0 引言
科学家把人体中所含的元素归纳为五大类: a) 各种酶的组成成员, 主要是微量元素, 尤其是金属酶离子是构成金属酶的主要成分。金属原子控制着酶的活性。这类元素有铁、铜、锌、钼、硒、锰等, 其中锌与 50 多种酶有关; b) 具有催化作用,加速体内生化反应的进行, 且能激活酶的反应, 促使酶活化。这些元素有碘、铜、钙、锰、铬、钴、镍等; c) 增加机体的免疫功能, 提高抗病能力, 主要元素有锌、碘、硒、钛等; d) 保护心血管, 如钾、钠、锂、钙、镁、钛、钒、硒等元素, 具有保护心肌, 预防冠心病、降低胆固醇等作用; e) 造血作用的元素有铁、铜、锌、钠、氯、钴、钒等, 它们是制造或协助制造血红蛋白的成分。此外, 有些元素还有参与激素、维生素、生命活动的作用, 如锰对遗传、生育都十分重要: 钒、钴、镍、铬是核酸代谢的催化剂。
科学家经过长期探索, 终于找出了微量元素与健康的关系。生物体内的微量元素可分为必需的和非必需的两类, 必需微量元素是保证生物体健康存活所必不可少的元素。但缺乏这些元素, 生物体往往也能在不健康的情况下继续生存。自然界的元素与人体的元素处于平衡状态时, 人体才会健康; 如果一旦失去平衡, 就会生病。这种平衡, 往往是通过人类与空气、水、食物等环境要素间的物质和能量交换的过程来保持的。
1 微量元素的监测与研究方法
人体中微量元素含量如何, 如何科学判断人体中缺什么微量元素, 这就涉及到微量元素的检测方法。前处理有: 无机化处理法( 灰化 硝化) , 分离富集法( 萃取 离子交换 吸附 沉淀) 。测试方法有: 原子吸收、ICP、光度分析、电化学分析、中子活化。微量元素检测结果的可靠性包括: 样本的代表性, 测试方法( 方案) 的适用性、测试设备的准确性和精密度, 测试人员的水平与责任心, 被测试对象、成分的测试研究程度。人体微量元素的本底值( mg/g) 。例如: Fe: 儿童参考值为: 25 mg/g, 成人约 20 mg/g。Zn: 发样中含量: 80~300( 180)!g/g。Cu: 发样中含量: 6 "g/g~10 #g/g 等。这其中应用最多的是原子吸收分光光度法。
2 浅谈我在原子吸收仪测发样的应用情况
发样采集方法和预处理, 头发作为检测样品的优点: 头发每月约长 1 cm, 头发的微量元素含量能反映较长一段时间内的微量元素水平。头发是化学性质均一惰性物质, 微量元素进入其中即被固定, 可以反映机体微量元素状况, 头发不仅微量元素含量较高, 便于检测易于保存, 运输和分解消化, 被检测者易于接受( 样品对受检者无损伤) 。头发作为检测样品的缺点: 头发中元素含量与部位有一定关系, 一般应取枕部发为样品, 若取之不当, 测试结
果差异较大, 样品易污染, 样品洗涤尚无好的方法。发样的采集: 工具: 不锈钢剪刀。部位: 枕部, 距头皮 1 cm。方法: 剪去超长部分, 再贴头皮剪去距头皮 1 cm 的发丝。样量: 0.2 g~1.0 g。保存: 纸袋或塑料袋。发样的洗涤: 表面活性剂应用最多, 有报道称非极性表面活性剂较好, 方法为浸泡、搅拌、漂洗、蒸馏水冲洗。有机溶剂丙酮、乙醚可交替洗涤。样品洗涤后应自然晾干或在 80 ℃烘箱内干燥 3 h。我们研究了 HNO3- H202 消解体系下测量头发中 Cu, Zn, Fe 等元素的可行性。并对城区白草堰小区儿童发样进行了测定。
发样测定结果分析: 用此方法对城区白草堰20 名儿童发样进行测定结果见表1、表2。
发样的消化主要有干法和湿法两种。干法如炉温控制高了会造成待测元素损失。湿法消化实验中发现单纯用硝酸消化,样品很难变清亮, 往往呈黄色混浊液。而硝酸—过氧化氢消化,可将发样中有机质完全消化破坏, 且比用高氯酸消化较为安全。
此次虽然调查的样本数目少, 但也能反映一定问题。如:样本中铜的含量与文献中的数据相比大体相近, 而铁、锌的含量有不少偏低。现代研究证明微量元素与人体健康密切相关微量元素研究已成为引人瞩目的新兴学科。而原子吸收分光光度法作为微量元素的主要分析方法在如何更加完善上应做更多研究, 总之此方法为测定发样微量元素的可行方法。
3 如何科学地补充微量元素
我们监测站如何利用现有的仪器设备发挥作用。目前社会上宣传的补充微量元素的药物较多, 人们选购有盲目性。因此建议缺什么补什么, 怎么判断缺什么呢? 用原子吸收仪测定发样是较好的选择。当做了发样分析, 并根据某些对应症状, 可判断缺什么元素, 然后在针对性补充。微量元素有其安全范围, 有些元素人体本来不缺, 补充后反而不好, 超过微量元素临界值, 反而对身体有害。微量元素有协同与拮抗作用, 如锰能促进铜的利用, 铜能加速铁的吸收和利用, 铁、锰、铜、钴有生血协同作用; 镉能减少锌的吸收和生物学功能, 锌能拮抗镉的毒性; 铜能拮抗钼的毒性; 硒能拮抗镉的毒性, 砷能减弱硒的毒性, 而钴能增强硒的毒性。铁和锰既能相互干扰在消化道的吸收过程, 又能协同生血效果。科学补充微量元素是人们应树立的观念。
作为环境监测站在完成本职工作后, 应提高大型仪器的使用效率, 而随着人们的生活水平的提高, 越来越重视生活质量, 因此开展生物监测是较好的选择。在掌握了标准, 取得了对外监测的认可后, 可以把这项工作开展起来, 把环境监测的服务范围拓宽, 更好地适应市场。
作者简介: 梁 琛( 1968- ) , 男, 山西阳泉人, 1990 年毕业于山西大学分析化学专业, 工程师。
