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电感耦合等离子体质谱仪 ICP-MS

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ICP-MS快速测定尿液中的碘含量

发布日期:2016/7/6 3:44:54  点击次数:4640

    摘要:基于WS/T107.2-2016标准方法,以TMAH和曲拉通混合溶液作为稀释剂,用碲(Te)作为内标校正信号波动的方法,测试了尿液中的总碘含量。该方法的标准曲线r=1.000;检出限为0.317μg/L;短期稳定性为0.70%;2个小时的长期稳定性RSD%为1.61%;加标回收率在95.27%和91.20%。实验结果表明,该方法可快速、大批量的检测尿液中的总碘含量。

作为人体必需元素之一的碘,其含量过低或者过高均会导致一系列的疾病,典型例如甲状腺肿大,因此控制碘的摄入量是必要的。尿液中的碘值可作为评价区域碘营养状况的指标之一。在2016年之前,尿液中的碘含量测试使用的是砷铈催化分光光度法;新颁布的标准WS/T107.2-2016则使用了ICP-MS来测试尿液中的总碘含量。本文即基于该标准,选用合适浓度的内标测试了实际样品,结果表明该法可快速、准确地测试尿液中的总碘含量。

 

1、  材料与方法:

1.1   仪器:

1.1.1    电感耦合等离子体质谱仪:江苏天瑞仪器股份有限公司的ICP-MS2000B;标准石英进样系统;镍采样锥和耐高基体的镍截取锥;

1.1.2          超纯水系统:Millipore的A20超纯水机,电阻率为18.2MΩ*cm;

1.1.3          电子天平:德国赛多利斯BS124s万分之一电子天平;

1.1.4    移液设备:Brand的100μL、1000μL、5.00mL移液枪;10mL的胖肚移液管,津玻制品;

1.2   试剂:

1.2.1    10μg/L含有Li、Co、In、Ce、U的调谐液,由各元素单标配置而成;标液为INORGANIC VENTURES公司制品;

1.2.2    碘酸钾标准溶液:2.123g/L的碘酸钾标准溶液,北京国家海岸鸿蒙标准物质技术有限公司;使用过程中以称重的方式,逐级稀释到10.00mg/L和10.00μg/L。

1.2.3 Triton X-100:ACROSORGANICS公司制品;

1.2.4 25%四甲基氢氧化铵(TMAH):电子级,纯度为99.9999%;Alfa Aesar公司制品;

1.2.5 碲(Te)标准溶液:1000mg/L;钢研纳克公司制品;

1.3   仪器状态:

在测试之前使用试剂1.2.1调谐液对机器进行调谐,考虑到该稀释剂体系中,存在能对碘的测试造成的干扰源一般是InC,但实际样品当中的铟含量很低,而且InC的产率低。故在调谐上以“最大灵敏度”原则,仅调试使调谐液中In的灵敏度最高同时氧化物指标符合<3%的原则。调谐参数和结果如表1:

表1、ICP-MS参数

内容

参数

RF功率/w

1400w

载气流量/L*min-1

1.46

抽取锥电压/V

-188

聚焦透镜电压/V

11

六极杆偏压/V

-4.2

四极杆偏压

-3.8

采样深度/mm

6.5

In灵敏度/

cps/10μg/L

539167

氧化物CeO+/Ce+

2.18%

双电荷Ce++/Ce+

2.53%

采集模式

跳峰

驻留时间/ms

10

通道数

10

采集次数

50

 

1.4   实验方法:

1.4.1 标准溶液的配置:

由1.2.2以称重的方式,用1.4.2.b逐级稀释至10.00mg/L;再以称重的方式量取10.00mg/L的标准溶液,用1.4.2.b稀释液稀释至10.00μg/L,供方法空白的标准曲线使用;碲内标同操作,用1.4.2.b稀释至10.00mg/L;

1.4.2  稀释液的配置:

a、干净的1000mL容量瓶中预先放少许的超纯水,用移液管移取10.00mL的TMAH至容量瓶中,摇匀;再用移液枪移取20.00mL Triton-X100于容量瓶中。最后用超纯水定容,由于Triton-X100不容易溶解,故定容完之后超声助溶。该稀释液现配现用。

b、干净的100mL容量瓶中预先放少许的超纯水,用移液枪移取1000.0μL的TMAH至容量瓶中,用超纯水定容至刻度并摇匀;该稀释液现配现用。

1.4.3 样品的处理:

样品在使用之前先观察是否澄清,否则振摇混匀。预先在干净的100mL容量瓶中添加少量的1.4.2,再用移液管移取10mL的尿液样品加入到容量瓶中;以移液枪移取50.0μL的10.00mg/L碲标准溶液添加到上述容量瓶中,最后以1.4.2定容并摇匀,现配现用。

1.5   测试:

仪器自动点火并稳定半小时后,以1.2.1溶液调谐机器状态使其达到上述表1中的参数。测试方法上考虑到碘的灵敏度比较低,故驻留时间从常规的5ms增加到10ms。由于碘在有机体系中除了InC多原子离子有可能有干扰外并无其他,以10mg/L的铟标准溶液进样,发现在amu=127(即为碘)处仅相比于铟的信号,仅有千分之一;另外实际样品当中In的含量非常低。故实际测试过程中实际上无需考虑铟的影响,因此使用常规模式。

为了降低基体对目标元素的影响,实验使用了碲作为内标并用扩展的标准加入法——取一实际样品作为基底,往其中添加标准溶液得到工作曲线;由于该批样品的基体基本一致,故可使用此工作曲线来测试其他同类型样品。

2、  数据和讨论:

2.1 以Te为内标校正基体影响的样品,2小时长期稳定性:

以连续测定11组数据的方式获得样品的短期稳定性;以2小时内连续进样的方式,每隔6分钟采集一次数据的方式获得样品的长期稳定性,结果如图2和图3。

图1、短期稳定性(126Te内标校正),RSD%为0.70%


 

图2、2小时的长期稳定性(126Te内标校正),RSD%为1.61%

2.2  线性范围、检出限、精密度和准确度:

2.2.1 线性范围:工作曲线参照WS/T 107.2-2016中的建议范围:稀释后的尿样、稀释后的尿样+1.000μg/L、稀释后的尿样+2.000μg/L、稀释后的尿样+5.000μg/L、稀释后的尿样+10.00μg/L、稀释后的尿样+30.00μg/L、稀释后的尿样+60.00μg/L、稀释后的尿样+150.0μg/L。工作曲线如图4:

图5、Te校正的碘工作曲线


 

2.2.2  检出限:由于未有极低碘含量的尿液作为基底,故此方法检出限仅为稀释剂当中的碘含量。考虑到基体对结果会有一定程度的影响,故检出限仅供参考。仍然以标准加入法测试稀释剂当中的碘含量,平行测试11次以其3倍标准偏差作为检出限。

表2、方法检出限

测试结果ng/L

96.22

85.32

88.06

69.72

89.29

81.43

93.07

65.36

72.59

74.87

93.23

 

SD = 10.56ng/L

MDL = 3*SD*10(稀释倍数) = 0.317μg/L

 

2.2.3 精密度和准确度:

a、精密度:同一份样品在不同日期当中测试,每日平行测试11次并取平均值。该两个平均值之差除以其算术平均值,比值为3.03%。这里的结果为上机待测液的浓度。结果如表3:

表3、精密度

 

尿液中碘元素测试结果μg/L

平均值

DAY1

25.12

25.39

25.6

25.39

25.04

25.06

25.44

25.42

25.33

25.23

26.02

25.37

DAY2

26.98

26.08

25.88

26.81

25.92

25.76

25.74

26.41

26.37

26.09

25.85

26.17

均值差

0.08μg/L

精密度

3.12%

 

 

b、准确度:取上述样品10.0mL,添加30.0μg/L的碘标准溶液并用稀释剂定容到100mL,随同样品做测试以计算回收率。结果如表4:

表4、加标回收率结果

项目

DAY1

DAY2

上机溶液中碘的平均值μg/L

18.46

18.53

样品添加30.0μg/L的测试值

47.04

45.89

加标回收率/%

95.27

91.20

 

3、  总结:

本工作以YS/T 107.2-2016标准作为基准,结合实际样品中碘所产生的信号作为选择内标浓度的标准,使用50.00μg/L的碲标液作为内标进行校正,结果表明该方法的各项指标均符合标准。

实际测试过程当中,由于样品外观十分澄清并无任何的沉淀现象,故使用常规的同心圆雾化器。但实际大批量样品可能会有部分样本由于尿素含量较高等因素,容易产生沉淀。因此为避免堵塞雾化器的考虑,建议大批量测试使用耐高盐的巴冰顿雾化器。

参考文献:

      1. YS/T 107.2-2016 尿中碘的测定 第2部分:电感耦合等离子体质谱法
2. 张妮娜,刘丽萍,吴可欣,王正. 《中国食品卫生杂志》, 2014, 26(2):153-155
3. 张伟娜,陈杭亭,谢学锦,陆继龙.《吉林师范大学学报:自然科学版》, 2010, 31(3):6-8
4. 张慧敏,黎雪慧,刘桂华,黄铁军. 《中国卫生检验杂志》, 2014(4):493-495
5. 张钦龙,高舸. 《中国卫生检验杂志》, 2012(9):2023-2024



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