原子吸收法测定头发中锌含量

原子吸收法测定头发中锌含量
小组号：204 小组成员：李子宜、甘汉麟
一、摘要：
锌在人体新陈代谢中起到很大的作用，能参与许多酶的合成，促进人体发育。

使用原子吸收火焰光度法检测人发中锌含量，检材易得到，方法具有简便、快捷、稳定、灵敏度高等特点。

最低检出限0.01mg•kg-1，RSD为1.38%。

二、关键词：
原子吸收光谱、头发、锌含量、分光光度法、定量分析。

三、引言：
1、目前对头发中锌含量测定方法的概述：
①高灵敏度显色反应测定头发中微量锌
在β一环糊精和曲拉通X—100联合作用于5-Br-PADAP显色体系时，采用分光光度法测定人发中的锌。

配合物的最大吸收波长为564 nm，表观摩尔吸光系数为1．18×105L/(mol*cm)，锌含量在0-24μg/(25mL)范围内服从比耳定律。

测定结果的相对标准偏差为1.1%(n=5)，加标回收率为98.0%-102.0%。

②双波长光度法同时测定头发中微量铜和锌
用双波长光度法同时测定头发中微量铜和锌。

在pH=9.0条件下，以锌试剂为显色剂，与铜、锌络合分别形成稳定的有色络合物，测得铜络合物的最大吸收波长为615nm，锌络合物的最大吸收波长为630nm。

采用双波长光度法，选用铜的测定波长对为615/648nm，铜锌舍量在波长627nm的等吸光点进行测定。

铜含量和铜、锌合量的线性范围都在0~30μg/25ml范围内符合比耳定律。

试验结果表明，该方法准确，简便适用，方法回收率在92%~108%之间。

用于同时测定头发中微量铜和锌，结果满意。

③方波溶出伏安法测定头发中锌的含量
PH=6.00的乙二胺——盐酸缓冲溶液中，采用铋膜电极做工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂为辅助电极，测定头发样品中的锌的含量．结果：方波溶出伏安法的灵敏度高，线性范围较宽，因此该方法是一种灵敏度和正确度较高的测定微量锌含量的方法，且操作方便快捷，仪器装置简单，价格低廉，适合测量人发中锌的微量含量．在富集沉积阶段。

溶液应进行搅拌，以提高工作电极表面的富集量；在平衡阶段，溶液应停止搅拌，使溶液充分静止，
以使在溶出过程得到纯的扩散电流；在溶出阶段，富集在电极表面的待测物质氧化为离子，重新进入溶液，进行电位扫描，并得到溶出峰，以此进行定量分析。

④干燥箱溶样火焰原子吸收法测定头发中锌、铁、铜、钙、镁含量
建立火焰原子吸收法快速测定头发中锌、铁、铜、钙、镁含量的方法，采用干燥箱溶样，火焰原子吸收法测定头发中锌、铁、铜、钙、镁含量。

方法回收率为86.2%~104.0%，相对标准偏差为1.2%~6.2%。

该法具有省时、简便、可靠、快速的特点。

用温度较低、可调的箱式干燥箱，避免上述设备剧烈加热造成的样品损失，而且省时、节约试剂。

⑤微波消解-火焰原子吸收光谱法测定人发中的锌
采用微波消解人发样品，用火焰原子吸收光谱法测定了样品中Zn的含量。

结果表明，该法具有良好的准确度和精密度，加标回收率在97.0%～102.2% 范围内，相对标准偏差（RSD）≤1.82%。

⑥原子吸收分光光度法测定人发中的锌
湿法消化，取试样于表面皿上并用浓硝酸和氯酸来消解，于电热板上低温加热溶解，最后定容，进行锌的原子吸收光谱测定。

干法消化，准确称取上述发样于石英柑祸，放入马弗炉内恒温缓缓升温至500℃，保温2-3h，待碳质机物完全被破坏及灰化后，取出稍冷，加入浓硝酸于电热板上低温加热溶解，最后定容，进行锌的原子吸收光谱测定。

2、微量金属元素锌在人体中的作用：
锌是人体中的微量元素，大部分分布在骨骼、肌肉、血浆和头发中，含锌最高的组织是眼球视觉部分(含4%)和前列腺。

锌在人体中起到很大作用，人体中含锌的酶和被锌激活的酶达70多种。

锌参与核酸蛋白质代谢过程，能促进皮肤、骨骼和性器官正常发育，维持消化和代谢活动。

缺锌会影响胃粘膜的修补，引起食欲减退、吸收障碍综合症、肠胃性肢皮炎、口腔炎、皮肤粗糙以至角质化皮炎，久而久之,发育滞缓甚至贫血。

但过多摄入锌会引起呕吐、腹痛、肚泻等锌中毒症状。

在冶炼和加工锌的场所,吸人氧化锌微尘,会发生“金属烟雾症”。

头发和血液中的测定在反映体内这些元素营养状态中的作用各有侧重，血液中的锌含量测定对临床诊断短期内这些元素缺乏和近期疗效评价较为灵敏，而头发是人体的终末排泄器官，测定头发中的锌可反映机体内这些微量元素和矿物质在过去数周及数月中的营养状况和代谢变化。

因此对长期或慢性因素引起的这些元素缺乏的临床诊断尤为可靠。

3、选定实验方案的原理：
原子吸收是基态原子受激吸收跃迁的过程。

当辐射通过自由原子蒸气，入射辐射的频率等于原子中外层电子由基态跃迁到较高能态所需要的频率时，原子就产生共振吸收。

原子吸收分光光度法就是根据物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。

每一种元素的原子不仅可以发射一系列特征谱线，还可以吸收与发射线波长相同的特征谱线。

当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收其同种元素所发射的特征谱线，使入射光减弱。

特征谱线因吸收而减弱的程度称吸光度A ，与被测元素的含量成正比：
KLc I
I A ==0lg 当条件一定时，原子吸收分光光度法的定量依据是：
KLc A =
人或动物的毛发，用湿消化法或干灰化法处理成溶液后，溶液对213.9nm 波长光（Zn 元素的特征谱线）的吸光度与毛发中Zn 的含量呈线性关系，故可直接用标准曲线法测定毛发中Zn 的含量。

四、仪器与试剂：
1、仪器：
原子吸收分光光度计；乙炔钢瓶、无油空气压缩机或空气钢瓶；聚乙烯试剂瓶（500mL ）；高温电炉（干灰化法）或可调温电加热板（湿灰化法）；烧杯（250mL ）；容量瓶（50mL ，500mL ）；吸量管（5mL ）；干灰化法用瓷坩埚（30mL ）；湿灰化法用锥形瓶（100mL ）；曲颈小漏斗。

2、试剂：
① 1.0mg/mL Zn 的贮备标准溶液：准确称取0.1680g Zn(Ac)2•2H 2O ，用少量去离子水溶解后移入50mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

② 10μg/mL Zn 的标准溶液：吸取1.00mL Zn 的贮备标准液置于100mL 容量瓶中，用去离子水定容。

五、实验内容与步骤：
1、样品的采集与处理：
用不锈钢剪刀取1~2g枕部距发根1~3cm处的发样，剪碎至1cm左右，于烧杯中用中性洗涤剂浸泡2min，然后用自来水冲洗至无泡，这个过程一般需重复2~3次，以保证洗去头发样品上的污垢和油腻。

最后，发样用蒸馏水冲洗三次，晾干，置烘箱中于80℃干燥至恒重（约6~8h）。

准确称取0.3~0.4g发样于100mL锥形瓶中，加入5mL 4:1 HNO3-HClO4，上加弯颈小漏斗，于可控温电热板上加热消化，温度控制在140~160℃，待约剩0.5mL清亮液体，冷却，加10mL水微沸数分钟再至近干，放冷，反复处理两次后用水定容成50.0mL，待测。

同时制作空白。

2、标准系列溶液的配制：
在6只50mL容量瓶中，分别加入0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL Zn 的工作标准溶液，加水稀释至刻度，摇匀，待测。

3、测量：
按原子吸收分光光度计的仪器操作步骤开动仪器，选定测定条件：测定波长，空心阴极灯的灯电流，狭缝宽度，空气流量，乙炔流量等。

安装Zn空心阴极灯，用蒸馏水调节仪器的吸光度为0，按由稀到浓的次序测量标准系列溶液和未知试样的吸光度。

六、结果与讨论： 1、Zn 标准曲线：
浓度（mL g /μ）
0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 吸光度
-0.005 0.092 0.191 0.324 0.427 0.563
2、头发中锌含量的计算过程：
空白试样溶液的吸光度为0.080，样品的吸光度为0.559；进行背景扣除后，样品的吸光度应为：479.0080.0559.0=-。

将吸光度0.479代入Zn 标准曲线方程中，可得mL g c Zn /876.05683
.00188.0479.0μ=+=，则g mL mL g m Zn μμ8.4350/876.0=⨯=，而发样质量g m s 3237.0=，则此人头发中的Zn 含量为g g g g m m Zn s Zn /1353237.08.43%μμ===
，此结果落在文献数值的正常范围（g g /200~125μ）内。

3、讨论：
①发样处理过程中，必须先加入混合酸并冷却至室温后再放在电热板上加热消化；若在发样微热过程中滴加混合酸，消化的过程放出的热量加上电热板的热量足以令混合酸和发样燃烧从而使发样碳化，影响后续分析过程。

②空白试样中吸光度较高，可能由于锥形瓶装入空白试样前没有润洗干净，导致空白试样被污染，从而导致空白试样吸光度颇高。

③在HNO3与HClO4（腐蚀性强，取用时必须戴上橡胶手套。

）混合时容易发生爆炸，因此切勿一次性将HClO4倒入浓HNO3中，必须在浓HNO3中逐滴滴加HClO4，并与浓HNO3混合均匀后再滴加下一滴HClO4。

4、总结：
通过以上实验结果表明，利用火焰原子吸收法测定人体头发中锌含量的方法是可行的，该方法具有较好的准确度和精密度，无痛苦且抗干扰能力强，经济、实用、灵敏度高等优
点，是一种有效的测定人体中微量元素的方法。

七、参考文献：
[1] 俞英主编，仪器分析实验，化学工业出版社，北京，2008.4.
[2] 汪洋，张向前，商丘职业技术学院学报2007年第5期第6卷（方波溶出伏安法测定头发中锌的含量），文章编号：1671-8127 (2007) 05-0068-04.
[3] 孙明，张正尧，预防医学论坛2007年5月第13卷第5期（干燥箱溶样火焰原子吸收法测定头发中锌、铁、铜、钙、镁含量），文章编号：1672—9153(2007)05-0443-02. [4] 李奕，林美清，中华医药荟萃杂志2002年12月第6期第1卷（火焰原子吸收法测定头发中锌含量的研究），文章编号：1682-1149(2002)06-20-2.
[5] 韦连喜，孙志武，福建分析测试2007,16(2)（石墨炉原子吸收法测定头发中锌），文章编号：1009-8143(2007)02-0079-02.。