"Определение массовой концентрации меди, магния, кадмия в пробах мочи методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Методические указания. МУК 4.1.2104-06" // Портал о здоровье, заболеваниях и лечении, о лекарствах, о докторах и больницах.

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Федеральной

службы по надзору в сфере

защиты прав потребителей

и благополучия человека,

Главный государственный

санитарный врач

Российской Федерации

Г.Г.ОНИЩЕНКО

9 августа 2006 года

Дата введения:

1 сентября 2006 года

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕДИ, МАГНИЯ, КАДМИЯ

В ПРОБАХ МОЧИ МЕТОДОМ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

МУК 4.1.2104-06

1. Область применения

Методические указания по определению концентраций химических веществ в биологических средах предназначены для использования Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, лечебными и научными учреждениями, работающими в области профпатологии и экологии человека, научно-исследовательскими институтами, занимающимися вопросами гигиены окружающей среды.

Методические указания разработаны с целью обеспечения контроля за содержанием металлов в биологических средах у населения, проживающего в районах с повышенным уровнем загрязнения окружающей среды.

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 "ГСОЕИ. Методики выполнения измерений", ГОСТ Р 1.5-92 "ГСС. Общие требования к построению, изложению, оформлению и содержанию стандартов". Методика анализа обеспечивает определение меди в диапазоне концентраций 0,010-0,100 мкг/куб. см с погрешностью, не превышающей 4,4% при доверительной вероятности 0,95; магния в диапазоне концентраций 10,00-100,00 мкг/куб. см с погрешностью, не превышающей 4,2% при доверительной вероятности 0,95; кадмия в диапазоне концентраций 0,005-0,050 мкг/куб. см с погрешностью, не превышающей 9,3% при доверительной вероятности 0,95.

Медь (Cu) Атомная масса 63,55.

Медь - розовый или красноватый металл; Т - 1083 град. С, Т - 2543

пл. кип.

град. С, плотность - 8,93 г/куб. см. Растворим в HNO3 и в горячей

концентрированной H2SO4. Порошкообразная медь растворяется в 0,3%-м

растворе HCl и в желудочном соке. Относится к 2 классу опасности [1].

Магний (Mg) Атомная масса 24,32.

Магний - легкий серебристо-белый металл; на воздухе покрывается

пленкой окиси, Т - 651 град. С, Т - 1107 град. С, плотность - 1,737

пл. кип.

г/куб. см, давление паров - 2,5 мм рт. ст. (651 град. С). Нижний предел

взрывоопасной концентрации магниевой пыли в воздухе - 10 г/куб. м, Т

воспл.

- 520 град. С. При 70 град. С вступает в реакцию с водой, образует Mg(OH)2

и H2. Химически активен.

Хлорид магния - бесцветные кристаллы; Т - 708 град. С, Т - 1412

пл. кип.

град. С, плотность - 2,316 г/куб. см, растворимость в воде - 54,6/100 г

(20 град. С).

Оксид магния - белый порошок; Т - 2640-2800 град. С, Т - 3600

пл. кип.

град. С, плотность - 3,6-3,9 г/куб. см. Легкая магнезия растворяется в

кислотах, с водой образует Mg(OH)2. Тяжелая магнезия кислотостойка, в воде

практически нерастворима [1].

Магний и его соединения относятся к 3 классу опасности.

Кадмий (Cd) Атомная масса 112,40.

Кадмий - серебристо-белый металл, легкий, ковкий, тягучий; Т - 321,0

пл.

град. С, Т - 767 град. С, плотность - 8,63-8,69 г/куб. см. Нерастворим

кип.

в воде. Растворяется в азотной кислоте, медленно растворяется в соляной и

серной кислотах [1]. Относится к 1 классу опасности.

2. Сущность метода

Методика основана на прямом измерении содержания металлов в биологическом материале (моче). Определение элементов методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии основано на измерении величины поглощения света соответствующей длины волны исследуемого элемента в высокотемпературном пламени. Для измерения используется поглощение с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения определяемого металла при прохождении через содержащий пары атомов металлов слой воздуха: медь - 324,4 нм, магний - 285,2 нм, кадмий - 228,8 нм.

Длительность выполнения анализа составляет 2 ч с учетом прогрева лампы, юстировки аппаратуры, приготовления аттестованных смесей, построения градуировочных графиков и выполнения измерений.

3. Средства измерений, вспомогательные устройства,

материалы, растворы и реактивы

При выполнении анализов применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, растворы и реактивы или другие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы с характеристиками не хуже представленных.

3.1. Средства измерений

Атомно-абсорбционный спектрофотометр

С-115-М, 2.851.034-04ТО, Perkin Elmer 3110,

либо атомно-абсорбционные спектрофотометры

другого типа с характеристиками не хуже

Весы аналитические ВЛР-200 ГОСТ 24104-01

Меры массы ГОСТ 7328-01

Колбы мерные емкостью 100, 200, 250, 500,

1000 куб. см ГОСТ 1770-74

Пипетки емкостью 1, 5, 10 куб. см ГОСТ 29227-91

Государственные стандартные образцы:

медь ГСО 7255-96

кадмий ГСО 7472-98

магний ГСО 7767-00.

3.2. Вспомогательные устройства

Редуктор ацетиленовый ДАП-1-65 ТУ 2605-463-76

Компрессор для получения сжатого воздуха

марки "GAST", производства USA,

с характеристиками давления 100 psi, 7 bar или

другой компрессор с характеристиками не хуже

представленного

Бидистиллятор стеклянный БС ТУ 25-11.1592-81

Сушильный шкаф ШСС-80 ОСТ 16.0.801.397-87

Холодильник для хранения проб КШД-280/40

УХЛ 4,2 ГОСТ 16317-87

Прибор для получения особо чистой воды

"Водолей" ЖНЛК 2.015.000.000 РЭ

Пробирки с пришлифованными пробками

П 4-5-14/23 ГОСТ 1770-74

Воронки диаметром 2 и 5 см ГОСТ 1770-74.

3.3. Материалы

Баллон для ацетилена ГОСТ 949-73

Фильтры обеззоленные, белая лента ТУ 6-09-1678-95

Таблетки "Део-Хлор" ТУ 9392-001-264333370-02

Моющее средство ТУ 2381-034-04643752-04.

3.4. Реактивы

Кислота азотная концентрированная, осч ГОСТ 4461-77

Ацетилен ГОСТ 19433-88

Перекись водорода ГОСТ 177-88

Хлороформ ГОСТ 20015-88.

3.5. Растворы

Азотная кислота, 1%-я

Очищенная бидистиллированная вода

Перекись водорода, 6%-я.

4. Требования безопасности

4.1. При выполнении работ должны быть соблюдены меры противопожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004-91 и правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79.

4.2. При работе необходимо соблюдать "Правила по технике безопасности и производственной санитарии при работе в химических лабораториях" (Утверждены МЗ СССР 20.12.82) и "Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" (Утверждены Госгортехнадзором СССР 27.11.87).

4.3. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.007-76 и 12.1.005-88.

4.4. При выполнении измерений на приборе соблюдают правила, указанные в "Руководстве по правилам эксплуатации спектрофотометра".

5. Требования к квалификации оператора

К выполнению измерений допускается химик-аналитик, имеющий соответствующую квалификацию и опыт работы на атомно-абсорбционном спектрофотометре, освоивший метод анализа. Операции по подготовке проб мочи к анализу на атомно-абсорбционном спектрофотометре может выполнять лаборант или техник, имеющий опыт работы в химической лаборатории. К обслуживанию допускаются лица квалификации не ниже инженера КИП и А, прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте и ознакомленные с правилами обслуживания спектрофотометра.

6. Условия измерений

6.1. При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:

- температура воздуха - 15-25 град. С;

- атмосферное давление - 630-800 мм рт. ст.;

- влажность воздуха - не более 80% при температуре 25 град. С.

6.2. Выполнение измерений на атомно-абсорбционных спектрофотометрах проводят в условиях, рекомендуемых технической документацией по прибору.

7. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: подготовка обеззараженной и химически чистой посуды, подготовка атомно-абсорбционного спектрофотометра, приготовление очищенной бидистиллированной воды, приготовление стандартных растворов, построение градуировочных графиков.

7.1. Подготовка посуды

Подготовка обеззараженной посуды предполагает предварительное обеззараживание посуды, в которую производится отбор биологических сред с применением таблеток "Део-Хлор" согласно МУК N 11-3/355-99 от 27.09.02. Подготовка химически чистой посуды производится с применением 6%-й перекиси водорода, моющего средства и многократного ополаскивания с использованием очищенной бидистиллированной воды.

7.2. Подготовка прибора к анализу

Атомно-абсорбционный спектрофотометр обеспечивают ацетиленом, сжатым воздухом, спектральными лампами для определения меди, кадмия и магния, образцами стандартных растворов определяемых металлов. Включают необходимую для анализа спектральную лампу, прогревают не менее 20 мин. и после соответствующей настройки прибора выводят на рабочий режим согласно инструкции. Для настройки прибора в качестве нулевого раствора используют 1%-й HNO3.

7.3. Приготовление аттестованных смесей для установки

градуировочных характеристик

Для приготовления растворов заданных концентраций металлов аттестованных смесей используют раствор 1%-й азотной кислоты, приготовленный на очищенной бидистиллированной воде.

7.3.1. Приготовление 1%-го раствора азотной кислоты: 8 куб. см концентрированной азотной кислоты смешивают с 512 куб. см очищенной бидистиллированной воды.

7.3.2. Приготовление аттестованной смеси с содержанием анализируемых металлов 100 мкг/куб. см, смесь готовят из ГСО с содержанием ионов металлов 1 мг/куб. см. В мерную колбу вместимостью 50 куб. см вносят 5 куб. см ГСО и доводят объем в колбе до метки 1%-м HNO3. Раствор устойчив при хранении в течение 1 месяца.

7.3.3. Приготовление основного раствора аттестованной смеси определяемых металлов (меди, магния или кадмия) с концентрацией 5 мкг/куб. см, смесь готовят из растворов с концентрацией 100 мкг/куб. см. В мерную колбу емкостью 100 куб. см вносят 5 куб. см раствора анализируемого металла с концентрацией 100 мкг/куб. см и доводят объем в колбе до метки 1%-м HNO3. Раствор устойчив в течение 3 дней.

7.3.4. Рабочие аттестованные смеси анализируемых металлов с концентрацией 5 мкг/куб. см используют для получения градуировочных растворов: объем рабочей аттестованной смеси (табл. 1, 2, 3) вносят в мерную колбу на 100 куб. см и доводят до метки 1%-м HNO3.

Таблица 1

СТАНДАРТНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ КАДМИЯ

Номер смеси для градуировки	1	2	3	4
Объем исходной аттестованной смеси (5 мкг/куб. см), куб. см	0,1	0,2	0,5	1,0
Содержание кадмия в рабочей смеси, мкг/куб. см	0,005	0,010	0,025	0,050

Таблица 2

СТАНДАРТНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕДИ

Номер смеси для градуировки	1	2	3	4
Объем исходной аттестованной смеси (5 мкг/куб. см), куб. см	0,2	0,4	1,0	2,0
Содержание меди в рабочей смеси, мкг/куб. см	0,010	0,020	0,050	0,100

Таблица 3

СТАНДАРТНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ КОНЦЕНТРАЦИИ МАГНИЯ

Номер смеси для градуировки	1	2	3	4
Объем исходной аттестованной смеси (5 мкг/куб. см), куб. см	2,0	4,0	10,0	20,0
Содержание магния в рабочей смеси, мкг/куб. см	0,10	0,20	0,50	1,00

7.4. Построение градуировочной характеристики

Градуировочную характеристику устанавливают методом абсолютной калибровки на градуировочных смесях растворов металлов. Она выражает зависимость величины абсорбции от концентрации (мкг/куб. см) и строится по 4 сериям аттестованных смесей, которые готовят непосредственно перед использованием путем разведения основного стандартного раствора.

Градуировочный диапазон для определения кадмия и меди (табл. 1, 2) указан для прямого измерения проб мочи. Градуировочная характеристика для определения магния в моче приведена для проб, разбавленных в 100 раз (п. 7.6.) 1%-й азотной кислотой (табл. 3). Кратность разведения учитывается при расчете результатов анализа (п. 9).

7.5. Отбор проб

Отбор проб мочи производят в обеззараженную химически чистую посуду. Из утреннего сбора отбирают 20 куб. см пробы мочи в химически чистую пробирку с пришлифованной пробкой. С целью консервирования пробы в пробирку с мочой вносится 0,05 куб. см хлороформа. Пробы могут храниться в холодильнике в течение 3 суток.

7.6. Подготовка проб для анализа

Пробы мочи для определения меди и кадмия анализируют на приборе прямым измерением, определение магния проводят из аликвоты пробы, предварительно разведенной в 100 раз раствором 1%-й азотной кислоты.

8. Выполнение измерений

Полученные после подготовки к анализу растворы проб мочи измеряют на атомно-абсорбционном спектрофотометре, подготовленном для определения исследуемого металла (меди, кадмия или магния).

8.1. Соответствующую определяемому металлу спектральную лампу устанавливают в прибор и прогревают 15-20 мин. Устанавливают монохроматор на нужную длину волны, выбирают ширину спектральной щели, ставят на распыление очищенную бидистиллированную воду, подбирают необходимое соотношение газов (ацетилен-воздух) для поддержания горения и поджигают пламя. Капилляр, подающий раствор в пламя, опускают в раствор 1%-го HNO3 и определяют нулевую линию.

8.2. Распыляют в пламя градуировочные аттестованные смеси для установки градуировочной характеристики анализируемого металла, затем вводят пробы и регистрируют значения концентраций исследуемых проб. Точность настройки прибора проверяют введением аттестованной смеси заданной концентрации через каждые пять проб. В случае необходимости осуществляют перекалибровку.

При высоком содержании определяемого компонента аликвоту пробы разбавляют 1%-м HNO3, коэффициент разбавления учитывают при расчете результата анализа. Уровень изменений концентраций магния при разбавлении учтен в диапазоне измерения МВИ.

9. Вычисление результатов измерений

Содержание определяемого металла в моче регистрируют по показаниям

прибора. При вычислении результатов измерений магния учитывают кратность

разведения пробы мочи. За результат измерения принимают среднее

арифметическое значение двух параллельных определений Х , Х ,

max min

расхождение между которыми не должно превышать значения предела

повторяемости r . Результат количественного анализа в документах,

предусматривающих его использование, представляются в виде:

(Х +/- ДЕЛЬТА) мкг/куб. см,

где:

Х + Х

_ _ max min

Х - средний результат анализа, Х = -----------, мг/куб. см;

ДЕЛЬТА - характеристика погрешности, мг/куб. см, при Р = 0,95

сигма х Х

ДЕЛЬТА = ---------,

100

где сигма - относительное значение характеристики погрешности, %.

10. Внутренний контроль качества результатов измерений

Внутренний контроль качества (ВКК) результатов количественного химического анализа (повторяемость, внутрилабораторная воспроизводимость, точность) осуществляют с целью получения оперативной информации о качестве анализов и принятия при необходимости оперативных мер по его повышению в соответствии с нормативным документом МИ 2335-2003 "ГСОЕИ. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа".

Методика выполнения измерений меди, магния, кадмия в моче обеспечивает получение результатов измерений с погрешностью, не превышающей значений, приведенных в табл. 4, 5.

Таблица 4

ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ, ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ,

ПОВТОРЯЕМОСТИ, ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ

┌───────────────────┬──────────────────┬──────────────────┬───────────────┐

│ Наименование │Показатель повто- │Показатель воспро-│Показатель точ-│

│ определяемого │ряемости (относи- │изводимости (отно-│ности (границы │

│ компонента и │тельное среднеква-│сительное средне- │относительной │

│диапазон измерений │дратическое откло-│квадратическое от-│погрешности при│

│ (мкг/куб. см) │нение повторяемос-│клонение воспроиз-│вероятности │

│ │ти), сигма , % │водимости), │Р = 0,95), │

│ │ r │сигма , % │+/- дельта, % │

│ │ │ R │ │

├───────────────────┼──────────────────┼──────────────────┼───────────────┤

│Медь, от 0,010 │ 2,13 │ 1,62 │ 4,4 │

│до 0,100 вкл. │ │ │ │

│Магний, от 10,00 │ 1,17 │ 1,44 │ 4,2 │

│до 100,00 вкл. │ │ │ │

│Кадмий, от 0,005 │ 4,56 │ 2,05 │ 9,3 │

│до 0,050 вкл. │ │ │ │

└───────────────────┴──────────────────┴──────────────────┴───────────────┘

Таблица 5

ЗНАЧЕНИЯ ПРЕДЕЛОВ ПОВТОРЯЕМОСТИ И ВОСПРОИЗВОДИМОСТИ

ПРИ ДОВЕРИТЕЛЬНОЙ ВЕРОЯТНОСТИ Р = 0,95

┌──────────────────────────┬───────────────────┬──────────────────────────┐

│Наименование определяемого│Предел повторяемос-│Предел внутрилабораторной │

│ компонента и диапазон │ти (относительное │воспроизводимости (относи-│

│ измерений, мкг/куб. см │значение допускае- │тельное значение допускае-│

│ │мого расхождения │мого расхождения между │

│ │между двумя резуль-│двумя результатами измере-│

│ │татами параллельных│ний, полученными в одной │

│ │определений), r , %│лаборатории, но в разных │

│ │ n │условиях), R , % │

│ │ │ _ │

│ │ │ Xl │

├──────────────────────────┼───────────────────┼──────────────────────────┤

│Медь, от 0,010 │ 5,87 │ 4,45 │

│до 0,100 вкл. │ │ │

│Магний, от 10,00 │ 3,25 │ 3,99 │

│до 100,00 вкл. │ │ │

│Кадмий, от 0,005 │ 12,68 │ 5,58 │

│до 0,050 вкл. │ │ │

└──────────────────────────┴───────────────────┴──────────────────────────┘

10.1. Контроль стабильности градуировочной характеристики

Контроль стабильности градуировочной зависимости проводят через каждые 5 проб в анализируемой серии измерений. Определяют содержание металлов в градуировочном растворе, который соответствует середине градуировочного интервала. Градуировочная характеристика считается стабильной, если расхождение между заданным и измеренным значением концентраций не превышает 5%.

10.2. Контроль повторяемости

Для проведения контроля повторяемости используют рабочие пробы.

Относительное расхождение между результатами двух определений, выполненных

одним оператором при анализе одной и той же рабочей пробы, с использованием

одних и тех же средств измерений и реактивов в течение возможно

минимального интервала времени, не должно превышать предела повторяемости

r .

Повторяемость результатов параллельных определений признают

удовлетворительной, если:

r Х + Х

n max min

Х - Х <= --- х -----------,

max min 100 2

где:

Х - максимальный результат из 2-х параллельных определений;

max

Х - минимальный результат из 2-х параллельных определений.

min

Если условие не выполняется, эксперимент повторяют. При повторном получении отрицательного результата выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам, и устраняют их.

10.3. Контроль воспроизводимости

Для проведения контроля воспроизводимости используют рабочие пробы. Пробу делят на две равные части и каждую из них анализируют в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя условиями проведения анализа, используя разные наборы мерной посуды, разные партии реактивов. Анализы выполняют в разное время или два разных аналитика.

Воспроизводимость контрольных измерений признают удовлетворительной, если выполняется условие:

R _ _

_ Х + Х

_ _ Xl 1 2

|Х - Х | <= --- х -------,

1 2 100 2

где:

Х - результат анализа рабочей пробы, средний из двух параллельных

измерений, мкг/куб. см;

Х - результат анализа этой же пробы, полученный другим аналитиком

или в другое время, средний из двух параллельных измерений, мкг/куб. см;

R - значение предела внутрилабораторной воспроизводимости.

10.4. Контроль качества результатов измерений

Контроль точности измерений проводят с применением метода добавок совместно с методом разбавления пробы.

Отобранную пробу мочи разливают на две равные части, первую из которых анализируют в точном соответствии с прописью методики и получают результат анализа исходной рабочей пробы (Х), вторую часть разбавляют в 2 раза и снова делят на 2 равные части, первую из которых анализируют в точном соответствии с прописью методики, получая результат рабочей пробы, разбавленной в два раза (Х'), а во вторую часть делают добавку анализируемого компонента (С) и анализируют в точном соответствии с прописью методики, получая результат (Х").

Контроль проводят путем сравнения результата отдельно взятой

контрольной процедуры К с нормативом контроля К.

Результат контрольной процедуры К рассчитывают по формуле:

_ _ _

К = |Х" - Х' - Х - С|,

где:

Х - средний результат концентрации анализируемого металла исходной

рабочей пробы из двух параллельных измерений, мкг/куб. см;

Х'- средний результат концентрации анализируемого металла разбавленной

пробы из двух параллельных измерений, мкг/куб. см;

Х" - средний результат концентрации анализируемого металла разбавленной

пробы с добавкой из двух параллельных измерений, мкг/куб. см;

С - добавка анализируемого компонента к разбавленной пробе, мкг/куб. см.

Норматив контроля определяемого элемента К рассчитывают по формуле:

___________________________________________

/сигма _ 2 сигма _ 2 сигма _ 2

К = 0,84 х /(----- х Х") + (----- х Х') + (----- х Х) ,

\/ 100 100 100

где сигма - показатель точности определяемого элемента (табл. 4).

Качество контрольной процедуры признают удовлетворительным при

выполнении условия: К <= К. При превышении указанного норматива

погрешности выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам

контроля, их устраняют и процедуру контроля повторяют.

Периодичность ВКК регламентируется в руководстве по качеству лаборатории.

Литература

1. Вредные вещества в промышленности: Справочник для химиков, инженеров и врачей/Под ред. Н.В.Лазарева и И.Д.Гадаскиной. Л.: "Химия", 1977. Т. III. С. 350, 444, 507.

Методические указания разработаны Пермским научно-исследовательским клиническим институтом детской экопатологии (Т.С.Уланова, Г.Н.Суетина, Л.В.Плахова, Е.В.Стенно).