铟（In）是一种稀有金属，传导性和延展性好，可塑性强，其氧化物能形成透明的导电膜，近年来广泛应用于液晶生产行业的铟锡氧化物（ITO）、半导体、低熔点合金，以及应用于临床医学等方面。1986年拉扎列夫等首次提到了In及其化合物的毒性^[1]。2008年，江苏一家生产手机液晶显示屏的工厂出现国内首例因In中毒引发的职业损害^[2]。由于In对工人肺泡和肺间质会造成不可逆的改变和损伤，职业性In中毒防治显得尤为重要。In及其化合物可通过胃肠、呼吸道和皮肤吸收进入人体，进入人体的大部分In盐在胃肠道吸收很少，血液中的In可与血浆蛋白（转铁蛋白、α-球蛋白和白蛋白）结合，迅速转运到软组织及骨骼^[3-5]。日本提出血清In的生物接触限值为3 μg/L。我国已经颁布了职业性In及其化合物中毒的诊断标准^[6]，但尚未制定血和尿中In的标准检测方法，对In及其化合物接触人群尚无相应的生物监测指标和生物接触限值。由于缺乏相应的生物监测指标和接触限值，无法对In及其化合物接触工人的职业健康危害进行评估。本研究利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）建立血和尿中In的检测方法，将血样和尿样用稀释剂稀释一定倍数后直接进样分析，再采用工作曲线法进行定量分析。现将该方法运用及其结果报告如下。

1.   材料与方法

1.1   仪器与试剂

7500 ce型电感耦合等离子体质谱仪（美国Agilent公司），I-AS型自动进样器（美国Agilent公司）、Milli-Q超纯水系统（美国密理博公司）。

In标准溶液：100.0 mg/L（中国计量科学研究院）；内标溶液：铑（Rh）标准溶液，100.0 mg/L（中国计量科学研究院），使用前用体积分数2.0 %的HNO₃溶液稀释为1.0 mg/L；调谐液：锂（Li）、钇（Y）、铈（Ce）、钴（Co）和铊（Tl）单元素标准溶液，100.0 mg/L，使用前用体积分数1.0%的HNO₃溶液逐级稀释为10 μg/L；硝酸（优级纯，德国Merck公司）；曲拉通X-100（Triton X-100，美国Sigma公司）；实验用水均为去离子水（电阻> 18.2 MΩ·cm）。标准应用液的配制：用体积分数为1.0%的HNO₃溶液将100.0 mg/L的In标准溶液逐级稀释成质量浓度为100.0 μg/L的标准应用液；样品稀释液的配制：分别取1.0 mL HNO₃和0.2 mL曲拉通X-100，用去离子水定容至1 000 mL，充分混匀后配制成体积分数0.1%的HNO₃ +体积分数0.02%的曲拉通X-100稀释液。

1.2   仪器测定条件

用调谐液优化仪器测定参数，使仪器的灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率和稳定性等各项指标满足要求，经优化后的仪器条件见表 1。

表  1  ICP-MS仪器工作条件

仪器参数	参数值	仪器参数	参数值
射频功率	1 400 kW	采样锥孔径	1.0 mm
采样深度	0.1 r/s	双电荷	1.4 %
等离子体气	7.8 mm	截取锥孔径	0.4 mm
辅助气	15.0 L/min	积分时间	0.3 s
载气	0.22 mL/min	扫描模式	全扫描
S/C温度	0.88 mL/min	测量次数	3
进样提升速率	2.0 ℃	氧化物	1.9 %

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1.3   实验方法

1.3.1   样品的采集和保存

采集某液晶屏生产企业82名工人的尿样和血样，用具盖氯乙烯塑料瓶收集一次性尿样50 mL，加入0.5 mL浓硝酸，充分混合。采血部位用酒精棉球消毒清洗后，采集2.0 mL静脉血于肝素采血管中，立即摇匀。血样和尿样采集后需在冷藏条件下运输，尽快送至实验室置于温度4 ℃冰箱中保存，7 d内测定完毕。

1.3.2   样品预处理

将血样和尿样放至室温摇匀，准确吸取0.50 mL样品加入4.50 mL样品稀释液中稀释10倍后，充分混匀待测。

1.3.3   工作曲线的配制

取7只具塞试管，准确吸取0.000、0.010、0.025、0.050、0.100、0.205和0.500 mL In标准应用液，然后加一定体积的稀释液至原体积，再加入0.50 mL空白尿样或血样，配制成质量浓度为0.0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0和10.0 μg/L的标准系列溶液，具体的配制方法见表 2。

表  2  工作曲线的配制方法

In质量浓度/（μg/L）	空白尿样或血样加入体积/mL	标准应用液加入体积/mL	稀释液加入体积/mL
0.0	0.500	0.000	4.500
10.0	0.500	0.500	4.490
0.2	0.500	0.010	4.475
0.5	0.500	0.025	4.450
1.0	0.500	0.050	4.400
2.0	0.500	0.100	4.250
5.0	0.500	0.250	4.000

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1.3.4   样品测定

仪器真空度满足要求后用调谐液优化仪器的测定参数，编辑测定方法，选择待测元素和内标元素，观测内标灵敏度和稳定性，稳定20 min后，依次将标准系列溶液、样品空白和样品溶液引入仪器。以In的质量浓度为横坐标，样品中In与内标元素响应值的比值为纵坐标，绘制工作曲线，根据回归方程得出样品中In的质量浓度，然后乘以稀释倍数即为尿样或血样中In的质量浓度。

2.   结果

2.1   样品前处理方法

生物材料样品中金属元素的测定常用的预处理方式有电热板加热消解、微波消解和直接稀释进样等。电热板加热消解所需设备简单，但是耗时较长，微波消解法具有温度高（温度高容易破坏生物材料的基质，减少对测定的干扰）、快速和消解彻底等优点，但需要专门的微波消解液，还需要进一步赶酸。直接稀释法简单、方便、快速，已广泛应用于生物材料中痕量元素的测定。常用的稀释剂有体积分数0.1 % ~ 1.0 %的HNO₃溶液、稀硝酸+ Trion混合溶液、有机胺溶液等。Trion X-100是一种非离子型表面活性剂，可以起到防止蛋白沉降的作用。本方法比较了不同体积分数硝酸+曲拉通X-100溶液，结果发现硝酸体积分数超过0.5%时会引起某些血样的蛋白沉降，曲拉通X-100溶液体积分数超过0.5%时，若室温较低时需要加热才能溶解，且会产生气泡影响稀释液的准确吸取，综合考虑后，选择样品稀释液的组成：体积分数为0.1%的HNO₃+0.02%的Triton X-100。稀释倍数对测定结果也有一定的影响，稀释倍数越小，灵敏度越高，但是血样黏稠度高可能会堵塞进样管，稀释倍数过大则会提高方法的检出限；由于血和尿样中In的含量较低，因此设定样品的稀释倍数为10，稀释10倍后样品既可满足方法检出限的要求也可避免进样管堵塞。

2.2   工作曲线的线性范围和检出限

ICP-MS测定的动态线性范围很宽，考虑In职业接触人群血尿中的In的质量浓度，配制工作曲线的范围为0.0 ~ 10.0 μg/L，在选定的范围内，根据表 2的浓度数据，计算求得尿样和血样中In的质量浓度的相应值（x）同In与内标Rh响应值的比值（Y）具有良好的线性关系，相关系数大于0.999，线性回归方程见表 3。采用本文方法条件，测定11个样品空白溶液，以测定结果的3倍标准差计算检出限，尿样和血样以稀释10倍计，得出尿样和血样中In的最低检出质量浓度，结果见表 3。

表  3  血和尿中铟测定的线性范围、回归方程和最低检出浓度

样品	线性回归方程	相关系数	检出限/（μg/L）	最低检出质量浓度/（μg/L）
尿样	Y= 0.956 2 x +0.000 05	1.000	0.005 1	0.051
血样	Y = 0.872 4 x+0.000 15	0.999	0.014 5	0.145

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2.3   干扰的消除

人体生物材料（包括尿液和血样）组成复杂，如全血中含有大量的红细胞，由此引入的基体干扰对测定的影响很大。加入内标铑可以减少基体黏稠度等对测定的影响，采用标准曲线法进行定量时，发现中浓度和高浓度加标样品的回收率均大于90%，而低浓度加标样品的回收率偏低，仅为60%，这可能是由于标准溶液的基体与尿样、血样的基体组成不同，基体干扰过大引起的。采用工作曲线法进行定量，可以有效地降低基体干扰对测定的影响，改善低浓度样品加标回收率，低、中和高浓度加标回收率试验均大于95%，提高检测方法的准确度，结果见表 4。

表  4  加标回收率试验结果

（n = 6）
样品	本底值/（μg/L）	加标量/（μg/L）	测得量/（μg/L）	加标回收率/%
	0.804 1	2.0	2.708 ± 0.054	95.2
尿样	0.804 1	10.0	10.780 ± 0.110	99.5
	0.804 1	50.0	50.820 ± 0.693	100.5
	0.250 2	2.0	2.313 ± 0.047	103.2
血样	0.250 2	10.0	10.160 ± 0.112	99.1
	0.250 2	50.0	49.410 ± 0.764	98.3

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2.4   加标回收率和精密度

分别取一定量的某企业办公室人员的尿样和血样混合均匀，分成4份，每份10.0 mL，1份为本底尿样和血样，另外3份依次加入0.01、0.05和0.25 mL质量浓度为5.0 mg/L的In标准溶液，配制成低、中、高质量浓度的加标尿样和血样，混合均匀后，按照本文建立的方法进行测定，计算加标回收率。结果显示：尿样中In的加标回收率为95.2% ~ 100.5%，血样中In的加标回收率为98.3% ~ 103.2%。见表 4。1 d内分别测定低、中、高浓度加标尿样和血样6次，测定结果为批内精密度（RSD），尿样和血样测定的批内RSD分别为1.02% ~ 1.99%和1.11% ~ 2.05%；在3 d内分别测定低、中、高浓度加标尿样和血样6次，尿样和血样测定的批间精密度（RSD）分别为1.14% ~ 1.82%和2.08% ~ 3.99%，结果见表 4和表 5。

表  5  精密度试验结果

（n = 6）
样品	本底值/（μg/L）	加标量/（μg/L）	批内			批间
			测得量/（μg/L）	RSD/%		测得量/（μg/L）	RSD/%
尿样	0.804 1	2.0	2.708 ± 0.054	1.99		2.771 ± 0.005	1.82
	0.804 1	10.0	10.780 ± 0.110	1.02		10.82 ± 0.123	1.14
	0.804 1	50.0	50.820 ± 0.693	1.36		51.07 ± 0.880	1.72
血样	0.250 2	2.0	2.313 ± 0.047	2.01		2.302 ± 0.091	3.96
	0.250 2	10.0	10.160 ± 0.112	1.11		10.24 ± 0.408	3.99
	0.250 2	50.0	49.410 ± 0.764	1.55		49.52 ± 1.032	2.08

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2.5   方法的应用

按照本文建立的方法，对某液晶屏生产企业的82名工人血和尿样中In进行检测，结果显示：尿中In的质量浓度均小于最低检出限，血样中In的浓度为 < 0.145 ~ 1.730 μg/L，均低于日本的职业接触阈值。

3.   讨论

进入体内的In主要经尿液和粪便从体内排出，粪便排泄是In排出体外的主要途径^[3]。由于粪便取样不方便，较少用于生物监测。尿液和血液是最理想的生物检测材料，因为正常人群全血中In和血清In的浓度无差异，而In接触者全血的浓度较血清中In的浓度更高，再加上血清还需进行二次分离，因此通常选择全血中和尿样中In的质量浓度作为In接触人群的生物监测指标，评估工人的接触水平。ICP-MS分析过程中的干扰包括质谱干扰和非质谱干扰，质谱干扰主要是由同量异位素、氧化物离子和双电荷离子等引起的。In由相对原子质量为113和115的两种同位素组成，其中后者的丰度为95.71%，而相对原子质量为115的锡的同位素丰度为0.34%，因此锡引起的同量异位素的干扰很小。氧化物和双电荷离子的干扰可通过优化仪器参数如射频功率、雾化气流量、载气流量等减少其光谱干扰。非质谱干扰主要是由基体干扰引起的，生物材料（包括尿样和血样）的组成成分复杂，如全血黏稠度高且含有大量的红细胞，对痕量分析影响较大。加入内标进行校正，可以减少基体的影响。本方法根据内标选择原则，确定铑为内标元素，通过实验比较了标准曲线法和工作曲线法不同定量方式对结果的影响。虽然标准曲线法具有简单、方便等优点，但是测定低浓度加标样品的回收率为60%，而中浓度和高浓度加标样品的回收率可以达到90%，可能是由于生物材料的基体对于低浓度样品的干扰更大。采用工作曲线法定量，可以有效地降低基体效应，低、中、高三种浓度的加标样品的回收率均大于95%，因此采用工作曲线法进行定量。

职业性In接触人群逐年增加，但国内对In及其化合物的毒性研究开展得还很少，2008年在江苏一家生产手机LCD的企业首次发现In中毒引发的罕见职业病，血In的浓度是常规的200多倍。郭瑞娣等^[10]检测了一名长期接触In粉尘的工人，发现其血中In的检测值为78.8 μg/L，而未接触In粉尘工人血中In的浓度均低于0.5 μg/L，再次提示In对工人的健康危害不容忽视。丁春光等^[11]调查了In冶炼工人In的接触水平，全血、血清和尿中铟质量浓度的几何均值分别为0.44、0.35和0.26 μg/L，明显高于办公人员（0.09、0.09和0.12 μg/L）。林怡然等^[12]测定了In暴露工人尿样100份，In检出率5%，质量浓度范围为0.15 ~ 25.6 μg/L。

目前国内尚未制定血和尿中In的标准检测方法，对In及其化合物接触人群尚无相应的生物监测指标和生物接触限值。本研究利用ICP-MS建立了血和尿中In的检测方法，具有检出限低、灵敏度高、精密度好等优点，可用于In接触工人血和尿中In的检测，为In接触工人暴露水平评估提供技术支持。通过对In接触工人血和尿In的检测，结果显示接触工人体内的In的水平较低，可能是由于工人的个人防护措施到位，但低浓度长期接触In对工人的健康影响还须进一步关注。