盐酸溶解－原子荧光法快速测定尿汞的方法

技术领域

本发明属于分析检测技术领域，涉及尿汞的分析测定方法，具体涉及盐酸溶解-原子荧光法快速测定尿汞的方法。

背景技术

尿汞含量是评介近期汞接触的主要生物监测指标之一，常用来检测美容所致汞中毒、首饰加工、汞温度计生产等职业性汞中毒。常见的检测方法有分光光度法、冷原子吸收法、直接测汞仪、原子吸收法、原子荧光法等，近年来也有用ICP-MS法，其中原子荧光光谱法具有灵敏度高、选择性强、线性范围宽、光谱干扰少等优点，应用更为广泛，是实验室必备的仪器之一；直接测汞仪可不必消解尿样直接测定，具有简单、快速、准确的优点，但需要额外花费大量资金购买仪器。尿样常见的消解方法:高锰酸钾－硫酸溶液消解、微波消解法、压力罐消解法、回流湿法消解、热水浴-王水消解，几种消解方法均耗时较长(如果用ICP-MS测定汞，从前期的仪器准备到测定出结果，可能需要跨天，给很多场景造成了很多不便)、操作麻烦，微波消解还有可能发生微波炉泄露、爆炸事件，危险性很高。

食品安全国家标准GB 5009.17-2014食品中总汞及有机汞的测定公开了食品中无机汞、甲基汞均可用5mol/L盐酸溶液浸泡超声提取，相对于食品，尿液呈溶液状态，成分简单，尿中汞极易被盐酸溶解提取，且高浓度汞溶液易吸附于仪器管路的管壁、气液分离器玻璃壁上，造成污染，极难清洗，若更换管路，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：1)现有的检测方法成本较高，操作比较复杂，并且微波消解还有可能发生微波炉泄露、爆炸事件；危险性很高；2)现有检测方法效率低，出结果可能需要跨天，给很多使用场景造成不便；而比较方便的直接测汞仪，简单快速准确，但需要额外花费大量资金购买仪器，因此很多应用受限制；3)现有尿汞的测定或者汞的测定中，经常遇到测定一些高浓度汞的数据之后，管路会有残留污染问题，测定准确率大幅度降低的情形，也给很多应用造成了不便。本发明提供了一种简单、快速、准确的盐酸溶解-原子荧光法快速测定尿汞的方法。在简单、快速、准确地测定尿汞含量的前提下，可以有效消除汞污染。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种盐酸溶解－原子荧光法快速测定尿汞的方法，包括以下步骤：

(1)溶液配制

标准溶液配制；标准溶液可以采用现有技术中或国标的标准溶液配制方法，不做限定，例如，可以采用1000mg/L的汞(Hg)单元素标准溶液按国标法逐级稀释，得到100.0μg/L Hg标准溶液；

标准使用液配制：取标准溶液，加入盐酸，硫脲，水，定容，得到标准使用液，并且该标准使用液中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L，所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；此处对于盐酸，硫脲的加入方式不做限定，对于硫脲含量，盐酸含量不做限制。

进一步地，所述标准使用液的配制：取标准溶液，依次加入盐酸，纯水，硫脲，纯水，定容，得到标准使用液，并且该标准使用液中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L，所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

此处所称的标准使用液中各物质的含量，硫脲含量为1-20g/L表示，每升标准使用液中，含硫脲1-20g；盐酸含量30-150mL/L表示，每升标准使用液中，含36.0-38.0％盐酸30～150ml。

(2)样品处理：尿样加入盐酸，硫脲，水，然后定容，混匀待测，即得待测样品，该待测样品中硫脲和盐酸的含量分别为：硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L；所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

加入硫脲，一方面可以促使汞成为汞蒸汽，以进行测定，同时，还起到消除汞对仪器管路的污染，在测量低浓度尿汞后，可以不用清洗。

此处所称待测样品中各物质的含量，硫脲含量为1-20g/L表示，每升待测样品中，含硫脲1-20g；盐酸含量30-150mL/L表示，每升待测样品中，含36.0％-38.0％盐酸30～150ml。

进一步地，所述样品处理：尿样依次加入盐酸，纯水，硫脲，纯水，然后定容，混匀待测，即得待测样品，该待测样品中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L，所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

(3)测定。

进一步地，步骤(1)中还包括清洗溶液配制，具体为：清洗溶液配制：用水、硫脲和盐酸配制清洗溶液，该清洗溶液中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L；所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸。

进一步地，所述清洗溶液包括高浓度清洗溶液和中低浓度清洗溶液；

所述高浓度清洗溶液中，硫脲含量为10-20g/L，盐酸含量为30-150mL/L；所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸。

所述中低浓度清洗溶液中，硫脲含量1-10g/L，盐酸含量为30-150mL/L。所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸。

更进一步地，所述步骤(2)所述尿样为经过预处理的尿样，预处理方式为：采样后加入盐酸(是指市售优级纯浓盐酸，36.0％-38.0％盐酸)，加入盐酸的比例为尿样体积的1％。

更进一步地，尿样前处理时，尿样体积与加入的盐酸的体积均为定容总体积的10％。(是指市售优级纯浓盐酸，36.0％-38.0％盐酸)

更进一步地，标准使用液配制过程中，盐酸，硫脲和水以清洗溶液的形式加入，只需要达到上述的浓度即可，且使标准使用液的配制与样品处理时试剂的配制一致，消除试剂误差。并且不用分步加入硫脲盐酸等，非常方便。

更进一步地，样品处理过程中，盐酸，硫脲和水以清洗溶液的形式加入，也简化了样品溶液的处理。也就是说，把用清洗溶液来配制样品溶液，只需要达到上述的浓度即可，不用分步加入硫脲盐酸等。

进一步地，测定之前，如果有汞污染管路，先对管路进行清洗，清洗方法为：将高浓度清洗溶液当作样品进行一次或多次测定，然后再进行正常测定。

作为优选技术方案，本发明公开了一种盐酸溶解－原子荧光法快速测定尿汞的方法，包括以下步骤：

(1)溶液配制

高浓度清洗液配制：称取1.0g硫脲，溶于约80ml水中，加入10ml盐酸，稀释至100ml,混匀；现有技术的测定中，高浓度的汞溶液测定时，多次测定之后，由于汞污染，测定结果明显偏高，导致不能准确测定汞含量，而拆换管道比较麻烦，并且也大大增加了成本，同时降低了测定效率；而采用本发明的方法，仅仅将进样管插入至此溶液中，可以很快消除管道汞污染，无需拆换管道。如被高浓度汞污染后，标准空白数值很高，可将进样管插入此溶液中，此溶液当作样品多次测定，可以很快消除管道汞污染，无需拆换管道。

中低浓度清洗液配制：在标准溶液和尿样处理时，加入盐酸2.50ml，加入纯水至20ml左右，加入10g/L硫脲溶液1.0ml，用水定容至25ml，混匀待测；

标准溶液配制；1000mg/L的汞(Hg)单元素标准溶液按国标法逐级稀释，得到100.0μg/L的Hg标准溶液。

标准使用液配制：标准使用液：吸取100.0μg/L标准使用液0.500ml置于25.0ml比色管中，加入盐酸2.50ml，加入纯水至20ml左右，加入10g/L硫脲溶液1.0ml，用纯水定容至刻度，混匀待测。

(2)样品处理：尿样(采样后按尿样体积1％的量加入盐酸)摇匀，取2.5ml尿样于25ml比色管中，加入盐酸2.5ml摇匀，溶解15min，加入纯水至20ml左右，加入硫脲溶液1.00ml，用纯水定容至25.0ml，混匀待测；同时做空白实验。

(3)测定：按仪器测汞工作条件，稳定后分别测定空白、标准溶液、样品等，仪器采用在线自动稀释功能，自动绘制标准曲线，样品含量超出曲线范围时，采用仪器在线自动稀释，仪器自动计算样品汞含量。

进一步地，测定条件具体如下：

仪器：AFS-920双道原子荧光光度计，汞空心阴极灯；

参数：灯电流：30mA；负高压：270mV；原子化器高度：10mm；载气流量：400ml/min；载流：2.5％盐酸；屏蔽气流量：800ml/min；炉温：200℃；读数时间：7s；延迟时间：1.5s。

本发明的优点是：

1、本发明的分析测定方法操作简单，重复性高，并不需要很复杂的消解过程，也不需要进行微波消解，相比微波消解，大大降低了成本(进口微波消解仪安全性较高，但成本也很高，仪器30万以上，一个进口微波消解罐3000元，而本发明的方法中，一个比色管几元钱)，并且降低了对国外仪器的依赖程度，同时避免了微波消解可能造成的危险状况。

2、本发明的分析测定方法，不使用微波消解，本身大大提高了检测效率，检测比较快速，甚至可以达到15min就能完成尿样前处理，即可上机完成尿汞测定，可以快速出检测结果，有利于医院对病人样品的快速检测，有很大的优势。另外，清洗溶液本身可以配制于标准溶液和尿样前处理溶液中，实现了检测过程中同时完成了管路的汞污染清洗工作，从而在实际使用时更进一步大大提高了检测的效率。如果测定需要微波消解，从开始的仪器准备到后期的测定出结果(降温，降压(压力较高))，可能需要跨天，用于尿液的检测时，尤其是需要快速出结果的场合，例如医院，尤其是医院的急诊科，很多疾病的处理需要看到检测结果之后才能进行，而本发明的方法就可以实现这一点。

3、本发明的分析测定方法在简单、快速、准确地测定尿汞含量的前提下，可以有效消除汞污染，现有技术的测定中，高浓度的汞溶液测定时，多次测定之后，由于汞污染，测定结果明显偏高，导致不能准确测定汞含量，而拆换管道比较麻烦，并且也大大增加了成本，同时降低了测定效率；而采用本发明的方法，样品溶液中加入硫脲可以有效消除汞溶液的吸附污染，有效防止高浓度样品对低浓度样品的污染，而在样品浓度特别高(超高浓度，例如喝农药的病人，尿液中汞含量很高，也适用于本发明的方法)，造成管道污染时，仅仅将进样管插入至清洗溶液(清洗溶液可以用于配制标准溶液和标准使用液)中，可以很快消除管道汞污染，无需拆换管道。

4、本发明的分析测定方法测定准确，可以实现在0μg/L～2.00μg/L范围内线性关系良好，r＝0.9998；变异系数(n＝6)RSD为0.90％；汞加标回收率(n＝6)试验在98.1％～100.9％之间，最低检出限可以达到0.20μg/L；并且，测定不同浓度的样品，结果不受影响。

5、原子荧光光度计是实验室必备的仪器之一，原子荧光光谱法具有灵敏度高、选择性强、线性范围宽、光谱干扰少等优点，应用更为广泛，因此要应用本发明的方法无需额外购买仪器，大大降低了成本。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

一种盐酸溶解－原子荧光法快速测定尿汞的方法，

包括以下步骤：

(1)溶液配制

标准溶液配制；标准溶液可以采用现有技术中或国标的标准溶液配制方法，不做限定，例如，可以采用1000mg/L的汞(Hg)单元素标准溶液按国标法逐级稀释，得到100.0μg/L Hg标准溶液；

标准使用液配制：取标准溶液，加入盐酸，硫脲，水，定容，得到标准使用液，并且该标准使用液中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L；所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

在一些实施例中，所述标准使用液的配制：取标准溶液，依次加入盐酸，纯水，硫脲，纯水，定容，得到标准使用液，并且该标准使用液中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L，所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

(2)样品处理：尿样加入盐酸，硫脲，水，然后定容，混匀待测，即得待测样品，该待测样品中硫脲和盐酸的含量分别为：硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L，所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

在一些实施例中，所述样品处理：尿样依次加入盐酸，纯水，硫脲，纯水，然后定容，混匀待测，即得待测样品，该待测样品中，硫脲含量1-20g/L，盐酸含量30-150mL/L，所述盐酸为36.0％-38.0％盐酸；

加入硫脲，一方面可以促使汞成为汞蒸汽，利于测定，同时，还起到消除汞对仪器管路的污染，可以同时消除对设备的汞污染，在测量低浓度尿汞后，可以不用清洗。

(3)测定。

在一些实施例中，步骤(1)中还包括清洗溶液配制，具体为：

清洗溶液配制：用水、硫脲和盐酸配制清洗溶液，该清洗溶液中，硫脲含量0.1-2.0(wt)％，盐酸含量30-150mL/L。

在另一些实施例中，所述清洗溶液包括高浓度清洗溶液和中低浓度清洗溶液；

所述高浓度清洗溶液中，硫脲含量为10-20g/L，盐酸含量为30-150mL/L；

所述中低浓度清洗溶液中，硫脲含量1-10g/L，盐酸含量为30-150mL/L。此时，测量不同浓度的溶液时，可以随时对管道进行清洗，非常方便。

在一些优选实施例中，所述步骤(2)所述尿样为经过预处理的尿样，预处理方式为：采样后加入盐酸，加入盐酸的比例为尿样体积的1％。盐酸为市售优级纯浓盐酸36.0％-38.0％。

作为进一步优选的实施例，尿样前处理时，尿样体积与加入的盐酸的体积均为定容总体积的10％。盐酸为市售优级纯浓盐酸36.0％-38.0％。

在一些实施例中，标准使用液配制过程中，盐酸，硫脲和水以清洗溶液的形式加入，使标准使用液的配制与样品处理时试剂的配制一致，消除试剂误差。

在一些实施例中，样品处理过程中，盐酸，硫脲和水以清洗溶液的形式加入，也简化了样品溶液的处理。

在一些实施例中，测定之前，先对管路进行清洗，清洗方法为：将清洗溶液当作样品进行一次或多次测定，然后再进行正常测定。

作为优选技术方案，一些实施例如下：

一种盐酸溶解－原子荧光法快速测定尿汞的方法，包括以下步骤：

(1)溶液配制

高浓度清洗液配制：称取1.0g硫脲，溶于约80ml水中，加入10ml盐酸，稀释至100ml,混匀；现有技术的测定中，高浓度的汞溶液测定时，多次测定之后，由于汞污染，测定结果明显偏高，导致不能准确测定汞含量，而拆换管道比较麻烦，并且也大大增加了成本，同时降低了测定效率；而采用本发明的方法，仅仅将进样管插入至此溶液中，可以很快消除管道汞污染，无需拆换管道。如测定之前，仪器管路已被高浓度汞污染，标准空白数值很高，可将进样管插入此溶液中，此溶液当作样品多次测定，可以很快消除管道汞污染，无需拆换管道。

中低浓度清洗液配制：在标准溶液和尿样处理时，加入盐酸2.50ml，加入纯水至20ml左右，加入10g/L硫脲溶液1.0ml，用水定容至25ml，混匀待测；

标准溶液配制；1000mg/L的汞(Hg)单元素标准溶液按国标法逐级稀释，得到100.0μg/L的Hg标准溶液。

标准使用液配制：标准使用液：吸取100.0μg/L标准使用液0.500ml置于25.0ml比色管中，加入盐酸2.50ml，加入纯水至20ml左右，加入10g/L硫脲溶液1.0ml，用纯水定容至刻度，混匀待测。

(2)样品处理：尿样(采样后按尿样体积1％的量加入盐酸)摇匀，取2.5ml尿样于25ml比色管中，加入盐酸2.5ml摇匀，溶解15min，加入纯水至20ml左右，加入硫脲溶液1.00ml，用纯水定容至25.0ml，混匀待测；同时做空白实验。

(3)测定：按仪器测汞工作条件，稳定后分别测定空白、标准溶液、样品等，仪器采用在线自动稀释功能，自动绘制标准曲线，样品含量超出曲线范围时，采用仪器在线自动稀释，仪器自动计算样品汞含量。

作为优选技术方案，一些实施例中，本发明的分析测定方法中，测定条件具体如下：

仪器：AFS-920双道原子荧光光度计，汞空心阴极灯；

参数：灯电流：30mA；负高压：270mV；原子化器高度：10mm；载气流量：400ml/min；载流：2.5％盐酸；屏蔽气流量：800ml/min；炉温：200℃；读数时间：7s；延迟时间：1.5s。

下面申请人就一些具体实施例进行说明，以下实施例不对本专利的保护范围进行限定：

1.试验部分

1.1仪器与试剂

AFS-920双道原子荧光光度计(北京吉天仪器有限公司)；汞空心阴极灯；0-100μL、100-1000μL、1000-5000μL eppendorf(research plus)移液器；所用玻璃器皿均经1+4硝酸浸泡24h以上，清洗洁净。

汞单元素标准溶液(1000mg/L):国家标准物质中心提供；硼氢化钾溶液(1.0％):称取1.00g氢氧化钾(优级纯)溶解于500ml水中，再加入5.0g硼氢化钾(98.0％)，溶解混匀；2.5％盐酸：25ml盐酸加入纯水中，定容至1L；10g/L硫脲溶液:5.0g硫脲溶解于纯水中，定容至500ml；盐酸(36.0％-38.0％)、硝酸:优级纯；硫脲分析纯；试剂用水均为去离子水。

1.2仪器工作条件

灯电流:30mA；负高压:270mV；原子化器高度:10mm；载气流量:400ml/min；屏蔽气流量:800ml/min；炉温:200℃；读数时间:7s；延迟时间:1.5s；；读数方式:峰面积；测量方式为标准曲线法。

1.3试验方法

1.3.1高浓度汞污染管道清洗剂：称取1.0g硫脲，溶于约80ml水中，加入10ml盐酸，稀释至100ml，混匀。如被高浓度汞污染后，标准空白数值很高，可将进样管插入此溶液中，此溶液当作样品多次测定，可以很快消除管道汞污染，无需拆换管道。

1.3.2中低浓度汞污染清洗剂：见标准溶液和尿样处理时，加入盐酸2.50ml，加入纯水至20ml左右，加入10g/L硫脲溶液1.0ml，用水定容至25ml，混匀待测。清洗剂直接配制于样品溶液中，既不影响尿汞测定，又能消除中低度汞污染。

1.3.3标准溶液配制：1000mg/L的汞(Hg)单元素标准溶液按国标法逐级稀释，得到100.0μg/L的Hg标准溶液。标准使用液：吸取100.0μg/L标准使用液0.500ml置于25.0ml比色管中，加入盐酸2.50ml，加入纯水至20ml左右，加入10g/L硫脲溶液1.0ml，用纯水定容至刻度，混匀待测。此标准溶液汞浓度为2.000μg/L(现用现配)。

1.3.3样品处理：尿样(采样后按尿样体积1％的量加入盐酸)摇匀，取2.5ml尿样于25ml比色管中，加入盐酸2.5ml摇匀，溶解15min，加入纯水至20ml左右，加入硫脲溶液1.00ml，用纯水定容至25.0ml，混匀待测；同时做空白实验。

1.3.4按仪器测汞工作条件，稳定后分别测定空白、标准溶液、样品等，仪器采用在线自动稀释功能，自动绘制标准曲线，样品含量超出曲线范围时，采用仪器在线自动稀释，仪器自动计算样品汞含量。

2.结果与讨论

2.1仪器工作条件的选择

2.1.1负高压

负高压与荧光强度(灵敏度)、噪声呈正相关，因此在保证足够灵敏度的基础上，选择较低的负高压，经试验，选择负高压270V。

2.1.2载气流量

载气流量影响荧光强度，流量过大起到稀释作用，荧光值降低；流量过小，不能迅速将汞蒸气载入原子化器，荧光值亦降低。试验选择载气流量400ml/L。

2.2载流的选择

采用盐酸溶液作为载流，试验了2％及5％(体积分数)盐酸溶液，盐酸浓度增高，荧光值略增大，但盐酸溶液浓度增高时，废气明显更刺鼻，因而选择2.5％盐酸为载流。

2.3盐酸用量的选择

其它条件固定，考察了2.5％-10％(体积分数)的盐酸的效果，试验证明，随盐酸浓度的增大，荧光值明显增大，盐酸浓度达10％时，荧光值最大且比较稳定，因而选择10％的盐酸浓度，即定容至25ml时，盐酸用量为2.5ml。

2.4硫脲用量的选择

硫脲可促进盐酸溶液中汞与硼氢化钾的还原反应，硫脲浓度过高还原反应剧烈，起到稀释的作用，使荧光值降低；硫脲浓度太低，不利于清除汞溶液的吸附污染，经试验确定，定容至25ml时，选择10g/L硫脲1.00ml用量较为适宜，效果最好。

高浓度汞污染需加大硫脲的用量，但大量的硫脲会降低荧光值，降低尿汞测定的灵敏度，需单独配制清洗剂，配比为10％的盐酸溶液中，硫脲为10g/L效果最好。

2.5尿样取样的选择

尿样(采样后按尿样体积1％的量加入盐酸)摇匀，吸取2.50ml尿样于25.0ml比色管中，加入2.5ml盐酸摇匀溶解15min，加入纯水至20ml左右，加入硫脲溶液1.00ml，纯水定容至25.0ml，混匀待测。

尿样如不加入盐酸混匀，汞易吸附在尿样沉淀上，造成尿汞浓度不均匀，同一份含大量沉淀的尿样，先剧烈振摇混匀，然后静置沉淀，取上清液、沉淀尿样分别测定汞含量见表1。

表1上清液、底部较多沉淀尿样、混匀样的汞含量

Table 1.The mercury content of the supernatant,and the largeprecipitated urine at the bottom

由表1可见，上清液、底部大量沉淀尿样的汞含量明显差异，因而需按尿样体积1％的量加入盐酸摇匀取样。

上述测定的尿样，为患者自行采集送样，没有按规定加入盐酸保存，上清液、沉淀的汞含量差异较大，建议尿样采集后按尿样体积1％的量加入盐酸保存，尽快测定。

2.6方法线性范围、检出限

按优化条件进行测定，汞标准溶液在0.200～2.000μg/L范围内呈良好的线性关系，其线性回归方程为y＝673.84x-5.9238,r＝0.9999。以空白荧光值(n＝20)对应的计算方法检出限为0.20μg/L。

2.7精密度、加标回收实验

在选定条件下，对尿样平行测定6次，测定值为19.1μg/L，RSD为0.90％。

选取一份尿样，加入低、中、高不同水平的汞标准溶液，按上述方法测定汞含量，计算其平均加标回收率在98.1～100.9％。结果见表2。

表2汞回收实验结果(n＝6)

Table 3Results of test for recovery

由表2可见，本法加标回收率在98.1％-100.9％之间，准确度较高。本法测定尿汞简单、快速、准确，同时可有效消除汞吸附污染问题，减轻工作量，尤其适合测定大批量样品的测定。

上述仅为本发明优选的实施例，并不限制于本发明。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施例来举例说明。而由此方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之内。