论文部分内容阅读
摘要：文章针对原子荧光法测定粮食中汞含量时遇到的荧光值漂移问题进行了总结与分析，提出了有效建议，为获得更为客观、准确、可靠的检验结果做了基础性工作。
关键词：原子荧光法；粮食；汞含量；荧光值漂移
中图分类号：TS201 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0026-03
1 概述
常温下汞是液态，熔点-38.87℃，沸点356.6℃，在空气中稳定，蒸汽有剧毒。汞是对生物体具有较高毒性的元素之一。在生物体内，汞对蛋白质有凝固作用，汞离子能与蛋白质-SH结合，抑制细胞呼吸酶；汞能与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶形成稳定的络合物，能引起生物染色体的畸变。有机汞中，甲基汞和乙基汞与含-SH的蛋白质有很强的亲和力，脂溶性强，分子小，易于扩散进各种组织细胞中，其毒性大于无机汞。汞引起慢性中毒，出现大脑皮质变性和萎缩以及感觉麻痹、异常等病症。人体每天摄入1mg汞，即达到中毒剂量，人食用含汞0.2～0.3mg/kg的粮食半年，可引起慢性中毒。
由于汞在医药、农业及工业生产中的广泛应用，汞污染已成为世界性公害之一，汞及其化合物对环境、粮食及食品的污染以及对生物的危害，已引起了人们的高度关注。《GB 2715-2005粮食卫生标准》对汞在粮食中的含量作了明确的限制。为准确掌握我国年度地产粮食的受污染状况，国家粮食局每年都会在全国范围内组织进行大规模的原粮卫生质量调查活动，进行砷、铅、汞、镉含量的测定。本文根据自己的实际经验，就原子荧光法测定粮食中汞含量（GB/T 5009.17）时遇到的荧光值漂移问题作出总结并进行相应的简单分析，以期与各位同行进行交流，便于获得更为客观、准确、可靠的实验结果。
2 材料和方法
2.1 试剂
配20%的硝酸溶液于酸缸中，用于浸泡所用玻璃容器；硝酸（优级纯）；30%过氧化氢；硝酸溶液（1+9）：量取50mL硝酸，缓慢倒入450mL水中，混匀；氢氧化钾溶液（5g/L）：称KOH 5g溶于1000mL水中，混匀；硼氢化钾溶液（5g/L）：5g硼氢化钾溶于1000mL 5g/L KOH溶液中，临用现配；汞标准储备液（1000μg/mL）；汞标准使用液（0.1μg/mL即100ng/mL）：取1mL 1000μg/mL汞标准储备液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，得汞浓度
10μg/mL；再取1mL 10μg/mL汞溶液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，得汞标准使用液0.1μg/mL即100ng/mL。此汞标准使用液在冰箱中保存可使用7天。
2.2 原料
稻谷。
2.3 仪器
AFS-820双道原子荧光光度计、家用微波炉、聚四氟乙烯消解罐。
2.4 样品前处理方法
取净稻谷约200g，将其砻谷剥壳为糙米，除去杂质后用锤式旋风磨粉碎备用。称取试样0.5g于100mL聚四氟乙烯消解罐中，加5mL硝酸，加2mL30%过氧化氢，拧好盖子置于微波炉中，设定微波时间为5min、微波功率为P30，开始进行微波消解。消解完毕后，将消解罐的盖子打开在微波炉中散气。冷凉后，用漏斗将消解液转移到25mL容量瓶中，再用（1+9）硝酸溶液定容到刻度。同时做样品空白（s.blank）。
2.5 汞标准系列配制
取0mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、2.50mL 100ng/mL汞标准使用液于25mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+9）稀释至刻度，混匀，各自相当于汞浓度0（S0）、1.00（S1）、2.00（S2）、4.00（S3）、8.00（S4）、10.00（S5）ng/mL。
3 原子荧光测汞含量时的荧光值漂移问题
在每年的原粮卫生质量调查工作中，我站都会面临几十到上百个样品的汞含量测定任务。除去试样制备、试剂准备和仪器调试，一般会在一周内将这些样品分三批或四批检测完毕，每批的标准系列都是由同一个汞标准使用液100ng/mL（由1000μg/mL汞标准储备液稀释后置于冰箱中保存）手动稀释而来。
3.1 荧光值漂移的表现形式
在实验过程中，经常会遇到不同形式的荧光值漂移情况，现举例如下：
3.1.1 由相同的操作人员使用同一个标准使用液采用相同的方法配置的n批标准溶液，S1点（仅以S1点为例）对应的荧光强度却相差很大。如，某40个稻谷样品分三批测定汞含量，第一批标准曲线，相关系数0.9992，线性方程IF=287.3069×C-69.0828，S1点荧光强度为219.36；第二批标准曲线，相关系数0.9996，线性方程IF=424.6210×C-33.2394，S1点荧光强度为340.17；第三批标准曲线，相关系数0.9987，线性方程IF=89.0326×C-23.8543，S1点荧光强度为56.77。
3.1.2 同一个未知样品在同一个标准曲线下的测量结果相差较大，往往达不到重复性要求。如，在做完标准曲线后，将S2、S3作为未知样品进行测定，发现S2浓度为1.75ng/mL，S3浓度为4.42ng/mL。
3.1.3 同一个未知样品在第一批标准曲线下的测定结果和在第二批标准曲线下的测定结果悬殊较大。如，某未知样品在第一批标准曲线下测定结果为0.79ng/mL，在第二批标准曲线下测定结果为0.46ng/mL。
3.2 分析及建议
上述荧光值漂移现象的出现，都会使实验人员不自觉地怀疑检验结果的准确性和可靠性。引起荧光值漂移的因素有很多，包括光源、环境条件、仪器条件、试剂浓度、管路状况等。
3.2.1 光源因素引起的漂移。Hg灯受温度影响较大，尤其在室温低于20℃时，Hg灯需要预热至少20min以上，才能使其光源稳定。
3.2.2 环境条件引起的漂移。实验室的环境条件对汞测定的干扰性极强。温湿度过高和过低都不易使仪器处于稳定状态。一般应打开空调将室温调至25℃、湿度调至60%后使仪器预热30min以上。
3.2.3 仪器条件引起的漂移。仪器条件一般包括光电倍增管负高压、汞空心阴极灯电流、氩气流速、屏蔽气流速等。通常只要灵敏度满足使用要求，仪器稳定，不会长期漂移就不影响检测。
3.2.4 试剂浓度引起的漂移。每次配制的硼氰化钾的浓度、酸浓度或者泵管输送比例都会有些许不同，导致灵敏度存在差异，造成荧光值漂移。同时，硼氰化钾的温度，也会严重影响反应效率，造成荧光值漂移。
3.2.5 管路堵塞引起的漂移。当仪器管路有水滴或雾气堵塞，就会造成荧光值漂移，甚至会出现水封倒吸、不发生化学反应的情况。
3.2.6 自动稀释引起的漂移。Hg是以原子状态存在的，比分子状态的As较易产生残留。因此，汞浓度不易配太高，以免管路记忆效应严重，导致双试验不能平行。建议做标准曲线时，应从低浓度到高浓度依次进样，避免使用自动稀释功能，同时注意及时进行清洗操作。
3.3 建议
其实，测汞时荧光值的漂移属于正常现象，而且通常以向上漂移居多。只要不会长期大幅度漂移就不会影响检测结果。如遇样品量较大时，除了分析上述几个因素进行漂移定位外，建议将所有样品分为几段进行测定（如每5或10个样品作为一段），中间测空白或走标准曲线至稳定，能有效降低管路中的污染和高浓度记忆效应。若测到高浓度的样品时，建议测完它之后就用载流多清洗几次管路。
作者简介：夏春龙（1954—），男，辽宁大连人，大连市粮食局粮油检验监测站高级工程师。
（责任编辑：秦逊玉）
关键词：原子荧光法；粮食；汞含量；荧光值漂移
中图分类号：TS201 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）08-0026-03
1 概述
常温下汞是液态，熔点-38.87℃，沸点356.6℃，在空气中稳定，蒸汽有剧毒。汞是对生物体具有较高毒性的元素之一。在生物体内，汞对蛋白质有凝固作用，汞离子能与蛋白质-SH结合，抑制细胞呼吸酶；汞能与腺嘌呤、鸟嘌呤和胞嘧啶形成稳定的络合物，能引起生物染色体的畸变。有机汞中，甲基汞和乙基汞与含-SH的蛋白质有很强的亲和力，脂溶性强，分子小，易于扩散进各种组织细胞中，其毒性大于无机汞。汞引起慢性中毒，出现大脑皮质变性和萎缩以及感觉麻痹、异常等病症。人体每天摄入1mg汞，即达到中毒剂量，人食用含汞0.2～0.3mg/kg的粮食半年，可引起慢性中毒。
由于汞在医药、农业及工业生产中的广泛应用，汞污染已成为世界性公害之一，汞及其化合物对环境、粮食及食品的污染以及对生物的危害，已引起了人们的高度关注。《GB 2715-2005粮食卫生标准》对汞在粮食中的含量作了明确的限制。为准确掌握我国年度地产粮食的受污染状况，国家粮食局每年都会在全国范围内组织进行大规模的原粮卫生质量调查活动，进行砷、铅、汞、镉含量的测定。本文根据自己的实际经验，就原子荧光法测定粮食中汞含量（GB/T 5009.17）时遇到的荧光值漂移问题作出总结并进行相应的简单分析，以期与各位同行进行交流，便于获得更为客观、准确、可靠的实验结果。
2 材料和方法
2.1 试剂
配20%的硝酸溶液于酸缸中，用于浸泡所用玻璃容器；硝酸（优级纯）；30%过氧化氢；硝酸溶液（1+9）：量取50mL硝酸，缓慢倒入450mL水中，混匀；氢氧化钾溶液（5g/L）：称KOH 5g溶于1000mL水中，混匀；硼氢化钾溶液（5g/L）：5g硼氢化钾溶于1000mL 5g/L KOH溶液中，临用现配；汞标准储备液（1000μg/mL）；汞标准使用液（0.1μg/mL即100ng/mL）：取1mL 1000μg/mL汞标准储备液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，得汞浓度
10μg/mL；再取1mL 10μg/mL汞溶液于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，得汞标准使用液0.1μg/mL即100ng/mL。此汞标准使用液在冰箱中保存可使用7天。
2.2 原料
稻谷。
2.3 仪器
AFS-820双道原子荧光光度计、家用微波炉、聚四氟乙烯消解罐。
2.4 样品前处理方法
取净稻谷约200g，将其砻谷剥壳为糙米，除去杂质后用锤式旋风磨粉碎备用。称取试样0.5g于100mL聚四氟乙烯消解罐中，加5mL硝酸，加2mL30%过氧化氢，拧好盖子置于微波炉中，设定微波时间为5min、微波功率为P30，开始进行微波消解。消解完毕后，将消解罐的盖子打开在微波炉中散气。冷凉后，用漏斗将消解液转移到25mL容量瓶中，再用（1+9）硝酸溶液定容到刻度。同时做样品空白（s.blank）。
2.5 汞标准系列配制
取0mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、2.50mL 100ng/mL汞标准使用液于25mL容量瓶中，用硝酸溶液（1+9）稀释至刻度，混匀，各自相当于汞浓度0（S0）、1.00（S1）、2.00（S2）、4.00（S3）、8.00（S4）、10.00（S5）ng/mL。
3 原子荧光测汞含量时的荧光值漂移问题
在每年的原粮卫生质量调查工作中，我站都会面临几十到上百个样品的汞含量测定任务。除去试样制备、试剂准备和仪器调试，一般会在一周内将这些样品分三批或四批检测完毕，每批的标准系列都是由同一个汞标准使用液100ng/mL（由1000μg/mL汞标准储备液稀释后置于冰箱中保存）手动稀释而来。
3.1 荧光值漂移的表现形式
在实验过程中，经常会遇到不同形式的荧光值漂移情况，现举例如下：
3.1.1 由相同的操作人员使用同一个标准使用液采用相同的方法配置的n批标准溶液，S1点（仅以S1点为例）对应的荧光强度却相差很大。如，某40个稻谷样品分三批测定汞含量，第一批标准曲线，相关系数0.9992，线性方程IF=287.3069×C-69.0828，S1点荧光强度为219.36；第二批标准曲线，相关系数0.9996，线性方程IF=424.6210×C-33.2394，S1点荧光强度为340.17；第三批标准曲线，相关系数0.9987，线性方程IF=89.0326×C-23.8543，S1点荧光强度为56.77。
3.1.2 同一个未知样品在同一个标准曲线下的测量结果相差较大，往往达不到重复性要求。如，在做完标准曲线后，将S2、S3作为未知样品进行测定，发现S2浓度为1.75ng/mL，S3浓度为4.42ng/mL。
3.1.3 同一个未知样品在第一批标准曲线下的测定结果和在第二批标准曲线下的测定结果悬殊较大。如，某未知样品在第一批标准曲线下测定结果为0.79ng/mL，在第二批标准曲线下测定结果为0.46ng/mL。
3.2 分析及建议
上述荧光值漂移现象的出现，都会使实验人员不自觉地怀疑检验结果的准确性和可靠性。引起荧光值漂移的因素有很多，包括光源、环境条件、仪器条件、试剂浓度、管路状况等。
3.2.1 光源因素引起的漂移。Hg灯受温度影响较大，尤其在室温低于20℃时，Hg灯需要预热至少20min以上，才能使其光源稳定。
3.2.2 环境条件引起的漂移。实验室的环境条件对汞测定的干扰性极强。温湿度过高和过低都不易使仪器处于稳定状态。一般应打开空调将室温调至25℃、湿度调至60%后使仪器预热30min以上。
3.2.3 仪器条件引起的漂移。仪器条件一般包括光电倍增管负高压、汞空心阴极灯电流、氩气流速、屏蔽气流速等。通常只要灵敏度满足使用要求，仪器稳定，不会长期漂移就不影响检测。
3.2.4 试剂浓度引起的漂移。每次配制的硼氰化钾的浓度、酸浓度或者泵管输送比例都会有些许不同，导致灵敏度存在差异，造成荧光值漂移。同时，硼氰化钾的温度，也会严重影响反应效率，造成荧光值漂移。
3.2.5 管路堵塞引起的漂移。当仪器管路有水滴或雾气堵塞，就会造成荧光值漂移，甚至会出现水封倒吸、不发生化学反应的情况。
3.2.6 自动稀释引起的漂移。Hg是以原子状态存在的，比分子状态的As较易产生残留。因此，汞浓度不易配太高，以免管路记忆效应严重，导致双试验不能平行。建议做标准曲线时，应从低浓度到高浓度依次进样，避免使用自动稀释功能，同时注意及时进行清洗操作。
3.3 建议
其实，测汞时荧光值的漂移属于正常现象，而且通常以向上漂移居多。只要不会长期大幅度漂移就不会影响检测结果。如遇样品量较大时，除了分析上述几个因素进行漂移定位外，建议将所有样品分为几段进行测定（如每5或10个样品作为一段），中间测空白或走标准曲线至稳定，能有效降低管路中的污染和高浓度记忆效应。若测到高浓度的样品时，建议测完它之后就用载流多清洗几次管路。
作者简介：夏春龙（1954—），男，辽宁大连人，大连市粮食局粮油检验监测站高级工程师。
（责任编辑：秦逊玉）