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微量元素在人体内的含量虽然微乎其微,但它们与人的生存和健康息息相关。这些微量元素在人体内的摄入过量、不足或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或疾病。因此,准确检测和分析人体内的微量元素含量对于保障人体健康具有重要意义。光谱分析技术,特别是原子吸收光谱技术,在这一领域发挥着重要作用。
微量元素是指在人体内的含量占人体总重量0.01%以下的元素,如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴、氟等。这些微量元素在人体内的含量虽然很少,但它们在人体的生命活动中起着至关重要的作用。例如,锌是碳酸酚酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶等多种酶的必需成分,锌的缺乏会导致免疫力下降、影响发育和智力;铁是血红蛋白和肌红蛋白的重要组成部分,缺铁会导致贫血;碘是甲状腺激素生物合成的必需元素,缺碘会导致甲状腺肿大等。
光谱分析技术是一种通过测量物质对光的吸收、发射或散射等特性来分析物质成分的方法。在微量元素分析中,常用的光谱分析技术包括原子吸收光谱技术、原子荧光光谱技术、电感耦合等离子体质谱技术等。其中,原子吸收光谱技术因其高灵敏度、高准确度以及精密度等特点,在微量元素分析中得到了广泛应用。
原子吸收光谱技术是指通过分析试样中微量元素的吸收谱线,来判定该元素存在的浓度和形态的科学方法。这个技术的前提是试样必须能够吸收波长范围内的辐射光,通常是可见光或紫外线。原子吸收光谱技术所利用的谱线是指某个元素在能级上两个能量差异不大的激发态与基态之间跃迁时所发生辐射的谱线。
在分析试样中微量元素时,常会使用“中空阴极灯(HCL)”激发产生比较弱的光线,这些光线通过减小实验操作中的均匀化后,使得只有被分析元素的灯管发生电离。为了使原子吸收光谱技术能够更准确地分析微量元素,实验操作时需要注意充分利用元素吸收光线的实验测定范围,选择适当的激光动能和谱线宽度,因为不同元素之间的谱线在波长上都有所不同,对这两种参数的反应也均有所不同。
在人体微量元素的光谱分析中,常用的样本包括唾液、体液、尿液、血液、头发和组织器官等。其中,血液样本能全面反映人体内微量元素含量情况,取样方便,已成为检测人体内微量元素最主要的样本。
通过原子吸收光谱技术,可以精准地测量人体内微量元素的含量。例如,采用微波消解全血样,消解液定容至一定体积后直接上机火焰法测铜、锌;消解液稀释20倍后上机火焰法测铁、镁;消解液用25g/L镧溶液稀释5倍后上机火焰法测钙;消解液直接上机石墨炉法测铅;消解液稀释10倍后上机石墨炉法测镉等。这种方法具有快速、准确的特点,可以在短时间内完成大量检测工作,提高工作效率。
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