文献综述-人发中微量元素锌的测定

“岁课年功头发知”--人发中微量元素锌的测定

摘要：讨论了利用人发作为实验对象测定其中的微量元素锌的含量的科学意义。通过总结文献，比较各种不同的样品预处理方法以及锌含量测定的方法，寻找最优分析手段。结论中得出用湿消解法处理样品并用火焰原子吸收法测定溶液中的锌含量是最适宜于在实验中采用的方法。

关键词：锌；发样；样品预处理方法；锌含量测定方法

Determination of The trace element Zinc in Human hair

Abstract: In this paper, the significance on the determination of zinc as a trace element in human hair is discussed. By reading relevent references, comparing with different sample pretrement methods and different methods of zinc content measurement , we try to find a best analysis method. The conclusion is that the method of wet dispelling way plus flame atomic absorption spectrometry(F AAS) is most suitable for the measurement of zinc.

Keywords: zinc; human hairs; sample pretrement methods; methods of zinc content measurement

引言

锌是元素周期表中的第三十号元素，也是人体所必需的微量元素之一。科学研究表明，锌是人体内200多种酶和蛋白质的重要组成成分，广泛参与了生命活动的各个方面，如人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要的生理过程。如果人体内缺锌，会产生免疫功能

缺陷、伤口愈合困难、儿童生长受阻、智力发育不良、食欲低下、视力下降【1】等一系列锌缺乏症【2】。因此，人体中的锌含量水平可以反映出一个人的身体的健康状况，因此研究锌含量的测定也就有了它的科学价值。

根据对人体锌含量进行测定的取样部位不同，在医学上可以将锌含量分为血锌、发锌、尿锌、肝锌、红细胞锌等，其中血锌和发锌讨论最为广泛。每个锌含量之间的变化关系大致一致，但并不完全相同，比如在临床学上有重要意义的发锌含量和血锌含量，这两者含量通常是不同的。相比较而言，由于头发是人体微量元素的一个排泄器官，发锌可以反映出几周内甚至是几个月内人体中的锌的状况，但其反映出的是一个长期的情况，而补锌治疗的效果具有及时性，只有用血锌才有明显的反映效果。有文献表明，发锌含量测定受环境、发样洗涤方法、人发生长速度等因素影响较大，可靠性不佳，而血锌含量能较准确的反映出体内的营养状况【3】。然而，发锌含量分析却有着采样方便、无痛苦、易保存等血锌方法所不具有的优势，特别适用于针对低龄儿童开展的有关锌含量的研究【4】。由于实验须在化学实验室开展，在取样方面的困难使我们只能进行发锌的测定。本文作者旨在对现有文献中对人体头发锌含量测定的实验方法进行总结和考察，并比较各种不同的样品预处理方法以及锌含量测定的方法的优缺点，从而寻找最优分析手段。

一、分析方法总结

人发中锌含量的分析方法是一个热门的课题，有很多的文献都对其进行过讨论，而分析方法更是千差万别。本文将分析方法的不同分为样品预处理方法的不同以及溶液中锌含量测定方法的不同，分别进行总结，旨在从千差万别的分析方法中选出较优的并易于在实验室进行的实验方法。

1．样品预处理方法总结

1.1 原理

人发属于生物样品，容易受到环境中污染物的污染，而且锌的化学存在形式多样复杂，难以直接进行分析，因此必须先对样品进行预处理步骤，包括用合适的洗发水或洗洁精洗净、

剪碎、充分干燥等步骤，后需要将其微量锌以金属离子状态转入到溶液进行测定。从现有的文献看，目前测定头发常用预处理方法主要有干灰化法和湿消化法两种。

1.2 样品采集处理

从文献看，这一步的处理步骤基本大同小异，取正常人的枕部（无染发和烫发经历者）距头皮1~3cm头发2g，并剪成0.2~0.3cm碎段，充分混匀，置于100ml烧杯中用自来水漂洗几次，加入质量浓度为50g/L的中性洗涤剂溶液浸泡1h，弃去洗涤剂废液，用去离子水洗至无泡沫，再用丙酮浸泡1h，弃去丙酮，在60~70℃烘箱中烘干【5】。后依次使用不同的前处理方法。

1.3 样品预处理

1.3.1 湿消解法

常用的样品消化方法方法为湿消解法，通常采用的试剂为混酸，其中浓硝酸：高氯酸=4：1（V/V）（亦有说法为5：1【6,7】）。有文献中提到可将氧化剂改为H2O2，而硝酸不变，其用量的比为浓硝酸：过氧化氢=10：1（V/V），同样获得了较好的效果【7,8】。用湿消解法时，通常为了提高化学反应的速率，需要采用一些加热的手段，一般使用电热板加热升温，加热使溶液剩余1~2mL，此时白眼冒尽并得到透明的溶液，即可认为消化已经完成。有文献中提出了利用微波进行消解，即使反应在微波炉中进行，这样可进一步提高反应速率，消化过程在约7min内即可完成【8,9】，这种方法称为微波消解法。

1.3.2干灰化法

干灰化法即将准确称取的头发样品置于瓷坩埚内，放入马弗炉中先进行低温干燥（大约是在250℃保持3h），而后高温灰化(600℃)，灰化至样品呈灰白色时，冷却，移入比色管，用硝酸溶解。首乌粉测定镁含量的实验中首乌粉的消化方法即是用的马弗炉灰化法。该法耗时较长，本实验中若使用马弗炉对发样灰化大概需要4h。

1.3.3 电热板消解【10】

准确称取发样先加入浓HNO3，稍冷后缓慢滴加30% H2O2。待溶液反应稳定后置于电热板上加热消解，加热温度控制在中档，消解至溶液澄净透明(若消解后呈深棕色，应加少许过氧化氢，继续加热使之变浅，最后细心蒸至溶液剩余1~2 mL)。加少量去离子水稀释，转移至50 mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，待测定。

1.3.4非完全消解法【11】

准确称取发样0.1000g左右于小烧杯中，加入3.0 ～6.5ml浓硝酸，用玻璃棒压紧发样，