血中稀土元素測定方法的研究及廣東省部分居民血中稀土負荷水平的探討.pdf

1、本研究首次提出在測定血中金屬元素時加入蛋白酶K進行消解的方法。通過對蛋白酶K加入濃度、消解溫度、時間等參數(shù)條件的優(yōu)化，建立適合大批量血樣中稀土元素檢測的酶消化-ICP-MS法，并應(yīng)用此法檢測了廣東省部分地區(qū)居民全血中13種稀土元素(REE)，旨在為開展我省居民血液中稀土元素調(diào)查，建立廣東省居民血中稀土元素含量本底值及分布特征等數(shù)據(jù)庫，進一步揭示民血液中稀土元素含量與稀土暴露的關(guān)系提供科學依據(jù)。 一、研究目的建立適合大批血樣中13

2、種REE檢測的快速方法，檢測分析廣東省部分居民血中多種REE，獲取廣東省部分人群血中REE負荷水平數(shù)據(jù)資料，建立廣東省部分居民血中REE含量本低值及分布特征等重要參數(shù)數(shù)據(jù)庫，為開展我省相關(guān)人群流行病學和環(huán)境本底的調(diào)查研究提供前提條件，為科學估算我省稀土人體膳食安全攝入量，進而為制定我國食品中稀土元素允許殘留限量衛(wèi)生標準提供基礎(chǔ)資料。 二、研究內(nèi)容(一)建立血液樣本中多種稀土元素的ICP-MS快速檢測方法： 1.改進血樣的

3、前處理方法，建立適合于大批血液樣本同時處理的消化方式； 2.優(yōu)化ICP-MS的檢測條件，選擇合適的內(nèi)標元素，提高分析方法的靈敏度和準確度。 (二)血液樣本測定：應(yīng)用“血液樣本中多種稀土元素的ICP-MS快速檢測方法”對部分廣東居民血液樣本中13種稀土元素的總量和分量值進行定量分析。 (三)數(shù)據(jù)分析處理：對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析和處理，建立部分廣東省居民血中REE含量本底值及不同地區(qū)、不同性別人群血中REE分布特征

4、數(shù)據(jù)庫。 三、研究方法(一)血液樣本的獲取及保存：本研究中廣東省居民流行病學資料及血液樣本均來源于“2002年廣東省居民膳食營養(yǎng)與健康狀況調(diào)查”。血液樣本加入甘素鋰抗凝后放入-70冰箱冷凍保存。 (二)血液樣本稀土元素測定方法的建立：采用正交設(shè)計法進行各實驗條件的優(yōu)化組合。 (三)血液樣本稀土元素的測定：采用酶消化-電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)法進行測定。 1.采用酶消化法消解血液樣本；

5、2.采用外標法進行定量分析； 3.采用內(nèi)標法校正儀器信號的漂移和基體效應(yīng)；標準加入法校正血中REE的本底值。4、采用平行雙樣、雙空白、國家標準物人發(fā)和小麥粉比對等質(zhì)控方法，保證結(jié)果準確。 (四)數(shù)據(jù)資料的整理與數(shù)據(jù)庫的建立：采用spss11.0軟件進行統(tǒng)計分析。統(tǒng)計方法包括一般描述性研究、兩組完全隨機化設(shè)計資料均數(shù)t-檢驗及t'-檢驗、x2檢驗、方差分析等。 四、研究結(jié)果(一)方法建立 1.前處理方法：通

6、過正交實驗得出血液樣本酶消化法最佳條件為：0.5mL血樣加入1mL0.02％蛋白酶K，47℃恒溫4小時，室溫冷卻后，加入2％HNO3+0.002％TritonX-1003.5mL混勻待測。 2.儀器測定方法：ICP-MS條件參數(shù)優(yōu)化結(jié)果：1)ICP-MS工作參數(shù)優(yōu)化結(jié)果：使用調(diào)諧液調(diào)整儀器各項指標，使儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等各項指標達到測定要求。 2)元素測定質(zhì)量數(shù)及內(nèi)標元素的選擇待測元素同位素的質(zhì)量數(shù)選擇：

7、139La、140Ce、141Pr、146Nd、147Sm、153Eu、157Gd、163Dy、165Ho、166Er、169Tm、172Yb、175Lu；內(nèi)標元素選擇：Sc、Ge、Y、In、Tb、Bi。 3.方法的檢測限、線性范圍、準確度和精密度：通過加標回收實驗，得各稀土元素的加標回收率為96.0％～104％，相對標準偏差≤4.87％；ICP-MS線性范圍很寬，可達9個數(shù)量級?？紤]到血樣中各稀土元素的實際含量情況，選用適合的

8、線性范圍0.005μg/L～0.100μg/L為標準曲線范圍，線性相關(guān)系數(shù)≥0.999；取11次平行測定50ng/L13種稀土元素混合標準溶液的結(jié)果及3次平行測定50ng/L13種稀土元素混合標準溶液的結(jié)果，計算得各稀土元素的檢出限除Lu為17.6ng/L之外，其余12種稀土元素的檢出限均在0.5ng/L～2ng/L之間。 4,質(zhì)量控制：1)污染控制：通過對所用試劑、容器、樣品、儀器及操作人員進行污染控制，空白測定值均能控制在1

9、0-10～10-9范圍內(nèi)。 2)參考物質(zhì)測定：在我國現(xiàn)有用于生物醫(yī)學微量元素分析的30多個參考物質(zhì)中，選擇人發(fā)和小麥粉兩種國家級標準物質(zhì)作為參考物質(zhì)，以微波消解法測定其13種稀土元素，結(jié)果均在規(guī)定的允許范圍內(nèi)。 (二)血液樣本檢測結(jié)果 1.檢測元素：本次研究檢測了血中139La、140Ce、141Pr、146Nd、147Sm、153Eu、157Gd、163Dy、165Ho、166Er、169Tm、172Yb、17

10、5Lu等13種REE的總量和分量值。 2.檢測樣本：本次研究檢測了廣東省廣州越秀區(qū)、韶關(guān)北江區(qū)、深圳寶安區(qū)、肇慶端州區(qū)和廣東連平縣五個點共4266份血樣。各點樣本數(shù)分別為：廣州越秀區(qū)調(diào)查樣本數(shù)609份，韶關(guān)北江區(qū)調(diào)查樣本數(shù)799份，深圳寶安區(qū)調(diào)查樣本數(shù)898份，肇慶端州區(qū)調(diào)查樣本數(shù)937份，廣東連平縣調(diào)查樣本數(shù)923份，有效率均≥84.6％。 3.檢測過程質(zhì)量控制：各元素日間RSD％＜50％(n=11)，日內(nèi)RSD％＜1

11、0％(n=7)。 4.統(tǒng)計分析結(jié)果：(1)總體REE負荷水平：廣東省五個調(diào)查點居民血中13種REE在本方法檢出限范圍內(nèi)(10-10)均可檢出。13種REE總量均值為2.730μg/L。其中輕稀土含量為2.445μg/L，配分為89.6％；重REE含量為0.286μg/L，配分為10.4％。REE總量中以輕稀土為主，而其中的139La、140Ce占稀土總量的83.5％。各REE元素分量高低順序為：Ce(55.38％)＞La(28.

12、17％)＞Lu(2.12％)＞Nd(2.09％)＞Pr(1.98％)＞Sm(1.90％)＞Tm(1.58％)＞Dy(1.50％)＞Er(1.28％)＞Ho(1.06％)＞Yb(0.99％)＞Eu(0.98％)＞Gd(0.95％)。 (2)不同性別人群血中REE水平：男性13種REE總量均值為2.631μg/L，輕REE含量為2.346μg/L，配分為89.1％；重REE含量為0.286μg/L，配分為10.9％；女性13種REE

13、總量均值為2.600μg/L，輕REE含量為2.327μg/L，配分為89.5％；重REE含量為0.273μg/L，配分為10.5％。各均值經(jīng)兩組完全隨機化設(shè)計資料均數(shù)的t-檢驗，不同性別輕、重、總REE含量均值無顯著性差異。 (3)各地區(qū)人群血中REE總量檢測結(jié)果：按從高到低順序排列：肇慶端州區(qū)(3.024μg/L)＞韶關(guān)北江區(qū)(2.917μg/L)＞深圳寶安區(qū)(2.459μg/L)＞連平縣(2.256μg/L)＞廣州越秀區(qū)(

14、1.826μg/L)。經(jīng)單因素方差分析，五個地區(qū)人群全血中REE總量值差異具有顯著性意義； (4)不同地區(qū)人群全血中REE各分量值檢測結(jié)果：五個調(diào)查點的每個地區(qū)人群的全血中REE各分量值均以輕REE為主，高Ce、高La，其中Ce最高。各調(diào)查點的13種REE元素各分量值之間均存在差異，經(jīng)單因素方差分析，除Ho、Er兩元素外，其余11種元素分量值差異具有顯著性意義。 (5)不同生活習慣人群全血中REE水平：吸煙：經(jīng)統(tǒng)計學t-

15、檢驗分析，廣東省五個調(diào)查點≥15歲吸煙/不吸煙人群全血中Eu的含量具有顯著性差異，而其它12種REE分量值和總量值、輕、重稀土含量均無顯著性差異。 飲酒：經(jīng)統(tǒng)計學t-檢驗分析，廣東省五個調(diào)查點飲酒/不飲酒人群中REE各分量、總量及輕、重稀土含量水平無顯著性差異。 五、研究結(jié)論(一)本研究首次建立了蛋白酶消化-ICPMS快速測定血中稀土元素的方法。本方法的準確度、精密度、檢測限以及線性范圍均能滿足檢測要求，適合大批量同步檢

16、測血中13種稀土元素。 (二)本研究首次對廣州越秀、深圳寶安、韶關(guān)北江、肇慶端州和連平等五個地區(qū)居民血中REE元素進行檢測，經(jīng)統(tǒng)計學分析，得血中REE負荷水平特征如下： 1.廣東省五個調(diào)查點居民全血中13種REE在方法檢出限范圍(10-10)均可檢出。 2.廣東五個調(diào)查地區(qū)居民血中REE含量分布特點以輕稀土為主，高Ce、高La；不同性別血中REE負荷水平無顯著性差異；不同地區(qū)間居民血中REE負荷水平存在顯著性差異