血中稀土元素測(cè)定方法的研究及廣東省部分居民血中稀土負(fù)荷水平的探討.pdf

1、本研究首次提出在測(cè)定血中金屬元素時(shí)加入蛋白酶K進(jìn)行消解的方法。通過對(duì)蛋白酶K加入濃度、消解溫度、時(shí)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(cè)的酶消化-ICP-MS法，并應(yīng)用此法檢測(cè)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(kù)，進(jìn)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(xué)依據(jù)。 一、研究目的建立適合大批血樣中13

2、種REE檢測(cè)的快速方法，檢測(cè)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(fù)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(kù)，為開展我省相關(guān)人群流行病學(xué)和環(huán)境本底的調(diào)查研究提供前提條件，為科學(xué)估算我省稀土人體膳食安全攝入量，進(jìn)而為制定我國(guó)食品中稀土元素允許殘留限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)提供基礎(chǔ)資料。 二、研究?jī)?nèi)容(一)建立血液樣本中多種稀土元素的ICP-MS快速檢測(cè)方法： 1.改進(jìn)血樣的

3、前處理方法，建立適合于大批血液樣本同時(shí)處理的消化方式； 2.優(yōu)化ICP-MS的檢測(cè)條件，選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素，提高分析方法的靈敏度和準(zhǔn)確度。 (二)血液樣本測(cè)定：應(yīng)用“血液樣本中多種稀土元素的ICP-MS快速檢測(cè)方法”對(duì)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(jìn)行定量分析。 (三)數(shù)據(jù)分析處理：對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)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(kù)。 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(xué)資料及血液樣本均來源于“2002年廣東省居民膳食營(yíng)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(cè)定方法的建立：采用正交設(shè)計(jì)法進(jìn)行各實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化組合。 (三)血液樣本稀土元素的測(cè)定：采用酶消化-電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)法進(jìn)行測(cè)定。 1.采用酶消化法消解血液樣本；

5、2.采用外標(biāo)法進(jìn)行定量分析； 3.采用內(nèi)標(biāo)法校正儀器信號(hào)的漂移和基體效應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)加入法校正血中REE的本底值。4、采用平行雙樣、雙空白、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物人發(fā)和小麥粉比對(duì)等質(zhì)控方法，保證結(jié)果準(zhǔn)確。 (四)數(shù)據(jù)資料的整理與數(shù)據(jù)庫(kù)的建立：采用spss11.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)方法包括一般描述性研究、兩組完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)資料均數(shù)t-檢驗(yàn)及t'-檢驗(yàn)、x2檢驗(yàn)、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(shí)驗(yàn)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(shí)，室溫冷卻后，加入2％HNO3+0.002％TritonX-1003.5mL混勻待測(cè)。 2.儀器測(cè)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(xiàng)指標(biāo)，使儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到測(cè)定要求。 2)元素測(cè)定質(zhì)量數(shù)及內(nèi)標(biāo)元素的選擇待測(cè)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(biāo)元素選擇：Sc、Ge、Y、In、Tb、Bi。 3.方法的檢測(cè)限、線性范圍、準(zhǔn)確度和精密度：通過加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，得各稀土元素的加標(biāo)回收率為96.0％～104％，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差≤4.87％；ICP-MS線性范圍很寬，可達(dá)9個(gè)數(shù)量級(jí)?？紤]到血樣中各稀土元素的實(shí)際含量情況，選用適合的

8、線性范圍0.005μg/L～0.100μg/L為標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍，線性相關(guān)系數(shù)≥0.999；取11次平行測(cè)定50ng/L13種稀土元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的結(jié)果及3次平行測(cè)定50ng/L13種稀土元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的結(jié)果，計(jì)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(duì)所用試劑、容器、樣品、儀器及操作人員進(jìn)行污染控制，空白測(cè)定值均能控制在1

9、0-10～10-9范圍內(nèi)。 2)參考物質(zhì)測(cè)定：在我國(guó)現(xiàn)有用于生物醫(yī)學(xué)微量元素分析的30多個(gè)參考物質(zhì)中，選擇人發(fā)和小麥粉兩種國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為參考物質(zhì)，以微波消解法測(cè)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(cè)結(jié)果 1.檢測(cè)元素：本次研究檢測(cè)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(cè)樣本：本次研究檢測(cè)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(gè)點(diǎn)共4266份血樣。各點(diǎn)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(cè)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(jì)分析結(jié)果：(1)總體REE負(fù)荷水平：廣東省五個(gè)調(diào)查點(diǎn)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?yàn)椋篊e(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(jī)化設(shè)計(jì)資料均數(shù)的t-檢驗(yàn)，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(cè)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(gè)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(cè)結(jié)果：五個(gè)調(diào)查點(diǎn)的每個(gè)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(diǎn)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(xí)慣人群全血中REE水平：吸煙：經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)t-

15、檢驗(yàn)分析，廣東省五個(gè)調(diào)查點(diǎn)≥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(jì)學(xué)t-檢驗(yàn)分析，廣東省五個(gè)調(diào)查點(diǎn)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(cè)定血中稀土元素的方法。本方法的準(zhǔn)確度、精密度、檢測(cè)限以及線性范圍均能滿足檢測(cè)要求，適合大批量同步檢

16、測(cè)血中13種稀土元素。 (二)本研究首次對(duì)廣州越秀、深圳寶安、韶關(guān)北江、肇慶端州和連平等五個(gè)地區(qū)居民血中REE元素進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，得血中REE負(fù)荷水平特征如下： 1.廣東省五個(gè)調(diào)查點(diǎn)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(gè)調(diào)查地區(qū)居民血中REE含量分布特點(diǎn)以輕稀土為主，高Ce、高La；不同性別血中REE負(fù)荷水平無顯著性差異；不同地區(qū)間居民血中REE負(fù)荷水平存在顯著性差異