- 環境樣品前處理技術(第二版)
- 江桂斌
- 1594字
- 2020-01-22 11:26:18
第五節 生物樣品的采集方法
一、采樣
生物樣品涉及復雜的基體,這些基體既有固態的也有液態的,包括所有的水生或陸生動、植物。形態分析有時針對整個生物體,有時是其中的一部分器官或組分,有時則只測定排泄物。在環境分析中,生物樣品主要包括魚類、果殼類、海藻類、草本植物、果實、蔬菜、葉子及其動植物樣品。在職業健康研究中,主要研究人體組織、頭發、汗液、血液、尿樣和糞便等。
生物樣品的采集關鍵在于防止樣品的沾污,對于金屬元素的形態分析,應該避免使用金屬刮刀、解剖刀、剪刀、鑷子或針等。實驗室用的硼硅玻璃器皿,聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯以及石英器具等可以代替上述金屬制品。處理樣品時,不要直接用手接觸,而應戴塑料手套,帶粉末的如滑石粉等應注意沖洗干凈,因這些粉末往往帶進鋅和其他金屬。在實踐中,金屬刀片和活檢用的針頭不可避免地要用于樣品處理,雖然這些刀具會帶來一定的金屬沾污,但比石英或玻璃刀具要方便和有效得多。研究表明,使用不銹鋼刀具處理活檢組織,可能帶入3ng·g-1 Mn、15ng·g-1 Cr和60ng·g-1 Ni,如果研究上述金屬元素在生物體中的濃度和形態,不銹鋼刀具顯然是不合適的。
研究人體血清中的微量元素,有時含量相差很大,這除了分析方法和個體差異以外,在很大程度上來源于采樣時的污染。有研究表明,在不銹鋼針頭采集血液樣品時,前20mL中鐵、錳、鎳、鈷、鉬、鉻的含量明顯增高,銅和鋅的含量沒有什么變化。由于這個原因,最好用聚四氟乙烯或聚丙烯導管替代。
灰塵是生物樣品中鋅、鋁和其他金屬元素污染的主要來源。在體液等樣品采集中應該避免帶入灰塵。尿樣也極易帶入灰塵,所以采樣時必須加倍注意,接收在帶蓋的、用酸沖洗過的聚乙烯瓶子里。
二、樣品處理及貯存
對許多生物樣品,需要進行最初的預處理。這種預處理應該在采樣后立即進行。例如,在分析貝殼類樣品中的微量元素時,需要將貝殼外層的沉積物清洗干凈,然后開殼,采集整個貝肉或個別部位。同樣,水生植物如海藻等亦需要仔細清洗以除去沉積物、寄生植物或其他類似的表面沾污。必須注意樣品的代表性。微量元素往往在一些特殊的部位有更大的濃度,如植物根和葉子等,而且植物的大小與濃度也有關系,如果分析單個樣品時,這些特點采樣時就應注意。上述樣品采集后如不馬上進行分析應該冷藏。處理上述樣品時應戴聚乙烯手套,樣品存放于塑料袋或塑料容器中。對于頭發樣品,為了清洗干凈以排除外來元素,可以使用一些清洗辦法進行微量元素分析發樣的處理,可以在0.1% Triton-X 100中,用超聲波振蕩儀處理,過濾后用甲醇沖洗,然后在空氣中用吹風機吹干。
對于血液樣品的處理,要根據全血、血漿及血清的不同要求而進行前處理。全血短期內可以在4℃貯存,冷凍效果較好,但冷藏往往導致沉淀出現。解凍時沉淀出的固體加酸可以溶解。
樣品的均勻往往是處理大量樣品的第二步,如果使用機械勻漿器,刀片的沾污問題需要考慮。少量樣品也可以直接溶解在濃鹽酸或強堿里,季銨鹽的氫氧化物也經常用來溶解少量組織樣品。如在20%的四甲基氫氧化銨中浸泡2h,可以有效地從蛋白質和脂肪中游離出烷基鉛化合物,這種提取方法適合于魚、海藻和其他海生植物的處理。提取時在60℃水浴中加熱可以加快提取速度。
高壓燜罐也經常用于樣品處理,這種方法可以有效地防止樣品處理時的沾污。微量元素的空白非常低。在高壓溶樣前,樣品一般經凍干或風干后,再經高壓處理,高壓燜罐的溫度控制要根據不同樣品的需求而定,一般而言,在160~180℃下處理6h即可得到滿意的結果。
冷凍干燥是除去固體生物樣品中水分的好辦法,可以避免微量元素的損失或樣品沾污,少量樣品時這個方法較為適宜。在通風櫥中控制溫度在100℃左右連續加熱,是一種最方便的方法,但是容易揮發的組分,像元素汞和其他一些有機金屬化合物極易在此期間損失。
馬弗爐在500℃時可以分解大多數有機化合物,也適合Hg、As、Sn、Se、Pb、Ni、Cr等樣品的處理。
凍干或消解的樣品比較容易保存,在萃取前或溶解前,需要重新混合均勻。