生物種類繁多,成分復雜。同壹種生物的成分和含量也會因品種、產地、成熟度、加工或保存條件而有很大差異;同壹分析對象不同部位的成分和含量也可能有較大差異,因此樣品采集必須從大量成分不均勻的被測物質中采集代表所有被測物質的樣品。
成分不均勻的固體樣品(肉、魚、水果、蔬菜、毛發等)。)在個體大小、成熟度、不同部位都有很大的差異,所以采樣要更加註重代表性,可以按照以下方法進行采樣。
根據不同的分析目的和要求,可以從不同部位抽取壹些肉樣,混合形成原始樣本,然後進行除法和歸約,得到所需數量的代表該動物的平均樣本。有些樣本取自壹只或多只動物的同壹部位,混合形成原始樣本,然後進行分割和歸約,得到所需數量的代表動物某壹部位情況的統壹樣本。
Fish可以隨機取多個樣本,切碎混勻,形成原始樣本,再進行除法和歸約,得到所需的平均樣本數。對於個體較大的魚,可從幾個個體上切取少量可食用部分獲得樣品,切碎混勻形成原始樣品,再分割縮小獲得所需數量的均勻樣品。
如果果蔬體積較小,可以隨機取幾個整樣作為樣本,切碎混合形成原始樣本,再進行分割縮小,得到所需的平均樣本數。對於體積大的(如西瓜、蘋果、蘿蔔等。),可根據成熟度和個體大小的組成比例選取若幹個個體作為樣本,每個個體可按生長軸垂直分成4或8份,斜向2份,切碎混勻,得到原始樣本,再進行分割縮小,得到所需數量的平均樣本。對於蓬松的葉菜(如菠菜、大白菜等。),從多個包裝中分別取出壹定數量的樣品,混合、搗碎、混勻,形成原始樣品,然後進行分割、歸約,得到所需數量的均勻樣品。
人體發樣壹般以2 ~ 5g為宜,要求取同壹部位頭發,男性頭發以枕為準,女性頭發原則上以短發為準。獲得的頭發應該清洗、幹燥和保存。
貽貝用純凈的自來水洗凈,去殼,搗碎,混合,有的取樣品。
種子脫粒後要混合均勻,攤開,用平方法和四分法分取所需樣品。
85.3.1.2生物樣品的幹基制備
各種生物樣本送至實驗室時,應及時準備。如果無法及時制作樣品,應將樣品保存在冰箱中,以免腐爛變質。由於生物樣品制備工作量大,要協調送樣方送樣,以便送檢樣品能及時處理,送檢樣品要做好記錄。
由於生物樣品中某些元素的含量過低,直接用新鮮樣品檢測,許多元素的報告率不夠,難以滿足分析要求。新鮮樣品制成幹基後,壹方面可以大大提高分析元素的檢出限;另壹方面,將生物樣品制成幹基,使樣品更加均勻,幹基樣品的分析方法變得更加多樣合理,同時便於樣品保存,使外部檢驗成為可能。
生物樣品種類繁多,水分、脂肪、糖、蛋白質含量差異較大,因此不同種類的生物樣品制備方法不同。以下方法可用於制備不同種類生物樣品的幹基。
蔬菜樣品的萎蔫部分去除後,土壤、灰土、化肥、農藥等。被自來水沖走。反復洗滌後,將新鮮樣品用蒸餾水洗滌,幹燥,立即稱重,切成小塊,用電風扇吹過夜(為了除去表面水分),在60℃烘箱中幹燥,稱重,計算幹濕比。幹樣品用高速粉碎機制成粉末樣品,用紙袋和塑料袋包裝保存。
從水果樣品上剝(或切)足夠的代表性樣品,稱重後切成小塊,放入60℃烘箱中烘幹,稱幹基,計算幹濕比。由於有些水果含糖量較高,容易吸潮發粘,所以幹燥後應立即制樣,高速粉碎機制成的粉末樣品用紙袋和塑料袋包裝,放入幹燥器中保存,及時分析。如果制備好的樣品放置時間長,吸潮結塊,需要在樣品測試前在60℃的烘箱中烘幹,然後重新制備。
對於貽貝樣品,異物如空殼、石頭、淤泥等。首先被去除,然後表面被清潔。將清洗後的樣品冷凍過夜後取出去殼(針對貝類產品冷凍致死後容易去殼的目的)。稱重後,在60℃下幹燥,稱重幹基質量,計算幹濕比。幹燥樣品經高速粉碎機制成粉末樣品,用紙袋和塑料袋包裝保存。
頭發樣品用1%中性無磷洗滌劑浸泡12h,用自來水沖洗,切成小段,用蒸餾水沖洗,用去離子水沖洗兩次,60℃烘幹備用。
糧食樣品是固體,含水量低,硬度大,可以先烘幹,再用粉碎機或研缽研磨,混合均勻。如果糧食需要脫殼,可以用專用設備先脫殼,再脫膜,然後烘幹,在高速粉碎機中制成粉末樣品。樣品用紙袋和塑料袋包裝保存。
將魚樣品的可食部分用刀切開,稱重並切成小塊,60℃幹燥,稱重,計算幹濕比,在高速粉碎機中制成粉末樣品。
葉片樣品先用水沖洗,再用1%中性無磷洗滌劑洗滌去除汙垢,用自來水多次沖洗,用蒸餾水沖洗,幹燥,稱重,在60℃烘箱中幹燥,稱重,計算幹濕比。幹樣品用高速粉碎機制成粉末樣品,用紙袋和塑料袋包裝保存。
將根、莖、枝樣品用自來水沖洗多次,再用蒸餾水沖洗,幹燥,稱重,用鍘草機或剪刀切成薄片,在60℃烘箱中幹燥,稱重,計算幹濕比,用高速粉碎機制成粉末樣品,用紙袋和塑料袋包裝保存。
難以采集的生物樣品(如浮遊植物)可在消化灌溉的基礎上直接從淡水中取出,在60℃下幹燥至近幹,然後用酸消化進行分析。
對於難以制成幹基的樣品(如脂肪含量高的樣品),直接搗碎成勻漿,取樣後直接分析。
註:幹濕比是指生物樣品的鮮基重與幹基重之比。當生物樣品的測試結果由幹基結果報告時,也報告水分含量。也可以換算成鮮基結果:鮮基結果=幹基結果×幹濕比。
需要註意的事項
由於生物樣品的種類不同,在實際的幹基生產中可以參照上述幹基生產采用靈活的方法。在樣品處理中,應避免所用儀器造成的汙染,各種儀器和容器應采用惰性材料,如不銹鋼、合金材料、玻璃、陶瓷、高強度塑料等。
85.3.1.3生物樣品的化學預處理
由於現代科學技術的發展,在分析化學領域,人們越來越重視與人體健康密切相關的微量元素的分析和研究。原子吸收光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、等離子體質譜法、原子熒光光譜法和電化學分析法廣泛用於生物樣品的分析。
生物樣品成分復雜,有機質含量高,基體幹擾大,因此生物樣品元素分析的成敗在壹定程度上取決於樣品的消解方法。目前廣泛使用的消解方法主要有高溫爐幹法灰化、開放式濕法消解、高壓密閉式消解和微波消解。
各種消化方法的原理和特點描述如下。
(1)幹灰化
幹灰化是壹種通過高溫燃燒破壞樣品中有機物的方法,所以也叫燃燒法。樣品在灰化爐(壹般550℃)中充分氧化。除汞等揮發性元素外,大部分金屬元素和壹些非金屬元素都可以用這種方法進行預處理。
原則。將壹定量的樣品在坩堝中加熱,使其中的有機物脫水、碳化、分解、氧化,然後放入高溫灰化爐(壹般在500 ~ 550℃)中進行灰化,使有機成分完全分解為二氧化碳、水等氣體並揮發,直至殘渣為白色或淺灰色,所得殘渣為無機成分,用酸提取的溶液可用於測定。
方法的特點。方法的優點:①不加或加很少試劑,空白值低。(2)大部分樣品燃燒後留下的灰分體積很小,可以增加稱量量,提高檢出限,提高檢出率。③有機物分解徹底。④操作簡單,灰化過程中無需打理,同時可以做其他實驗的準備。方法的缺點:①樣品處理時間長。②由於開放式灰化和高溫,容易造成壹些揮發性元素的損失。(3)裝有樣品的坩堝對被測組分有壹定的吸附作用。由於高溫灼燒,坩堝材料結構變為微小的孔洞,使得壹些待測組分被困在孔洞中,難以溶出,導致測定結果和回收率較低。
(2)常壓濕法消化
常壓濕法消解,簡稱消解法,是壹種常見的無機樣品消解方法。即強氧化劑(如濃硫酸、硝酸、高氯酸、高錳酸鉀等。)加入樣品中進行消化,被測物質以離子狀態儲存在溶液中。
原則。通過在樣品中加入強氧化性酸(如濃硝酸、濃硫酸、高氯酸),結合加熱消解,有時加入壹些氧化劑(如高錳酸鉀、過氧化氫)或催化劑(如硫酸銅、硫酸汞、二氧化硒、五氧化二釩等。),樣品中的有機物完全分解氧化並以氣態逸出,而待測成分則轉化為離子態存在於消化液中進行檢測。在實際工作中,多種試劑經常組合使用。
方法的特點。方法優點:①由於使用強氧化劑,有機物分解速度快,消化時間短。(2)由於加熱溫度比幹灰化低,可以減少金屬揮發和逸出的損失,同時容器吸收較少。(3)被測物質以離子狀態儲存在消化液中,便於各種微量元素的測定。方法的缺點:①在消化過程中,有機物的快速氧化往往會產生大量的有害氣體,因此操作需要在通風櫃中進行。(2)在消化初期,容易產生大量的泡沫溢出,需要操作者時不時的打理。(3)消解過程中使用大量氧化劑,試劑用量大,空白值高。
(3)高壓罐消解法
高壓鍋消解法是將樣品置於密閉的高壓消解罐中,加入消解劑,在高壓下分解樣品。
原則。樣品在高壓下內部加熱。通過消化器的氧化作用,樣品表層不斷被攪拌和裂解,不斷產生新鮮表面與之反應,導致分子間高速碰撞和摩擦,促進樣品快速分解。
方法的特點。該方法的優點是:①樣品消化完全,試劑消耗少,空白值低。②特別適用於汞、硒、砷等揮發性元素的分解和測定。③勞動強度低,操作簡單。目前已廣泛應用於生物、地質、冶金、煤炭、醫藥、食品等領域。這種方法的缺點:①樣品處理比其他方法更危險。(2)對消化池的密封性和耐壓性要求高。③消化池投資成本高。
(4)微波消解法
微波消解是壹種全新高效的樣品消解方法,是將樣品置於密閉的消解罐中,利用微波加熱來達到消解樣品的目的。
原則。微波是頻率範圍為300 ~ 3000000 GHz的電磁波,具有傳統加熱所不具備的內熱、吸收等獨特優勢。當這樣的微波場作用於液體分子時,分子以每秒24.5億次的速度不斷改變正反方向,導致分子間高速碰撞摩擦,從而產生高熱;對於解離的物質,在微波場的作用下,離子定向流動形成離子流,在流動中與周圍的分子和離子碰撞摩擦,轉化為熱能,促進樣品快速溶解。
方法的特點。該方法的優點:①樣品消化完全,節能、省時、汙染少。②適用於揮發性元素的分解和測定。③操作簡單,勞動強度低。這種方法的缺點:①樣品處理比其他方法更危險。(2)對消化池的密封性和耐壓性要求高。(3)每次處理的樣品數量少,對於大批量、重復實驗比較麻煩。④設備昂貴,分析成本高。