一种检测进入人体的重金属元素的方法

摘要

本发明提供了一种检测进入人体的重金属元素的方法，用于测定该重金属元素的含量和该重金属元素进入人体的时间，该方法先确定了重金属元素含量线性方程Y=F(X)，然后测得被待测重金属元素侵入的人体的头发生长速度=a厘米/天，并且通过LA‑ICP‑MS检测，测得CPS（待测重金属元素），并依据Y=F(X)，即可获得该待测重金属元素的含量；还测得头发样品上的激光剥蚀孔距发根的距离为b厘米，从而计算出该激光剥蚀孔处的该待测重金属元素进入人体的时间（天）=b（厘米）/a（厘米/天）。该方法操作简单，易于实施，节省检测时间，提高检测效率，且检出限较低，线性范围较宽，重复性好；因此，所述检测进入人体的重金属元素的方法具有良好的应用前景。

权利要求

1.一种检测进入人体的重金属元素的方法，用于测定该重金属元素的含量和该重金属元素进入人体的时间，其特征在于，包括如下步骤：(1)剪取健康受试者的头发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干；

(2)将步骤(1)烘干后的头发剪碎，分组，并分别浸泡在不同浓度的含有该重金属元素的溶液里，浸制24小时，得到浸制的碎发；

(3)取出所述浸制的碎发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干，制得干燥后的浸制的碎发；采用ICP-MS对所述干燥后的浸制的碎发进行定量检测，测得所述干燥后的浸制的碎发中的重金属元素的含量，作为重金属元素含量线性方程的Y；

(4)采用头发中的34S作为内标，使用LA-ICP-MS测得步骤(3)中所述干燥后的浸制的碎发中的该重金属元素的响应值CPS(该重金属元素)与34S的响应值CPS(34S)，则得到重金属元素含量线性方程的X，且X＝CPS(该重金属元素)/CPS(34S)；

(5)按照上述步骤(2)～(4)对步骤(1)烘干后的头发进行多次测定，确定该重金属元素含量线性方程Y＝F(X)；

(6)在被待测重金属元素侵入的人体的头后枕部选取一小撮头发进行染色标记，若干天后测量新生长出的头发的长度，从而测得被待测重金属元素侵入的人体的头发生长速度＝a厘米/天；同时，在上述进行了染色标记的头发附近选取几根未染色的头发，贴头皮剪下，进行LA-ICP-MS检测，从而测得被待测重金属元素侵入的人体的头发样品的CPS(待测重金属元素)，并依据Y＝F(X)，即可获得该待测重金属元素的含量；

(7)在步骤(6)中的LA-ICP-MS检测过程中，还测得头发样品上的激光剥蚀孔距发根的距离为b厘米，从而计算出该激光剥蚀孔处的该待测重金属元素进入人体的时间(天)＝b(厘米)/a(厘米/天)。

2.根据权利要求1所述的检测进入人体的重金属元素的方法，其特征在于，所述重金属元素包括：Pb，Cd，Cr，Cu，As，Hg，Mn。

3.根据权利要求1所述的检测进入人体的重金属元素的方法，其特征在于，所述LA-ICP-MS检测采用连续单点扫描操作获得一列彼此间隔的激光剥蚀孔。

4.根据权利要求1所述的检测进入人体的重金属元素的方法，其特征在于，步骤(2)中：所述不同浓度的含有该重金属元素的溶液采用人工模拟汗液作为溶剂。

说明书

一种检测进入人体的重金属元素的方法

技术领域

[0001] 本发明属于离体样本元素检测领域，涉及一种检测进入人体的重金属元素的方法，用于测定该重金属元素的含量和该重金属元素进入人体的时间。

背景技术

[0002] 重金属中毒是指重金属元素或其化合物引起的中毒，如汞中毒、铅中毒等。因为重金属能够使蛋白质的结构发生不可逆的改变，从而影响组织细胞功能，进而影响人体健康，例如体内的酶就不能够催化化学反应，细胞膜表面的载体就不能运入营养物质、排出代谢废物，肌球蛋白和肌动蛋白就无法完成肌肉收缩，所以体内细胞就无法获得营养，排除废物，无法产生能量，细胞结构崩溃和功能丧失。

[0003] 在临床医学与法医学实践中，存在对来自病人或受害者的离体样本进行重金属元素检测的需求。目前，国内外文献中涉及到重金属元素含量的检测的主要方法包括：原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体法、分光光度法、液相色谱法、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)等。其中，ICP-MS法与其它方法相比，具有以下优势：一次可同时测定多种元素，节省检测时间，提高检测效率；检出限较低，线性范围较宽，重复性好。因此，ICP-MS法是一种值得充分利用和推广的检测方法。

[0004] 在临床医学与法医学实践中，还存在推测出重金属元素侵入人体的时间的需求，用于病情的判断或者案件的取证。然而，现有技术中尚不存在一种既能检测出被重金属元素侵入的人体中的该重金属元素含量，又能计算出该重金属元素进入人体的时间的方法。

发明内容

[0005] 本发明旨在克服现有技术中存在的缺陷，并提供一种高效地检测进入人体的重金属元素的方法，该方法既能检测出被重金属元素侵入的人体中的该重金属元素含量，又能计算出该重金属元素进入人体的时间。

[0006] 因此，本发明的第一方面，提供了一种检测进入人体的重金属元素的方法，用于测定该重金属元素的含量和该重金属元素进入人体的时间，该方法包括如下步骤：

[0007] (1)剪取健康受试者的头发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干；

[0008] (2)将步骤(1)烘干后的头发剪碎，分组，并分别浸泡在不同浓度的含有该重金属元素的溶液里，浸制24小时，得到浸制的碎发；

[0009] (3)取出所述浸制的碎发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干，制得干燥后的浸制的碎发；采用ICP-MS对所述干燥后的浸制的碎发进行定量检测，测得所述干燥后的浸制的碎发中的重金属元素的含量，作为重金属元素含量线性方程的Y；

[0010] (4)采用头发中的34S作为内标，使用LA-ICP-MS测得步骤(3)中所述干燥后的浸制34
的碎发中的该重金属元素的响应值CPS(该重金属元素)与 S的响应值 则得到重金属元素含量线性方程的

[0011] (5)按照上述步骤(1)～(4)进行多次测定，确定该重金属元素含量线性方程Y＝F(X)；

[0012] (6)在被待测重金属元素侵入的人体的头后枕部选取一小撮头发进行染色标记，若干天后测量新生长出的头发的长度，从而测得被待测重金属元素侵入的人体的头发生长速度＝a厘米/天；同时，在上述进行了染色标记的头发附近选取几根未染色的头发，贴头皮剪下，进行LA-ICP-MS检测，从而测得被待测重金属元素侵入的人体的头发样品的CPS(待测重金属元素)，并依据Y＝F(X)，即可获得该待测重金属元素的含量；

[0013] (7)在步骤(6)中的LA-ICP-MS检测过程中，还测得头发样品上的激光剥蚀孔距发根的距离为b厘米，从而计算出该激光剥蚀孔处的该待测重金属元素进入人体的时间(天)＝b(厘米)/a(厘米/天)。

[0014] 优选地，在上述检测进入人体的重金属元素的方法中，所述重金属元素包括：Pb，Cd，Cr，Cu，As，Hg，Mn。

[0015] 优选地，在上述检测进入人体的重金属元素的方法的步骤(2)中：将步骤(1)烘干后的头发剪碎至0.1～0.3毫米。

[0016] 优选地，在上述检测进入人体的重金属元素的方法中，所述LA-ICP-MS检测采用连续单点扫描操作获得一列彼此间隔的激光剥蚀孔。

[0017] 优选地，在上述检测进入人体的重金属元素的方法的步骤(2)中：所述不同浓度的含有该重金属元素的溶液采用人工模拟汗液作为溶剂。

[0018] 优选地，在上述检测进入人体的重金属元素的方法中，在所述被待测重金属元素侵入的人体为尸体的情况下，所述尸体的头发生长速度＝1厘米/月。

[0019] 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

[0020] 所述检测进入人体的重金属元素的方法在检测出被重金属元素侵入的人体中的该重金属元素含量的同时，还能以较小的误差计算出该重金属元素进入人体的时间；所述检测进入人体的重金属元素的方法操作简单，易于实施；所述检测进入人体的重金属元素的方法合理地利用了LA-ICP-MS检测方法，能够一次同时测定多种元素，节省检测时间，提高检测效率，且检出限较低，线性范围较宽，重复性好；因此，所述检测进入人体的重金属元素的方法可得到广泛应用，具有良好的应用前景。

附图说明

[0021] 图1为本发明所述的重金属元素含量线性方程Y＝F(X)的示意图；

[0022] 图2为用于LA-ICP-MS检测的剥蚀后的头发样品的显微图像，示出了多个激光剥蚀孔；

[0023] 图3为本发明实施例1中所述的白血病病人经过五个疗程的砷剂治疗后头发中砷元素的浓度分布图。

具体实施方式

[0024] 本发明的第一方面，提供了一种检测进入人体的重金属元素的方法，用于测定该重金属元素的含量和该重金属元素进入人体的时间，该方法包括如下步骤：(1)剪取健康受试者的头发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干；

[0025] (2)将步骤(1)烘干后的头发剪碎，分组，并分别浸泡在不同浓度的含有该重金属元素的溶液里，浸制24小时，得到浸制的碎发；

[0026] (3)取出所述浸制的碎发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干，制得干燥后的浸制的碎发；采用ICP-MS对所述干燥后的浸制的碎发进行定量检测，测得所述干燥后的浸制的碎发中的重金属元素的含量，作为重金属元素含量线性方程的Y；

[0027] (4)采用头发中的34S作为内标，使用LA-ICP-MS测得步骤(3)中所述干燥后的浸制的碎发中的该重金属元素的响应值CPS(该重金属元素)与34S的响应值 则得到重金属元素含量线性方程的

[0028] (5)按照上述步骤(1)～(4)进行多次测定，确定该重金属元素含量线性方程Y＝F(X)；具体地，测得X1、X2、X3、X4、X5……并相应地测得Y1，Y2，Y3，Y4，Y5……，从而通过软件等进行线性回归分析得出线性方程Y＝F(X)，如图1所示；

[0029] (6)在被待测重金属元素侵入的人体的头后枕部选取一小撮头发进行染色标记，若干天后测量新生长出的头发的长度，从而测得被待测重金属元素侵入的人体的头发生长速度＝a厘米/天；同时，在上述进行了染色标记的头发附近选取几根未染色的头发，贴头皮剪下，进行LA-ICP-MS检测，从而测得被待测重金属元素侵入的人体的头发样品的CPS(待测重金属元素)，并依据Y＝F(X)，即可获得该待测重金属元素的含量；

[0030] (7)在步骤(6)中的LA-ICP-MS检测过程中，还测得头发样品上的激光剥蚀孔距发根的距离为b厘米，从而计算出该激光剥蚀孔处的该待测重金属元素进入人体的时间(天)＝b(厘米)/a(厘米/天)。如图2所示，该头发样品上清晰可见多个激光剥蚀孔。

[0031] 在一个优选实施例中，所述重金属元素包括：Pb，Cd，Cr，Cu，As，Hg，Mn。

[0032] 在一个优选实施例中，所述检测进入人体的重金属元素的方法的步骤(2)中：将步骤(1)烘干后的头发剪碎至0.1～0.3毫米。

[0033] 在一个优选实施例中，在上述检测进入人体的重金属元素的方法中，所述LA-ICP-MS检测采用连续单点扫描操作获得一列彼此间隔的激光剥蚀孔，如图2所示。

[0034] 在一个优选实施例中，所述检测进入人体的重金属元素的方法的步骤(2)中：所述不同浓度的含有该重金属元素的溶液采用人工模拟汗液作为溶剂。

[0035] 在一个优选实施例中，在所述被待测重金属元素侵入的人体为尸体的情况下，所述尸体的头发生长速度＝1厘米/月。

[0036] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法中的各步骤如无特殊说明均为常规操作；所述设备如无特殊说明均能从公开商业途径获得。

[0037] 实施例1

[0038] 一名白血病病人经过了五个疗程的砷剂治疗，现按照本发明所述的方法测定该白血病病人头发中的砷含量(浓度)并计算出砷元素进入该白血病病人体内的时间，具体如下：

[0039] (1)剪取健康受试者的头发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干；

[0040] (2)将步骤(1)烘干后的头发剪碎至0.2毫米，分组，并分别浸泡在不同浓度的含有As2O3的人工模拟汗液中，浸制24小时，得到浸制的碎发；

[0041] (3)取出所述浸制的碎发，依次使用丙酮、水、丙酮进行清洗，然后，于30℃烘干，制得干燥后的浸制的碎发；采用ICP-MS对所述干燥后的浸制的碎发进行定量检测，测得所述干燥后的浸制的碎发中的砷元素的含量，作为砷元素含量线性方程的Y；

[0042] (4)采用头发中的34S作为内标，使用LA-ICP-MS测得步骤(3)中所述干燥后的浸制的碎发中砷元素的响应值CPS(As)与34S的响应值 则得到砷元素含量线性方程的其中，所用仪器有：电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)，美国Agilent公司，型号：7500ce；激光烧蚀进样系统(LA)，美国New wave公司，型号：UP213；其中，LA-ICP-MS检测主要工作参数如下表1所示：

[0043]

[0044]

[0045] 表1：LA-ICP-MS检测主要工作参数

[0046] (5)按照上述步骤(1)～(4)进行多次测定，确定砷元素含量线性方程Y＝F(X)；

[0047] (6)在该白血病病人首次用砷剂治疗的第一天，从该白血病病人的头后枕部选取一小撮头发进行染色标记，159天后测量新生长出的头发的长度为6.5厘米，从而计算出该白血病病人头发生长速度＝0.04厘米/天；同时，在该白血病病人进行的五个疗程的砷剂治疗期间，多次从上述进行了染色标记的头发附近选取几根未染色的头发，贴头皮剪下，进行LA-ICP-MS检测，从而测得该病人的头发样品的CPS(待测As)，并依据Y＝F(X)，获得该待测砷元素的含量；如图3所示，可以清楚地观察到该白血病病人经过五个疗程的砷剂治疗后头发中砷元素的浓度分布图，即不同时期的砷元素的含量。并且，从中可以看出砷元素的浓度存在积累与代谢的波动，以每个疗程为一个周期。

[0048] (7)在步骤(6)中的LA-ICP-MS检测过程中，还进行了以下测量：在所示5个疗程的砷剂治疗中，各疗程开始用药到采集头发样本时，新生长出的头发最上端的激光剥蚀孔距发根的距离依次分别为6.5厘米，4.8厘米，3.5厘米，2.1厘米，0.9厘米；从而可分别计算出该激光剥蚀孔处的该砷元素进入人体的时间，详见下表2：

[0049]

[0050] 表2砷元素进入人体实际时间与计算时间的对比

[0051] 在上表2中，α：每疗程开始用药到头发样本采集时新生长出的头发最上端的激光剥蚀孔距发根的距离；β:每疗程开始用药到头发样本采集时的时间；γ:通过公式计算得到的砷元素进入人体时间。

[0052] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。