材料的止血评价与止血机制[J].试验技術与管理，2007（7）：51?54.

[4]中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.食品中总砷的测定方法：GB/T 5009.11—2003[S].北京：中国标准出版社，2003.

[5]晏忠勇，沈静芬，王建纲，等.氢化物发生?原子吸收法测定美容胶囊中砷汞的含量[J].中国现代应用医药杂志，2006（3）：217?219.