人發中24種無機元素的分析及其應用研究

本課題研究目的是建立頭發中24種元素(Be, Mg, Ca, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Rb, Ag, Cd, Cs, Ba, Au, Tl, Hg, Pb, Th, U)的微波消解電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)的檢測方法,為健康人群頭發中無機元素數據庫的建立提供檢測技術支持。為法醫學鑒定、中毒案件偵查、法庭審判和臨床診斷及食品安全監測及結果評判提供參考數據。研究分為二部分： 1、24種元素的微波消解ICP-MS方法建立及應用 優化頭發清洗方法和微波消解條件及電感耦合等離子體質譜條件,以銦(115In)作內標,建立人發中的24種元素電感耦合等離子體質譜分析方法。

比較了6種不同清洗方法(1%曲拉通、5%EDTA、0.1%SLS、IAEA方法、超聲及0.5%曲拉通超聲)對同一個體來源頭發的清洗效果,結果顯示用0.5%曲拉通超聲的方法適合本實驗中頭發的清洗。 分析過程中汞(Hg)會吸附在樣品瓶壁、進樣管路內壁等處,導致汞的損失,影響檢測結果。而汞與金(Au)可以形成金汞齊,金汞齊不吸附在器皿和儀器進樣通路的內壁,當金汞齊離子化時,兩種元素又容易分開,從而達到高效檢測的目的。本研究在汞標準工作溶液為50μg/L條件下,分別按照金汞比例為20：1、10：1、1：1、1：10、1：20添加不同含量的Au工作溶液,通過比較不同的金汞比例克服汞吸附的難題。

結果表明在汞工作溶液中按照金汞比例為10：1-1：1添加相應的金,能減少汞的吸附。50mg頭發用3mL65%HNO3在較溫和的條件下32分鐘即可完全消解樣品,消解罐無殘留。汞的加標回收率為105%～106%,表明微波消解條件對揮發性元素效果佳。 24種元素的方法檢出限范圍為0.0003μg/g~10.14μg/g,日內精密度范圍為1.3%-14.7%,日間精密度范圍為3.4%-12.0%。測得值與人發粉標準物質(編號GBW07601、GBW09101b)的標準值與基本相符,準確度高。標準人發粉中未給出標準值的元素通過加標回收實驗,其回收率范圍為90%-99%。該方法靈敏度、準確度高,適用于法醫毒物分析領域頭發中的元素篩選,尤其對常見有毒重金屬能夠全面快速的檢測定量。 所建方法成功應用于司法鑒定實踐。

一中毒患者的2份頭發檢出鉈含量分別為22.705μg/g、28.367μg/g,對照組頭發含量分別為0.0045、0.013μg/g。檢測結果表明該案例系鉈中毒。2、海洛因濫用者頭發中元素含量檢測 統計56例健康志愿者頭發中24種元素的正常值范圍。分析23例海洛因濫用者頭發中元素的含量,通過與正常值的比較探索差異,另外對其中10例濫用時間和戒斷時間明確的海洛因濫用者的頭發按照其戒斷的時間進行分段,縱向比較其治療前后頭發中元素的含量差異,以指導海洛因濫用者的治療手段,為預防海洛因濫用者復吸,幫助其治療提供技術和數據支持。用Graphpad統計軟件對海洛因濫用組和對照組檢測結果進行組間T檢驗。結果兩組的Be、Au、Ba、Cs、Ni、Th含量差異極顯著(P0.01), Cr、T1、U差異顯著(P0.05)。對10例海洛因濫用者分段的頭發檢測數據做配對樣本T檢驗,治療后頭發中Mg, Ga和Ba含量低于之前(P0.05),差異有統計學意義。鋇可能是導致海洛因濫用者高發心率失常和消化道癥狀的原因之一。