细胞培养液中15种杂质元素检测方案(ICP-MS)

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SSL-CA19-030Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-104 岛津企业管理(中国)有限公司分析中心Shimadzu(China)CO.，LTD. Analytical Applications Centerhttp：//www.shimadzu.com.cn上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996Hotline： 021-34193996Building C801， No.180 Yizhou Road， Shanghai ICPMS-2030测定细胞培养液中多种金属元素含量 |CPMS-104 摘要：使用2%的HNO八 对细胞上清液进行稀释，使用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS) 测定了细胞培养液中15种金属元素的含量。实验结果表明：各元素线性关系及重复性良好，相关系数r>0.9998，加标回收率在94~109%之间，6份样品加标重性性测试结果的相对标准偏差小于3%。该方法操作简便、快速，样品前处理简单，可以满足细胞培养液中多元素含量的测定要求。 关键词：ICPMS-2030细胞培养液元素 细胞培养液既是培养细胞中供给细胞营养和促使细胞生殖增殖的基础物质，也是培养细胞生长和繁殖的生存环境。细胞培养液的主要成分是氨基酸、维生素、碳水化合物以及无机盐离子等。维生素是维持细胞生长的生物活性物质，在细胞代谢中起调节及控制作用；碳水化合物是细胞生长主要能量来源；无机盐中的钠、钾、镁、钙等无机离子则是帮助细胞维持渗透压平衡。 I实验部分 Na*是细胞外液中最主要的阳离子，对维持渗透压的恒定有决定性的作用。培养液的渗透压是细胞培养过程中至关重要的因素，向培养液中加入其它任何物质都有可能会明显改变培养液的渗透压，因此需要对细胞培养液中各种成分进行准确分析。 本文采用直接稀释法处理细胞培养液样品，使用岛津ICPMS-2030测定了细胞培养液中多种元素含量。 1.1仪器 岛津ICPMS-2030 电感耦合等离子体质谱仪 1.2实验器皿及试剂 实验所用器皿分别为塑料料玻璃材质，使用硝酸溶液(1+1)浸泡24小时后，用去离子水冲洗，干燥备用；实验所用 HNO为优级纯试剂，实验用水为超纯去离子水。 1.3样品前处理 准确称取 0.5g试样于10 mL容量瓶中，使用2%的HNO： (V/V)定容至刻度线，摇匀待测。对于K、Na元素的测定，称取 0.1 g试样于50mL容量瓶中，用2%的 HNO： (V/V)定容至刻度线，摇匀待测。同法制备样品空白溶液和样品加标溶液。 1.4仪器参数 ICP-MS仪器分析条件： 高频功率：1.2kW 雾化器类型：同心 辅助气流速： 1.1L/min 雾室温度：5℃ 炬管管类型： Mini 高频频率：27.12MHz 雾化室：旋流 碰撞童种类： He 采样深度：5.0mm 池电压：-21V 等离子体气流速：8.0L/min 碰撞气流速：6.0 mL/min I结果讨论 2.1标准曲线溶液配制 配制介质为 2% (V/V) HNOs的混合系列标准溶液于 50 mL容量瓶中，配制溶液浓度如表1所示。内标元素45Sc、“Ge 浓度为 500 ug/L，103Rh、165Ho和209Bi浓度均为 100 ug/L，采用内标组件在线添加。 表1元素标准溶液浓度及分析质量数 元素 质量数 标准曲线浓度(ug/L) (amu) STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 Na 23 0.00 500 1000 5000 10000 -- Mg 24 0.00 200 500 1000 2000 -- -- Al 27 0.00 10.0 20.0 50.0 100 -- -- K 39 0.00 500 1000 5000 10000 -- Ca 44 0.00 200 500 1000 2000 -- -- Mn 55 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Fe 57 0.00 10.0 20.0 50.0 100 一 -- Co 59 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Cu 65 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Zn 66 0.00 10.0 20.0 50.0 100 -- -- As 75 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Se 78 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Cd 111 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Ba 138 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 Pb 208 0.00 0.10 0.50 1.00 2.00 5.00 10.0 注：元素均采用氦气碰撞模式 2.2部分元素标准曲线如下 2.3品品分析结果及加标回收率 使用 ICPMS-2030测定了细胞培养液中钠、镁、钾、钙等15种元素的含量，同时对样品空白进行11次测定，计算各元素的方法检出限。按照实验方法，对空白溶液重复测定11次，取3倍强度的标准偏差除以曲线斜率求得各元素在溶液中的检出限，根据样品前处理方法求得各元素的方法检出限；同时进行加标回收试验，计算回收率，实验结果见表2。测定细胞培养液样品中的元素含量，每个样品重复测定3次。 表2样品分析结果及加标回收率 元素 内标 分析结果 样品换算后结果 RSD(n=3) 加标浓度 加标后测定结果 回收率(%) 仪器检出限 方法检出限 (ug/L) (ug/g) (%) (ug/L) (ug/L) (ug/L) (pg/g) Na 45Sc 5640 2820 1.80 2000 7680 102 0.54 135 Mg 45Sc 826 16.5 3.31 500 1310 98 0.46 0.18 Al 45Sc 11.9 0.24 4.32 20.0 32.60 104 0.49 0.20 K 45Sc 861 430 1.24 2000 2890 101 0.85 212 Ca 45Sc 859 17.2 0.78 500 1390 106 8.05 3.22 Mn Ge 0.48 0.01 4.00 2.00 2.66 109 0.01 0.004 Fe 2Ge 49.4 0.99 2.18 20.0 69.1 98 0.16 0.06 Co Ge 4.33 0.09 2.14 2.00 6.18 92 0.0004 0.0002 Cu Ge 0.29 0.006 0.55 2.00 2.14 92 0.005 0.002 Zn Ge 22.7 0.45 0.59 20.0 41.8 96 0.018 0.007 As 72Ge ND ND 2.00 2.04 102 0.004 0.002 Se Ge ND ND -- 2.00 2.00 100 0.034 0.01 Cd 103Rh 0.38 0.008 3.59 2.00 2.36 99 0.001 0.0004 Ba 165Ho 0.35 0.007 1.30 2.00 2.52 108 0.006 0.002 Pb 209Bi 0.11 0.002 2.82 2.00 2.26 108 0.001 0.0004 备注：ND未检出； 2.4方法精密度试验 为了验证本方法的重复性，取6份同样的样品，分别向样品中加入含各元素的标准溶液(最终溶液中Na、K加标量为2000 pg/L， Mg、 Ca 加标量为 500 pg/L， Al、Fe、Zn加标量为 20 ug/L， 其它元素加标量均为2ug/L)，求出6份样品加标测定结果的 RSD 值，确定方法的精密度，其结果果表3。 表3样品加标样测定结果和精密度 元素 加标样(测定结果 (ug/L) RSD 1#样品 2#样品 3#样品 4#样品 5#样品 6#样品 (%) Na 7670 7460 7730 7560 7650 7590 1.25 Mg 1310 1300 1320 1280 1300 1290 1.18 Al 31.7 30.6 31.7 30.4 30.7 30.5 1.93 K 2910 2870 2940 2890 2920 2930 0.87 Ca 1390 1400 1400 1400 1400 1410 0.46 Mn 2.59 2.62 2.62 2.61 2.61 2.62 0.41 Fe 69.1 68.5 67.1 67.6 68.0 67.7 1.06 Co 6.28 6.20 6.02 6.05 6.06 5.97 1.94 Cu 2.14 2.12 2.06 2.01 2.04 2.05 2.33 Zn 42.3 41.3 40.9 40.9 41.6 41.1 1.29 As 2.04 2.01 2.03 2.05 2.05 2.05 0.81 Se 2.03 1.90 2.01 1.99 2.00 1.95 1.99 Cd 2.36 2.34 2.41 2.39 2.37 2.39 1.17 Ba 2.47 2.44 2.45 2.49 2.55 2.51 1.61 Pb 2.25 2.21 2.26 2.26 2.19 2.28 1.60 ■结论 采用岛津公司电感耦合等离子体质谱仪 ICPMS-2030 直接测定细胞培养液中15种元素的含量，元素线性关系及重复性良好，定量准确，各元素的相关系数r>0.9998，加标回收率在94~109%之间，6份样品加标重复性测试结果的相对标准偏差小于3%。该方法操作简便、快速，样品前处理简单，可以满足细胞培养液中多元素含量的测定要求。 细胞培养液的渗透压是细胞培养过程中至关重要的因素, 向培养液中加入其它任何物质都有可能会明显改变培养液的渗透压，因此需要对细胞培养液中各种成分进行准确分析。本文采用直接稀释法处理细胞培养液样品，使用岛津 ICPMS - 2030 测定了细胞培养液中多种元素含量。实验结果表明：各元素线性关系及重复性良好，相关系数 r＞0.9998，加标回收率在94 ~109% 之间，6份样品加标重复性测试结果的相对标准偏差小于3%。该方法操作简便、快速，样品前处理简单，可以满足细胞培养液中多元素含量的测定要求。