GB∕T 38261-2019 纳米技术 生物样品中银含量测量 电感耦合等离子体质谱法

犐犆犛７１．０４０．４０

犃４３

中华人民共和国国家标准

犌犅／犜３８２６１—２０１９

纳米技术生物样品中银含量测量

电感耦合等离子体质谱法

犖犪狀狅狋犲犮犺狀狅犾狅犵狔—犇犲狋犲狉犿犻狀犪狋犻狅狀狅犳狊犻犾狏犲狉犮狅狀狋犲狀狋狊犻狀犫犻狅犾狅犵犻犮犪犾

狊犪犿狆犾犲狊—犐狀犱狌犮狋犻狏犲犾狔犮狅狌狆犾犲犱狆犾犪狊犿犪犿犪狊狊狊狆犲犮狋狉狅犿犲狋狉狔

２０１９１２１０发布２０２００７０１实施

国家市场监督管理总局

国家标准化管理委员会

发布

目次

前言Ⅲ…………………………

引言Ⅳ…………………………

１范围

１………………………

２规范性引用文件

１…………………………

３术语和定义

１………………

４缩略语

１……………………

５原理

１………………………

６仪器与试剂

１………………

７样品

２………………………

８试验步骤

３…………………

９数据分析

４…………………

１０准确度和精密度

４…………………………

１１测试报告

５…………………

附录Ａ（资料性附录）实验流程图６………………………

附录Ｂ（资料性附录）测试报告模板８……………………

附录Ｃ（资料性附录）含有银包金纳米棒的生物组织中银含量的测量示例９…………

参考文献１３……………………

Ⅰ

犌犅／犜３８２６１—２０１９

前言

本标准按照ＧＢ／Ｔ１．１—２００９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。

本标准由中国科学院提出。

本标准由全国纳米技术标准化技术委员会（ＳＡＣ／ＴＣ２７９）归口。

本标准起草单位：国家纳米科学中心、中国食品药品检定研究院、北京市理化分析测试中心、国家药

品监督管理局医疗器械技术审评中心。

本标准主要起草人：吴美玉、刘颖、李瑞如、王新胜、柳琳、高峡、赵婷、陈宽、淡墨、陈亮、徐丽明、

谢黎明。

Ⅲ

犌犅／犜３８２６１—２０１９

引言

银纳米颗粒具有广谱的抗菌活性，广泛应用于生活用品以及医疗器械中［

１，２］。随着应用范围的不

断扩大，银纳米颗粒进入人体的途径更加多样化，并以多种形式存在于生物组织中。因此，银暴露的风

险引起了高度关注。在银纳米颗粒的毒代动力学等生物效应和安全性评价中，银纳米颗粒暴露后，可以

以颗粒、离子等多种形式存在于生物样品中，而不同形式的银元素均在其生物学功能中发挥重要作用，

所以准确测量生物样品中银元素的总含量非常重要。但是，目前尚无相关国家标准。

电感耦合等离子体质谱法（ＩＣＰＭＳ）是以等离子体为离子源的一种质谱型元素分析方法，主要用于

进行多种元素的同时测定，适用于痕量或微量重金属元素的分析［

３～５］。本标准包括经银纳米颗粒暴露

的生物样品的微波消解方法，以及使用ＩＣＰＭＳ测量消解后样品中银元素总含量的方法。

Ⅳ

犌犅／犜３８２６１—２０１９

纳米技术生物样品中银含量测量

电感耦合等离子体质谱法

警示———本标准方法中使用的部分试剂具有腐蚀性和强氧化性，需谨慎防护，避免接触皮肤和衣

物；微波消解过程应在通风橱内进行，按仪器相关设备安全规定操作；注意安全用电。

１范围

本标准规定了生物样品中银含量的定量测量方法，包括样品制备和测量步骤。

本标准适用于多种生物样品（生物组织、细胞、３Ｄ组织模型等）中银含量的定量测量。

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／Ｔ６６８２分析实验室用水规格和试验方法

ＧＢ／Ｔ１９６１９纳米材料术语

ＧＢ／Ｔ３０９０３无机化工产品杂质元素的测定电感耦合等离子体质谱法（ＩＣＰＭＳ）

３术语和定义

ＧＢ／Ｔ１９６１９和ＧＢ／Ｔ３０９０３界定的术语和定义适用于本文件。

４缩略语

下列缩略语适用于本文件。

ＩＣＰＭＳ：电感耦合等离子体质谱（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙｃｏｕｐｌｅｄｐｌａｓｍａｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）

５原理

生物样品经微波消解后定容，所得溶液采用ＩＣＰＭＳ方法进行元素含量检测。定量方法采用内标

法，即在待测样品、空白样品和加标样品中通过蠕动泵在线加入相同浓度的内标元素，根据银元素的强

度与内标元素强度值的比值和银元素浓度的定量关系实现对银的定量分析。该方法中设置加标样品以

判定测量结果的准确性。

６仪器与试剂

６．１仪器

６．１．１电感耦合等离子体质谱分析仪（ＩＣＰＭＳ分析仪）。

６．１．２微波消解仪：具备程式化功率设定功能，

最大输出功率≥１２００Ｗ，最高设定温度≥１９５℃。

１

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６．１．３消解罐：压力消解罐，聚四氟乙烯材质或等效材质，

５５ｍＬ。

６．１．４聚四氟乙烯管：１５ｍＬ。

６．１．５赶酸仪：工作温度范围为室温至２００℃。

６．１．６分析天平：灵敏度０．１ｍｇ。

６．１．７移液器：量程２．５μＬ，量程１０μＬ，

量程２００μＬ，量程１０００μＬ。

６．１．８冰箱：可满足－２０℃冷冻存储条件。

６．２试剂

除非另有说明，分析时均使用确认为优级纯或以上级别的化学试剂，实验用水为符合ＧＢ／Ｔ６６８２

规定的一级水，标准溶液使用有证标准物质。

６．２．１硝酸：ρ＝１．４２ｇ／ｍＬ。

６．２．２银标准溶液：介质１．０ｍｏｌ

／Ｌ硝酸。

６．２．３内标标准溶液：介质１．０ｍｏｌ

／Ｌ硝酸。宜选用铟（

１１５Ｉｎ）和铑（１０３Ｒｈ）为内标元素，内标元素的选

择原则参考ＧＢ／Ｔ３０９０３。

６．２．４氩气：纯度≥９９．９９％。

７样品

７．１样品前处理流程图

参见附录Ａ中图Ａ．１。

７．２待测生物样品制备

７．２．１将冷冻的待测生物样品室温解冻，

差量法准确称取一定量的样品（犿Ｔ，宜为０．１００ｇ～０．５００ｇ）

至５５ｍＬ微波消解罐中。新鲜获得的样品可直接称量。

注１：对于总质量不足０．１００ｇ的生物样品，可以实际称量质量为准。

注２：体外３Ｄ模型生物样品直接将收集的样品投入消解罐即可，可不称量；体外２Ｄ细胞经胰酶消化、离心收集入

离心管后，在离心管中加入１ｍＬ浓硝酸预消解过夜，然后转移至消解罐，进行微波消解步骤。

７．２．２在上述每个微波消解罐中加入１０ｍＬ浓硝酸，

预消解３０ｍｉｎ。

７．２．３旋紧消解罐，将其对称安装在转盘上进行微波消解。微波消解参考程序见表１。

注：不同微波消解仪可根据仪器固有条件适当调整功率和消解时间等程序参数，保证样品消解完全即可。

表１生物样品微波消解参考程序１

步骤功率／Ｗ升温时间／ｍｉｎ温度／℃保持时间／ｍｉｎ

１１６００８１２０２

２１６００８１６０５

３１６００８１９５５０

７．２．４待消解程序结束，取出消解罐冷却至室温。

７．２．５旋开消解罐，使消解过程产生的气体缓慢释放，

观察并确定样品是否完全消解。若消解完全，则

执行步骤７．２．６。若消解液中仍有油脂小液滴，则参考表２中的程序继续消解，直至消解完全。

２

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表２生物样品微波消解参考程序２

步骤功率／Ｗ升温时间／ｍｉｎ温度／℃保持时间／ｍｉｎ

１１６００８１２０２

２１６００１６１９５３０

７．２．６将消解液在赶酸仪上加热赶酸至近干，

宜在１６０℃加热约９０ｍｉｎ，取出消解罐冷却至室温。

７．２．７将７．２．６中的消解液转移至已称量的１５ｍＬ聚四氟乙烯管中，

然后用体积分数为１％的稀硝酸

洗涤消解罐２次～３次，将全部洗涤液转移至上述聚四氟乙烯管，并称量定容至１０．０００ｇ～１５．０００ｇ

（犿１）用于银含量测量。

７．２．８移取７．２．７中的消解液各１ｍＬ至离心管，

室温差量法精确称量并记录该１ｍＬ溶液的质量（犿２，

精确至１ｍｇ），用于数据分析。

７．３空白加标样品制备

空白加标样品用来评价系统方法回收率。根据预实验生物样品中的银含量数据，确定在空白样品

中加入银标准溶液的量。要求至少设置低、中、高银含量的三组空白加标样品，且此范围包含待测生物

样品中的银含量。以实验用水代替标准银溶液，按以上相同步骤制备全程序空白溶液。

注：一般情况下，低、中、高组可设置为０．１０

μｇ

、１．００

μｇ

、１０．０

μｇ

三组。对于肝脏以及其他含银纳米颗粒的特异性靶

组织，适当提高加标样品组中银含量的设定值。

７．４标准溶液样品制备

７．４．１内标溶液

本标准中选择铟作为内标元素。

将铟标准溶液用１％稀硝酸梯度稀释为内标标准工作溶液。若需配制储备液，则储备液于４℃密

封保存，６个月内有效。由于不同仪器蠕动泵管内径不同，导致内标与样品溶液混合浓度不同，所以需

根据内标元素在样品溶液中的终浓度配制内标工作液。内标元素在样品液中的质量浓度宜为

５．０

μｇ

／Ｌ～５０．０

μｇ

／Ｌ。

７．４．２系列银标准溶液

将银标准溶液用１％稀硝酸溶液梯度稀释为至少五个浓度的系列银标准溶液。若需配制储备液，

则储备液４℃密封避光存储，３个月内有效。一般情况下，系列浓度宜为１．００

μｇ

／Ｌ、２．００

μｇ

／Ｌ、

５．００

μｇ

／Ｌ、１０．０

μｇ

／Ｌ、２０．０

μｇ

／Ｌ、５０．０

μｇ

／Ｌ，可根据待测样品中实际银含量适当调整系列标准溶液的

浓度范围。

８试验步骤

８．１内标的使用

分析样品时，将７．４．１中的铟内标工作液由ＩＣＰＭＳ仪的内标管通过蠕动泵持续在线加入，以此来

监控仪器信号漂移，并在一定程度上抑制基体效应。内标响应值应介于标准曲线响应值的７０％～

１３０％，否则说明仪器发生漂移或有干扰产生，应查找原因后重新分析。

注：在线加入内标能够减少大批量样品检测的工作量，但是需避免在三通连接处有气泡时进行待测样品上样，以保

证测定元素信号的稳定性。

３

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８．２绘制标准曲线

将７．４．２中配制的标准银溶液由低到高浓度依次测量。以标准溶液浓度为横坐标，以银元素信号

与内标信号的比值为纵坐标建立标准曲线。至少使用五个浓度的银标准溶液，且相关系数应≥０．９９，否

则应重复此步骤。

８．３样品溶液测量

分别将７．２．７和７．３中制备的样品依次测量。测定时在线加入与绘制标准曲线时相同量的内标溶

液。全程序空白值应低于方法检出限或低于分析批样品最低测定值的１０％。否则应重新分析，排除影

响，直至符合要求之后才能分析样品。分析样品中银浓度若超出标准曲线范围，应用１％稀硝酸将样品

稀释至标准曲线范围内重新测量。

８．４测量流程图

参见附录Ａ中图Ａ．２。

９数据分析

按式（１）计算生物样品中银的总质量犿，单位为微克（

μｇ

）：

犿＝ρｄ×犳×

犿１

犿２×１０００

……（１）

式中：

ρｄ

———分析样品溶液测定质量浓度，单位为微克每升（

μｇ

／Ｌ）；

犳———分析样品溶液的稀释倍数；

犿１———分析样品消解液总质量，单位为克（ｇ）；

犿２———分析样品１ｍＬ消解液质量，单位为克（ｇ）。

按式（２）计算单位质量生物样品中的银含量犡犻，单位为微克每克（

μｇ

／ｇ）：

犡犻＝犿

犿Ｔ

……（２）

式中：

犿Ｔ———生物样品质量，单位为克（ｇ）。

１０准确度和精密度

１０．１准确度

同一分析批内，低、中、高空白加标样品批内准确度以回收率犚计，均值一般应在空白加标样品标

示值的±２０％之内（低浓度可放宽至±２５％）。银回收率犚按式（３）计算：

犚＝犿ｔ

犿０×１００％

……（３）

式中：

犿ｔ———空白加标样品中回收的银的总质量，单位为微克（

μｇ

）；

犿０———空白加标样品中加入的银的总质量，单位为微克（

μｇ

）。

１０．２精密度

同一分析批内，低、中、高空白加标样品批内精密度以ε计，一般不得超过±２０％（低浓度可放宽至

４

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±２５％）。银回收率的精密度ε按式（４）计算：

ε＝

∑

狀

犻＝１（

犿０犻－珡犿０）

２／（

狀－１

槡

）

珡

犿０

×１００％……（４）

式中：

珡犿０———空白加标样品银的总质量平均值，单位为微克（

μｇ

）。

１１测试报告

本标准检测后出具的测试报告含有但不限于以下内容：

ａ）待测样品信息：样品名称、样品编号、委托单位信息等；

ｂ）使用的设备、仪器信息：名称、型号或设备编号、序列号等；

ｃ）样品前处理方法：包括酸的类型，消解方法和条件等；

ｄ）电感耦合等离子体质谱仪测定条件；

ｅ）测试结果及其准确度或精密度值等；

ｆ）备注信息：包括与本标准规定的分析步骤的差异，在试验中观察到的异常现象等。

报告模板参见附录Ｂ，测量示例参见附录Ｃ。

５

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附录犃

（资料性附录）

实验流程图

犃．１样品前处理流程图

样品前处理流程图见图Ａ．１。

图犃．１样品前处理流程图

犃．２犐犆犘犕犛测量流程图

ＩＣＰＭＳ测量流程图见图Ａ．２。

６

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图犃．２犐犆犘犕犛测量流程图

７

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附录犅

（资料性附录）

测试报告模板

测试报告参考模板见表Ｂ．１。

表犅．１测试报告

样品名称送检日期

样品编号完成日期

委托单位

样品状态样品数量样品规格

检测项目及

要求

检测依据

（方法）

主要前处理

设备及编号

主要检测设

备及其编号

样品前处理

方法

ＩＣＰＭＳ

测定条件

测试结果

备注

（检测专用章）

编制

审核

批准

签发日期年月日

８

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附录犆

（资料性附录）

含有银包金纳米棒的生物组织中银含量的测量示例

犆．１银标准溶液

市售的银标准溶液，质量浓度为９９４ｍｇ／Ｌ±３ｍｇ／Ｌ。

犆．２仪器

犆．２．１微波消解仪。

犆．２．２赶酸仪。

犆．２．３电感耦合等离子体质谱仪。

犆．３样品制备

犆．３．１含有银包金纳米棒的大鼠肾脏组织

按照７．２中的微波消解法充分消解肾脏组织。称取组织放入洁净的聚四氟乙烯消解罐中，加入

１０ｍＬ优级纯浓硝酸，预消解３０ｍｉｎ后旋紧盖子，对称安装在转盘上，按照表１中的程序进行微波消

解。消解完成并冷却至室温后，在赶酸仪上１６０℃赶酸至近干。将冷却至室温的消解液转移至１５ｍＬ

聚四氟乙烯管中，并用１％硝酸重量法定容至１０．０００ｇ～１５．０００ｇ。适当稀释后，ＩＣＰＭＳ检测。

犆．３．２空白加标样品

根据预估的大鼠肾内银含量，加标样品设置为空白消解罐中加入含银量为０．１０

μｇ

、１．００

μｇ

、

１０．０

μｇ

的三组标准银溶液的样品，每组三个平行。经消解、检测后计算回收率。同时，以实验用水代替

标准银溶液，制备全程序空白溶液。

犆．３．３铟内标溶液

将１ｍｇ／ｍＬ的标准铟溶液梯度稀释至１０ｍｇ／Ｌ。吸取该稀释液１．２５ｍＬ至容量瓶中，以１％稀硝

酸定容至５００ｍＬ，配制成２５．０

μｇ

／Ｌ铟标准溶液作为内标工作溶液备用。

犆．３．４系列银标准溶液

将１ｍｇ／ｍＬ的银标准溶液分别逐级稀释到１ｍｇ／Ｌ备用。分别取上述１ｍｇ／Ｌ的银标准溶液

０．０５ｍＬ、０．１０ｍＬ、０．２５ｍＬ、０．５０ｍＬ、１．００ｍＬ、２．５０ｍＬ用１％硝酸稀释到５０ｍＬ，配制成１．００

μｇ

／Ｌ、

２．００

μｇ

／Ｌ、５．００

μｇ

／Ｌ、１０．０

μｇ

／Ｌ、２０．０

μｇ

／Ｌ、５０．０

μｇ

／Ｌ的系列银标准溶液。

犆．４电感耦合等离子体质谱检测

按照第８章测定各样品中银含量。主要检测条件见表Ｃ．１。

９

犌犅／犜３８２６１—２０１９

表犆．１电感耦合等离子体质谱仪检测条件

参数ＲＦ功率等离子体气流速辅助气流速载气流速溶液提升速率

数值１６００Ｗ１８Ｌ／ｍｉｎ１．２Ｌ／ｍｉｎ０．９８Ｌ／ｍｉｎ１ｍＬ／ｍｉｎ

犆．５结果

犆．５．１根据第９章进行银含量计算。

犆．５．２根据第１０章分析准确度和精密度。

犆．５．３表Ｃ．２详细列出了电感耦合等离子体质谱检测含有银包金纳米棒的肾脏组织以及加标样品银

含量的检测结果。

结果显示，三组空白加标样品中，精密度均在（１００±２０）％之内；低浓度组银的回收率均在（１００±

２５）％之内，中、高浓度组银的回收率均在（１００±２０）％之内。表明肾脏组织中的银含量结果具有较高的

准确度。

表犆．２实验检测结果及其数据分析

１．全程序空白样品

样品名称Ａｇ０１Ａｇ０２Ａｇ０３

样品消解液定容

质量犿１／ｇ

１１．７１７１１．８０４１１．１１２

分析样品１ｍＬ

消解液质量犿２／ｇ

１．０５６１．０６０１．０５８

测量质量浓度

ρｄ／（

μｇ

／Ｌ）

＜１

＜１

＜１

银质量犿／

μｇ

＜０．０１＜０．０１

＜０．０１

２．空白加标样品

样品名称Ａｇ０．１Ａｇ１Ａｇ１０

平行样品１２３１２３１２３

样品消解液定容

质量犿１／ｇ

１１．３１３１１．２３６１１．７７１１１．５９６１１．１８０１１．０８０１１．１０３１０．９７８１１．０３８

分析样品１ｍＬ消解液

质量犿２／ｇ

１．０６４１．０６３１．０８０１．０７６１．０５６１．０５５１．０５４１．０５０１．０５５

稀释倍数犳１１０１００

测量质量

浓度ρｄ／（

μｇ

／Ｌ）

８．５８．３７．４８．５８．４９．９８．３８．７１０．１

银质量犿／

μｇ

０．０９０．０９０．０８０．９２０．８９１．０４８．７６９．０６１０．６

平均银质量珡犿０／

μｇ

０．０９±０．００５０．９５±０．０８９．５±１．０

批内准确度犚／％８６９５９５

批内精确度ε／％７８１０

０１

犌犅／犜３８２６１—２０１９

表犆．２（续）

３．含有银包金纳米棒的肾脏组织

样品名称Ｋ１

样品质量犿Ｔ／ｇ０．１２６

样品消解液定容

质量犿１／ｇ

１０．９１６

１ｍＬ样品消解液

质量犿２／ｇ

１．０５３

稀释倍数犳１０

测量质量

浓度ρｄ／（

μｇ

／Ｌ）

１２．５

银质量犿／

μｇ

１．２９

单位质量生物

样品银含量犡／（

μｇ

／ｇ）

１０．３

犆．６测试报告

测试报告参见表Ｃ．３。

表犆．３测试报告

样品名称Ｋ１送检日期—

样品编号—完成日期—

委托单位—

样品状态固态样品数量１样品规格—

检测项目及要求ＩＣＰＭＳ检测大鼠肾脏组织银含量

检测依据

（方法）

ＧＢ／Ｔ３８２６１—２０１９

主要前处理

设备及编号

—

主要检测设备

及其编号

—

样品前处理方法

微波消解：运行程序为１６００Ｗ条件下，１２０℃保持２ｍｉｎ，１６０℃保持５ｍｉｎ，１９５℃保持５０ｍｉｎ。

赶酸：１