在多年的痕量元素分析過程中,應用最多的自然是原子光譜中資格最老的原子吸收,我工作以來先后使用過四臺不同廠家生產的原子吸收光譜儀,使用最久的當屬這臺東西分析的AA7003。在舊的進口儀器意外損壞,新的進口儀器面臨重重審查不能及時到位的情況下,東西分析這臺乖巧設備臨危受命來到本院,參與了多個課題的研究及分析數據的積累,在創造收益的同時,在本院的分析儀器史上留下了自己的印記,現在仍以它穩定、快速的優勢在本院的分析工作中占有一席之地。
分析科技工作的首要任務是服務于其他行業,為其他行業提供有目的的系統分析方法,滿足行業要求的指標。那就從這臺“東西分析AA7003”曾經參與的幾個重大事件說起。
一、某大型企業核電項目核電主泵擦拭方法研究
核電主泵由于其工作環境的特異性,要求運行期間免維護,這就要求主泵要有相當長時間的耐腐蝕性。研究表明,生產過程中的原料、輔助材料、接觸性材料及成品的零部件表面,某些陰、陽離子的數量必須得到控制,而生產過程中的輔助試劑不可避免的要引入大量的陰、陽離子,相關的資料和文獻幾乎為零。如何控制這些指標、如何規范生產流程讓從事工業生產的企業十分頭疼,找到我院尋求解決方案。
在多年從事元素分析的基礎指導下,我們從控制輔助材料使用、控制接觸性材料使用和成品表面擦拭分析三個方面入手,針對不同樣品的材質、性狀和組成,分別建立了多個標準分析方法,其中陽離子分析轉化為元素分析,主要采用這臺東西分析原子吸收光譜儀。由于樣品成分復雜,處理困難,導致取樣量較低、前處理引入試劑空白和基體效應較高,對儀器的靈敏度和檢出限都提出了很高的要求。
這臺設備配備有火焰和石墨爐兩種原子化器,在樣品基體成分復雜、酸度過大的影響下,我們主要選擇了火焰原子化器進行分析。全鈦燃燒頭具有優異的抗腐蝕、抗氧化能力,耐高溫,長時間使用積碳、吸附效應不顯著;高效霧化系統,節省樣品,靈敏度高;單光束光學系統,光學系統懸浮設計,震動、環境溫度變化不影響儀器穩定性;氚燈扣背景技術,預熱后較穩定,校正結果相對精確。使用這臺設備,我們完成了Pb、Cd、Cr等痕量元素的方法學研究及分析方法確認,并與其它設備一起申請兩項ZL。申請省級課題并驗收結題一項,配合該企業通過美國轉讓方的技術考核和現場評審。
二、“毒膠囊”事件中鉻含量篩查方法研究
震驚全國的“毒膠囊”事件在東北地區也引起廣泛關注。本院作為東北地區少數幾家擁有藥品檢測資質的備案實驗室,自《中國藥典》(2010年版)頒布以來,一直為東北地區多家藥廠提供明膠空心膠囊殼中鉻元素含量檢測,“毒膠囊”事件中未發出任何有爭議的報告。受事件影響,按國家食品藥品監督管理局規定,一時間,幾十家藥廠少則幾批多則幾十批送檢膠囊殼,面臨藥品下架的風險,急迫要求報告結果。
藥典規定,鉻元素檢測方法為微波消解-石墨爐原子吸收光譜法,檢測成本高,受微波消解罐數量限制,正常檢測周期為2~3天。當時膠囊殼質量良莠不齊,用非食品級明膠制備的空心膠囊及軟膠囊,鉻元素含量甚至高達80mg/kg以上,而國家規定的限量值為2.0mg/kg。石墨爐原子吸收測定鉻元素線性范圍約為10μg/L以下,又是高溫元素,一旦高濃度樣品造成污染,后期清洗包括消解罐、比色管、石墨管的清洗要耗費時間、精力,進一步延長檢測周期。為此,我們采用增大稱樣量、改用干灰化法來增加溶液中樣品濃度,通過使用富氧-乙炔焰提高原子化溫度,并適當使用表面活性劑提高霧化效率的方法,用火焰原子吸收分析方法對樣品進行篩查,篩查掉可能導致污染的高含量樣品。
采用東西分析的這臺原子吸收,經過方法學考證和方法優化,可以確定方法檢出限為1mg/kg,方法回收率在92.4%~105%,穩定性良好。將該方法與藥典標準方法進行比較,該方法不受硬件資產條件限制,干灰化法前處理周期短,火焰原子吸收法上機檢測時間明顯短于石墨爐原子吸收法,非常適用于不同品級多樣品分析篩查。盡管該方法不是國家規定標準方法,檢測結果不能用于出具檢測報告,但該方法的應用大大縮短了批量檢測中逐級稀釋和清洗污染的時間,有效保證了檢測周期。隨著國家規定各藥廠必須配備原子吸收,具備自檢能力,該方法也已推廣至部分藥廠,用于膠囊殼品級的初步判定。
三、東西分析火焰原子吸收儀器比對數據
原子吸收自1955年A.Walsh首度提出以來已經發展了大半個世紀,盡管發展了多種原子化器、發明了多種背景扣除方式和連續光源、研究了多種化學改進劑和在線富集方法,也有諸如ICP-OES、ICP-MS等新型光譜、光譜-質譜聯用儀器在挑戰著原子吸收的霸主地位,傳統火焰原子吸收光譜儀仍以其快速、靈敏度高、干擾小、成本低等方面的優勢,在大部分元素檢測方面占有一席之地。隨著國產分析儀器的繁榮發展,國產原子吸收的性能逐漸接近同類進口儀器,工作之余,將東西分析火焰原子吸收部分元素性能參數與某配有高靈敏霧化器,樣品提升量約為普通霧化器3倍的進口原子吸收進行了比對,具體數據見表1。
表1 AA7003與某進口儀器數據比對