GA∕T 1630-2019 法庭科学 血液、尿液中铬等五种元素检验 电感耦合等离子体质谱法(公共安全).pdf

ICS 13.310 A 92 中 华 人 民 共 和 国 公 共 安 全 行 业 标 准 GA GA/T 法庭科学 血液、尿液中铬等五种元素检验 电感耦合等离子体质谱法 Forensic sciencesExamination methods for five elements including Cr in blood and urine samplesICP-MS -发布-实施 中华人民共和国公安部中华人民共和国公安部 发布发布 GA/T I 前 言 本标准按照 GB/T 1.12009 给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由全国刑事技术标准化技术委员会毒物分析分技术委员会（SAC/TC 179/SC 1）提出并归口。本标准起草单位：司法鉴定科学研究院。本标准主要起草人：马栋，沈敏，卓先义，刘伟，向平，沈保华，卜俊。GA/T 1 法庭科学 血液、尿液中铬等五种元素检验 电感耦合等离子体质谱法 1 范围 本标准规定了法庭科学血液和尿液中铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）、铊（Tl）、铅（Pb）五种元素的电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）定量检验方法。本标准适用于法庭科学血液和尿液中铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）、铊（Tl）、铅（Pb）五种元素的定量分析。其他可疑样品中铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）、铊（Tl）、铅（Pb）五种元素的定量分析可参照使用。2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 6682 分析实验室用水规格和试验方法 GA/T 122 毒物分析名词术语 3 术语和定义 GA/T 122 界定的术语和定义适用于本文件。4 原理 以空白样品和标准溶液作对照，按平行操作的要求，对血液、尿液进行消解，采用电感耦合等离子体质谱法进行定量检测，以质谱积分面积或峰高为依据，采用内标法进行定量分析。5 试剂和材料 5.1 试剂 实验用水应符合 GB/T 6682 中规定的一级水。在分析中使用的试剂均为优级纯，试剂包括：a)65%浓硝酸；b)5%硝酸溶液：量取 65%浓硝酸 77mL，用水稀释至 1000mL；c)30%过氧化氢；d)ICP-MS 调谐溶液：锂（7Li）、铱（89Y）、铊（205Tl）混合标准溶液或市售 ICP-MS 调谐液，浓度均为 1.0ng/mL；e)标准溶液：1)1.0mg/mL 标准溶液：采用市售标准溶液；2)10.0g/mL 混合标准溶液：根据铬（Cr）、镉（Cd）、砷（As）、铊（Tl）、铅（Pb）标准物质溶液的浓度，各移取适量，用 5%硝酸溶液配制成 10.0g/mL 混合标准溶液，置于冰箱中冷藏保存。有效期 6 个月；GA/T 2 3)系列混合标准工作溶液：吸取适量 10.0g/mL 混合标准溶液，加 5%硝酸溶液逐级稀释，得系列浓度的混合标准工作溶液，置于冰箱冷藏保存。有效期 3 个月；4)1.0mg/mL 内标溶液：1.0mg/mL 铟（115In）内标溶液采用市售标准溶液；5)20.0ng/mL 内标工作溶液：由 1.0mg/mL 内标溶液用 5%硝酸溶液逐级稀释，配制成质量浓度为 20.0ng/mL 内标工作液，置于冰箱中冷藏保存。有效期为 3 个月。5.2 仪器及材料 材料包括：a)样品管（适用于 ICP-MS 检测）；b)容量瓶：10mL（适用于 ICP-MS 检测）；6 仪器和设备 仪器和设备包括：a)电感耦合等离子体质谱仪；b)干式恒温器；c)移液器。7 操作方法 7.1 样品制备 取 250 L 血液检材样品两份于样品管中，加入 65%的浓硝酸 800L 和 30%的过氧化氢 200L，密闭，静置 10min，将样品管置于干式恒温器中，90加热消解 3h。冷却至室温（可采用冰水浴迅速降温），转移出消解液，并用水清洗样品管三次，合并清洗液至样品消解液中，并用水定容至 10mL，作为检材样品提取液供仪器分析。取250L尿液检材样品两份于样品管中，加入5%的硝酸稀释至10mL，供仪器分析。另取等量相似基质的空白样品两份，与检材样品平行操作，得到空白样品提取液供仪器分析。采用内标标准曲线法定量时，取系列混合标准工作溶液供仪器分析。采用内标-单点法时，取标准物质溶液（浓度应为检材样品中目标物含量的(100 50)%）供仪器分析。7.2 仪器检测 7.2.1 仪器条件 以下为参考条件，可根据不同品牌仪器和不同样品等实际情况进行调整：a）载气流速：0.8 L/min 1.2L/min；b）补偿气流速：0.1 L/min 1.0L/min；c）等离子气流速：15L/min；d）辅助气流速：0.6 L/min 1.0L/min；e）RF 功率：1500W；f）反射功率：低于 20W；g)蠕动泵转速：0.1rps。7.2.2 进样 GA/T 3 以115In元素作为内标，采用在线内标加入法将内标溶液和标准物质溶液（或系列标准混合工作溶液）、空白及检材样品提取液通过蠕动泵导入ICP-MS，按7.2.1的分析条件进样分析。7.2.3 计算 7.2.3.1 计算含量 7.2.3.1.1 内标-标准曲线法 记录样品提取液与系列混合标准工作溶液平行进样23次的待测元素与内标元素响应值之比，以各待测元素响应值和内标元素响应值之比（Y）为纵坐标，标准混合工作溶液相应浓度值（W）为横坐标绘制标准曲线，按公式（1）计算含量。样品浓度应在标准曲线范围之内，超出标准曲线范围应稀释后重新进样分析。=().(1)式中：W检材样品中待测物的含量，单位为纳克每毫升(ng/mL)；Y 检材样品中待测物与内标物的响应值之比；a 线性方程的截距；b 线性方程的斜率；k 检材样品定容体积与检材取样体积的比值。7.2.3.1.2 内标-单点法 记录各样品提取液和标准溶液平行进样23次的待测元素和内标元素响应值，按公式（2）计算含量：=.(2)式中：W 检材样品中待测物含量，单位为纳克每毫升(ng/mL)；A 检材样品提取液中待测物的响应值的平均值；A标准溶液中待测物的响应值的平均值；Ai标准溶液中内标物的响应值的平均值；Ai 检材样品提取液中内标物的响应值的平均值；c 标准溶液浓度，单位为纳克每毫升(ng/mL)；k 检材样品定容体积与检材取样体积的比值。7.2.3.2 计算相对相差 记录两份平行操作的检材样品中目标物的含量，按公式（3）计算相对相差：%10021=XXXRD.(3)式中：RD 相对相差，用百分比（%）表示；X1、X2 两个检材样品平行定量测定的含量数值；X两个检材样品平行定量测定含量的平均值。GA/T 4 8 定量结果评价 如果目标物含量的RD20%，定量数据可靠，其含量按两份检材的平均值计算。如果检材样品中目标物含量的RD20%，定量数据不可靠。应按7.1重新提取检验。各元素的检出限和回收率参见附录A，中毒诊断参考资料参见附录B。GA/T 5 附 录 A（资料性附录）相关实验数据 A.1 五种元素的检出限、定量限、线性回归方程、相关系数及线性范围见表A.1。表A.1 血液、尿液检出限、定量限、回归方程、线性系数及线性范围 元素 血液 尿液 线性回归方程 线性相关系数 线性范围 ng/mL 检出限 ng/mL 定量限 ng/mL 检出限 ng/mL 定量限 ng/mL Cr 0.02 0.06 0.008 0.024 y=0.1603x+1.299 10-2 0.9998 0.05100 As 0.016 0.047 0.011 0.033 y=0.1204x+1.177 10-3 1.0000 0.05100 Cd 0.001 0.004 0.0005 0.0015 y=0.1496x+1.944 10-4 1.0000 0.00510 Tl 0.001 0.004 0.0002 0.0007 y=1.335x+2.374 10-3 0.9996 0.00510 Pb 0.02 0.06 0.008 0.025 y=0.6020 x+3.769 10-3 0.9998 0.05100 A.2 血液中五种元素加标回收率与精密度见表A.2。表 A.2 血液加标回收率与精密度 元素 本底值 ng/mL 加标值 ng/mL 测定值 n=6，ng/mL 回收率 日内精密度n=6 日间精密度n=18 Cr 0.82 0.03 0.5 1.31 0.02 99%4.1%7.3%5 6.07 0.08 105%1.4%3.0%50 52.9 1.3 104%2.6%3.3%As 0.14 0.007 0.5 0.64 0.02 99%3.4%3.7%5 5.17 0.14 101%2.8%2.9%50 51.4 1.1 102%2.1%2.2%Cd 0.012 0.0007 0.05 0.061 0.001 99%2.5%5.3%0.5 0.53 0.005 104%1.0%2.5%5 5.25 0.05 105%1.0%1.9%Tl 0.006 0.0003 0.05 0.061 0.0008 109%1.5%6.3%0.5 0.56 0.01 111%1.9%6.3%5 5.59 0.06 111%1.1%5.7%Pb 0.60 0.02 0.1 0.69 0.005 96%5.7%6.0%1 1.59 0.01 99%1.5%2.0%10 10.6 0.1 101%1.1%1.7%A.3 尿液中五种元素加标回收率与精密度见表A.3。GA/T 6 表 A.3 尿液加标回收率与精密度 元素 本底值 ng/mL 加标值 ng/mL 测定值 n=6,ng/mL 回收率 日内精密度n=6 日间精密度n=18 Cr 0.26 0.03 1 1.30 0.03 104%2.8%3.4%5 4.96 0.04 94%1.0%4.6%50 45.8 0.9 91%2.1%5.4%As 0.39 0.02 1 1.44 0.01 105%1.1%2.5%5 5.76 0.03 107%0.6%2.3%50 54.3 0.3 108%0.5%1.6%Cd 0.006 0.0006 0.05 0.056 0.001 100%2.0%2.3%0.5 0.50 0.01 99%3.0%2.0%5 4.95 0.10 99%2.0%1.8%Tl 0.008 0.0008 0.05 0.054 0.001 94%3.1%3.2%0.5 0.48 0.01 95%2.3%2.2%5 4.76 0.05 95%1.0%2.0%Pb LOQ 0.05 0.058 0.003 97%6.0%6.2%0.5 0.47 0.01 92%2.4%3.2%5 4.57 0.03 91%0.7%1.2%GA/T 7 A A 附录 B（资料性附录）中毒诊断参考资料 B.1 铬 Chromium B.1.1 中毒症状 口服铬化物中毒者口腔及上腹部烧灼感、腹痛、呕吐、腹泻、便中带血、少尿、血尿、紫绀、黄疸、躁动、虚脱、昏迷，中毒重者最后可死于呼吸衰竭和休克。整个过程持续数十分钟至数天不等。B.1.2 体内过程 消化道对六价铬吸收率较高（50%），对三价铬吸收较差（不到 1%）。铬也可通过皮肤及呼吸道进入人体。80%被吸收的铬从肾脏排出，20%自粪便排出。经口进入人体内的铬主要分布于肝、肾、脾和骨骼。B.1.3 尸检所见 由于铬盐对局部有腐蚀作用，故口服中毒者可见口腔、食道和咽部粘膜坏死并形成溃疡。胃粘膜表面可见灰绿色或棕绿色假膜，肠道粘膜也有类似改变，吸入铬尘可损害呼吸道粘膜，鼻腔内溃疡形成，甚至鼻中隔穿孔。B.2 砷 Arsenic B.2.1 中毒症状 急性中毒患者出现重度胃肠道损伤和心脏功能失常,如口及咽喉部有干、痛、烧灼、紧缩感，声嘶、恶心、呕吐、咽下困难、腹痛和腹泻等。重症极似霍乱，开始排大量水样粪便，以后变为血性，或为米泔水样混有血丝，很快发生脱水、酸中毒以至休克。并伴有神经系统症状,同时可有头痛、眩晕、烦躁、谵妄、中毒性心肌炎、多发性神经炎等。砷元素蓄积量与神经症状呈正相关。严重者会昏迷、紫绀、休克甚至死亡，少数有鼻衄及皮肤出血。慢性砷中毒累及全身各个器官及系统。B.2.2 体内过程 砷可通过呼吸道、消化道、皮肤吸收而进入人体，在体内可蓄积。人体摄入可溶性的砷，可迅速被胃肠吸收入血，经肺和胃肠吸收的砷随血流分布和贮存于脑、肝、心、脾、肾、胸腺、胰腺、前列腺、甲状腺、主动脉、卵巢、子宫、肠壁、肌肉等全身各种组织中，其中以毛发、指甲、皮肤含量最高。无机砷在体内经过甲基化代谢过程可转化为易溶于水的甲基砷酸和二甲基砷酸，大部分迅速随尿排出，少部分则在毛发、指甲中蓄积下来。砷的甲基化代谢水平与体内各形态砷的相对比例、砷排泄效率及其蓄积程度直接相关。人体在摄入砷后，80100通过胃肠进入血液，然后血液中砷浓度水平会在很短时间内降低，其中5070砷会在3d-4d内通过尿液排出体外。人体排泄砷有以下几种途径：粪便排泄（900g/d）；尿液排泄（50g/d）；皮肤排泄，主要以汗、毛发、指甲、污垢、乳汁的形式排出。主要代谢物为甲基砷酸和二甲基砷酸。B.2.3 尸检所见 临床表现不同，尸体检查所见也不完全一样:a)急性麻痹型：由于短促，常不能见特殊病变。镜下可见神经细胞变性，全身各器脏淤血;GA/T 8 b)急性胃肠型：主要为消化系统的病变。口腔及食管粘膜充血，胃粘膜充血水肿，皱襞嵴部由于毒物腐蚀作用可出现暗褐色条纹状糜烂或坏死；c)亚急性和慢性型：消化管粘膜呈炎症改变。皮肤可见色素沉着和周围神经炎。心血管系统可见心肌肥大或梗死。B.2.4 毒性数据 因个体差异，金属毒物体液浓度差异较大，一般来说砷元素治疗血浓度为 2ng/mL70ng/mL，中毒血浓度为 50ng/mL70ng/mL，致死血浓度为 9g/mL15g/mL。B.3 镉 Cadmium B.3.1 中毒症状 吸入氧化镉的烟雾可产生急性中毒。中毒早期表现咽痛咳嗽胸闷气短头晕恶心全身酸痛无力发热等症状严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎有明显的呼吸困难胸痛咯大量泡沫血色痰可因急性呼吸衰竭而死亡。误食后也可引起急性镉中毒，潜伏期短，通常经 10min20min，即可发生恶心呕吐腹痛腹泻等症状。严重者伴有眩晕大汗虚脱上肢感觉迟钝，甚至出现抽搐休克。慢性镉中毒可以引起骨质疏松和肾损害。B.3.2 体内过程 镉主要通过呼吸道和消化道侵入人体。镉化合物不易被肠道吸收。镉进入人体后，通过血液传输至全身，主要蓄积于肾、肝脏中；其次蓄积于甲状腺、脾和胰等器官中。进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便排出。镉的排出速度很慢，人肾皮质镉的生物学半衰期是10y30y。主要代谢物为镉离子。B.3.3 毒性数据 治疗血浓度为 0.15ng/mL2.04ng/mL，致死血浓度为 15ng/mL50ng/mL，人口服致死量为 30g40g。B.4 铅 lead B.4.1 中毒症状 急性铅中毒的临床表现为恶心、呕吐、口中金属味、腹绞痛、大便带血、剧烈头痛、极度疲乏、失眠、周围神经麻痹，严重者脑水肿而出现惊厥、昏迷、肝肿大，黄疸指数及转氮酶明显升高。慢性铅中毒的主要特征是神经肌肉综合症。B.4.2 体内过程 铅及其化合物主要通过呼吸道和消化道进入人体，大气、饮水、食物中有微量铅进入人体。吸收入体内的铅约 50左右在半衰期内排出体外，另外的 25在以后排出，25将潴留在体内。血液中铅的半衰期约 25d35d，肾脏中所含铅的半衰期是 10d，肝脏中所含铅的半衰期是 23d。铅通过三条途径排出体外。近 2/3 经肾脏随小便排出，近 1/3 通过胆汁分泌排入肠腔，然后随大便排出，有 8%左右(存在于头发及指甲中)的铅通过头发及指甲脱落排出体外。铅吸收后进入血循环，约有 95的铅以不溶性磷酸铅稳定地沉积于骨骼系统。中等水平铅暴露者骨组织中积蓄铅约 40mg50mg，而职业性铅暴露者骨铅总量可达 200mg。主要代谢物为磷酸铅。B.4.3 尸检所见 GA/T 9 急性铅中毒死亡者可见口腔粘膜因铅的局部作用呈灰白色或黑灰色糜烂，即“铅线”。镜检见牙龈粘膜乳头中沉积有不规则或无定形的棕黑色颗粒。胃肠粘膜出血，粘膜表面覆以灰黑色假膜。肝肾等器官可见水变性、脂肪性乃至坏死，较特殊的是肝细胞或肾小管上皮细胞内有嗜酸性包涵体形成，呈卵圆形。B.4.4 毒性数据 治疗血浓度小于 0.3g/mL；急性中毒血浓度为 0.45g/mL0.6g/mL，慢性中毒血浓度为 0.4g/mL。B.5 铊 Thallium B.5.1 中毒症状 铊中毒症状主要表现为胃肠道刺激和神经系统症状。脱发是铊中毒的特异体征，严重者胡须、腋毛、阴毛等均脱落，常会出现双脚疼痛、双手发麻等症状。同时会出现恶心、呕吐、腹泻、腹痛、口内金属味等。铊中毒者的手甲上通常都留有米氏线。铊具有强蓄积性毒性，可以对患者造成永久性损害，包括肌肉萎缩、肝肾的永久性损伤等。B.5.2 体内过程 铊及铊化合物可以经由呼吸系统、消化系统、皮肤等途径快速进入体内，但主要是经消化道进入，其次是呼吸道。可溶性的铊被胃肠道吸收后，以离子形式进入血液，存在于红细胞中并随血液到达全身的器官和组织。组织对铊的吸收类似于钾离子，肾脏中铊含量最高，其次是睾丸，其他依次为肌肉、淋巴结、胃肠、心脏、脾脏、肝脏。口服可溶性铊盐，其生物利用度超过 90%。体内的铊最终通过尿和粪便排泄，无机铊盐主要通过粪便排泄，而有机铊盐通过这两条途径排泄的量基本相同。铊在体内的代谢动力学特征符合三室模型，其表观分布容积（Vd）为 3.6L/kg。B.5.3 尸检所见 铊盐口服死者由于局部刺激作用发生炎症。硫化铊口服者可见口腔粘膜呈红黑色，胃及小肠粘膜充血、水肿等。有神经症状者大脑淤血水肿、点状出血。B.5.4 毒性数据 治疗血浓度小于 0.005g/mL；中毒血浓度为 0.1g/mL0.5g/mL；致死血浓度为 0.5g/mL。_