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南京科捷檢測科技發(fā)展有限公司
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閱讀：5831發(fā)布時(shí)間：2018-8-30
一、概述
鋅是人體*的微量元素，人體內(nèi)缺鋅會(huì)引起嗜眠癥和延緩智力發(fā)育，頭發(fā)中鋅含量反映了人體健康狀況。微量元素的多少可以反映人體的健康狀況，人發(fā)中的金屬元素含量與人群的遺傳和生活條件因素有關(guān)。正常人體內(nèi)鋅含量為1.4-2.5g，分布于人體各組織器官中，其中頭發(fā)中鋅的含量為125-250 ug/g。鋅是人體必需的微量元素，在人體內(nèi)具有重要功能， 對機(jī)體生長發(fā)育、創(chuàng)傷愈合、免疫預(yù)防具有重要的作用[1]。缺鋅可使人體生理功能異常，導(dǎo)致生長發(fā)育緩[2]。目前，人發(fā)已作為一種理想的活體組織檢查材料，其中的鋅含量標(biāo)志著人體微量元素鋅含量是否正常。因此，分析人發(fā)中鋅含量具有一定意義。
本文建立了原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析方法，頭發(fā)樣品經(jīng)過用消化法處理成溶液后，直接將消解液噴入空氣-乙炔火焰中進(jìn)行鋅離子的測定。結(jié)果表明，原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析操作簡單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。值得推薦使用。
二、原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析時(shí)用的儀器與試劑
1、試劑準(zhǔn)備
1000μg·mL-1鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取0.1688g醋酸鋅于250mL燒杯中，用1%的稀硝酸使其溶解后，冷卻幾分鐘，移入50mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，備用。
濃硝酸、過氧化氫，均為分析純，1%的稀硝酸。
2、儀器準(zhǔn)備
4520A全自動(dòng)火焰/石墨爐原子吸收分光光度計(jì)（南京科捷分析儀器有限公司），乙炔鋼瓶、無油空壓縮機(jī)或空氣鋼瓶，聚乙烯試劑瓶（500 mL），烘箱，可調(diào)溫電加熱板（濕灰化法），燒杯（250 mL），容量瓶（50 mL，500 mL），吸量管（5 mL），錐形瓶3個(gè)（100 mL），漏斗3個(gè)。
三、 原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析實(shí)驗(yàn)步驟
1、發(fā)樣采集
用不銹鋼剪刀取距發(fā)根1~3 cm處的發(fā)樣約0.5g，于燒杯中用中性洗滌劑浸泡2 min，然后用自來水沖洗至無泡，這個(gè)過程一般須重復(fù)2~3次，以保證洗去頭發(fā)樣品上的污垢和油膩。后，發(fā)樣用去離子水沖洗三次，晾干，置烘箱中于110℃干燥至恒重(約1 h)，干燥完畢將頭發(fā)樣品剪碎至1 cm左右。
2、發(fā)樣的消化處理
分別準(zhǔn)確稱取上述處理過的發(fā)樣0g、0.2393g（樣品一）和0.2435g(樣品二）于3個(gè)100mL錐形瓶中。分別先加入4 mL濃HNO3，稍冷后緩慢滴加2 mL 30% H2O2。蓋上短頸漏斗，待溶液反應(yīng)穩(wěn)定后置于電熱板上加熱消解，加熱溫度控制在中檔，消解至溶液澄凈透明。若消解后呈深棕色，應(yīng)再加少許H2O2，繼續(xù)加熱使之變淺，后細(xì)心蒸至冒白煙溶液剩余1~2 mL（不可蒸干）。取下冷卻后，加入10mL水微沸數(shù)分鐘再至干，放冷，反復(fù)處理兩次后用1%的稀硝酸將其移入50mL容量瓶中，稀釋至刻度搖勻。用20mL移液管移取20mL上述溶液于50mL容量瓶中，加去離子水至刻度線搖勻。
3、標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制
用1mL移液管準(zhǔn)確移取1mL 1000ug·ml-1鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，此溶液鋅的濃度為10μg/ml。在6個(gè)50 mL容量瓶中加入上述10.0 μg/mL Zn2+標(biāo)準(zhǔn)溶液0 mL，1.0 mL，2.0 mL，4.0mL，5.0 mL，加入濃HNO3 2滴，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。系列鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.000 μg/mL，0.200 μg/mL，0.400 μg/mL，0.800 μg/mL，1.000 μg/mL。
4、jia工作條件的選擇與設(shè)定
1）分析線的選擇
選擇鋅原子的共振線 213.9 nm作為分析線，因在 213.9 nm波長下沒有鄰近線的干擾。
2）燃料與助燃料流量比的選擇
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，當(dāng)空氣流量固定為 5. 5L/ min ，乙炔流量為1. 2L/ min時(shí)可顯示較好的靈敏度。即空氣∶ 乙炔 = 4. 5∶ 1 為hao。
3）燈電流的選擇
由實(shí)驗(yàn)測得燈電流為8 mA時(shí)靈敏度jia。
4）其他條件的選擇
光譜通帶:選擇 0. 7nm - 1. 4nm為宜。燃燒器高度:應(yīng)選擇在分析中有大吸收時(shí)的高度與位置。
根據(jù)所查閱文獻(xiàn)資料，按照表1設(shè)置儀器工作條件：
表1.儀器工作條件
| 波長 （nm） | 狹縫 (nm) | 燈電流 (mA) | 乙炔流量(L/min) | 空氣流量 (L/min) | 燃燒器高度 (mm) |
| 213.9 | 0.2 | 8 | 0.5 | 5.5 | 5 |
安裝Zn空心陰極燈，用蒸餾水調(diào)節(jié)儀器的吸光度為0。
四、原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析試液的測定
在上述所設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件下，按由稀到濃的次序測定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液吸光度，并記錄，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在和鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的相同測定條件下，測定發(fā)樣的試樣溶液的吸光度，計(jì)算頭發(fā)中的鋅含量。
五、原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析結(jié)果計(jì)算
1、測定標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線
表2. Zn2+的濃度對應(yīng)吸光度數(shù)據(jù)表
| 樣品編號(hào) | Abs | 濃度(ug/mL) | SD | RSD(%) |
| 標(biāo)準(zhǔn)溶液Zn1 | 0.012 | 0.000 | 0.0008 | 3.8518 |
| 標(biāo)準(zhǔn)溶液Zn2 | 0.064 | 0.200 | 0.0008 | 1.2386 |
| 標(biāo)準(zhǔn)溶液Zn3 | 0.124 | 0.400 | 0.0017 | 1.3916 |
| 標(biāo)準(zhǔn)溶液Zn4 | 0.268 | 0.800 | 0.0031 | 1.1596 |
| 標(biāo)準(zhǔn)溶液Zn5 | 0.332 | 1.000 | 0.0018 | 0.5437 |
由表2. 繪制出Zn2+離子的A-c曲線如圖1. 所示。
由圖1可知Zn2+標(biāo)準(zhǔn)曲線的方程為 A=0.3267 c + 0.0032。其中，c是Zn2+濃度，單位為μg/mL；A為吸光度。線性相關(guān)系數(shù) R=0.99856。
2、頭發(fā)中鋅含量的計(jì)算
實(shí)驗(yàn)測定空白試液、樣品一和樣品二的吸光度如表3：
表3. 試樣溶液Zn2+的濃度對應(yīng)吸光度數(shù)據(jù)表
|
| 頭發(fā)質(zhì)量（g） | Abs | 濃度（μg/mL） |
| 空白 | 0.000 | 0.040 | 0.114 |
| 發(fā)樣1 | 0.2393 | 0.302 | 0.916 |
| 發(fā)樣2 | 0.2435 | 0.234 | 0.707 |
實(shí)驗(yàn)測定樣品一和樣品二的吸光度扣除背景吸收后，吸光度分別為0.262和0.194,將其帶入Zn2+標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，可得試樣溶液中Zn2+的濃度c，c1 =0.802μg/mL c2 =0.593μg/mL。
再按式（1）計(jì)算出發(fā)樣中鋅的含量：
ω( Zn) = 
（1）
式中：ω( Zn)為發(fā)樣中鋅的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) (μg/ g)；c為有標(biāo)準(zhǔn)曲線查得消化液中的鋅濃度 (μg/ mL)； V為發(fā)樣消化液定容體積 (mL)；m為發(fā)樣質(zhì)量 ( g) 。
發(fā)樣1中鋅含量ω( Zn)1 = 
發(fā)樣2中鋅含量ω( Zn)2 = 
因此，頭發(fā)中鋅的平均含量ω( Zn) = 
3、分析
參考國內(nèi)不同年齡段發(fā)樣測定見表4，本次實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果361.67μg/ g高于文獻(xiàn)值中的青年組含量。
表4.文獻(xiàn)各人群發(fā)樣鋅含量
造成這種情況可能有多鐘原因：
飲食結(jié)構(gòu)的習(xí)慣可能影響頭發(fā)中Zn的含量，比如現(xiàn)在的人普遍每天都飲用牛奶，而牛奶中就含有豐富的Zn，過多的Zn攝入量可能通過頭發(fā)的生長排出身體。取發(fā)樣者飲食結(jié)構(gòu)的改變，生活中偏向攝取富鋅的食品如肉類、蛋類、牡蠣、蟹、花生、杏仁和土豆等，使得體內(nèi)鋅的含量偏高。其次該同學(xué)的生活環(huán)境對頭發(fā)中鋅的含量也有影響。
本次試樣發(fā)樣采集于大學(xué)生，主要從事腦力勞動(dòng)，可能頭發(fā)中的Zn含量會(huì)高于正常人，即腦力勞動(dòng)強(qiáng)度的大小可以通過頭發(fā)中Zn含量反映出來。
本次實(shí)驗(yàn)樣品處理經(jīng)過了110℃的高溫烘干，可能會(huì)造成頭發(fā)中部分有機(jī)物分解，即烘干前后樣品質(zhì)量產(chǎn)生較大差異，使得非揮發(fā)性的Zn含量升高。
本實(shí)驗(yàn)中，發(fā)樣1鋅含量為418.93μg/ g，發(fā)樣2鋅含量為304.41μg/ g。由于此次實(shí)驗(yàn)中操作規(guī)范化，且觀察該發(fā)樣學(xué)生的頭發(fā)發(fā)現(xiàn)該頭發(fā)發(fā)梢有分叉等營養(yǎng)不良現(xiàn)象，根部則沒有。所以，造成發(fā)樣2鋅含量比發(fā)樣1小的原因可能為發(fā)樣1中大部分為發(fā)根處頭發(fā)，鋅含量較高，發(fā)樣2中大部分頭發(fā)為發(fā)尾處頭發(fā)，鋅含量相對較低。故在進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)取距發(fā)根相同距離處頭發(fā)進(jìn)行定量分析，以減少誤差。
六、原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析結(jié)論
吸光度測量的相對誤差應(yīng)該考慮背景校正。如標(biāo)準(zhǔn)溶液的酸度和未知液的酸度并不嚴(yán)格相等，會(huì)造成吸光度A有一定的差別。此次實(shí)驗(yàn)通過空白試液扣除背景吸收的方法進(jìn)行背景校正。并通過兩次測量鋅含量的實(shí)驗(yàn)方法，計(jì)算平均值。對于本次實(shí)驗(yàn)可以采取多次平行測定制作鋅標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。
本次實(shí)驗(yàn)只是簡單的測定了發(fā)樣中的鋅含量，我們還可以拓展出其它與此相關(guān)的研究。比如，我們可以研究不同年齡段人的頭發(fā)中鋅含量變化，或者頭發(fā)中鋅含量和飲食結(jié)構(gòu)的聯(lián)xi等，故本次實(shí)驗(yàn)具有好的實(shí)踐意義和價(jià)值。分析結(jié)果表明，本原子吸收檢測兒童青少年頭發(fā)微量元素鋅分析方法操作簡單，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確。具有一定的使用價(jià)值。
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