铀是天然长寿命放射性元素，已被证实具有明显的致癌性，可导致肾炎等一系列疾病。

尿样是估算人体摄入核素总量的最常用样品，近年来，世界卫生组织（WHO）和国际原子能机构（IAEA）等将尿铀分析作为放射性职业危害的主要评价方法。

随着我国核能的快速发展，核燃料循环等相关领域从业人员增加，更多的相关从业人员需要进行放射职业危害的评价，分析其人员尿中铀和铀同位素丰度比值是职业危害评价和健康危害评价的关键指标；同时鉴于核恐怖脏弹、贫铀弹的威胁，对尿中铀同位素的分析是保证公众安全应急分析的主要措施之一。

因此，对尿中的铀及同位素丰度的分析和评价具有重要的现实意义。

钚(Pu)作为重要的放射性元素，在核能工业、军事领域和科学研究中具有广泛应用，但其极高的放射毒性和化学毒性对人类健康构成严重威胁。尿液中的钚含量检测是评估人体内照射剂量和职业暴露风险的关键指标，也是辐射防护监测的重要组成部分。

钚(Pu)是一种人工合成的锕系放射性元素，其同位素中尤以²³⁹Pu和²⁴⁰Pu最为常见且具有重要的放射毒理学意义。在核燃料循环、核武器制造与维护、空间技术以及科学研究等领域，工作人员存在潜在的钚暴露风险。

钚一旦通过吸入或伤口进入人体，由于其极低的排泄率和长生物半衰期，会在体内长期滞留，主要沉积在骨骼和肝脏中，持续释放α粒子造成内照射损伤，增加患癌风险。

1. 极低的浓度水平要求方法具有极高的检测灵敏度；国际放射防护委员会(ICRP)建议，对于职业照射情况，监测方法应能满足1mSv待积有效剂量的检测要求。然而，尿液中钚的浓度极低，通常在μBq/L或fg/L水平甚至更低。

2. 尿液复杂基体中的大量有机物质和无机盐可能干扰测定；

3. ²³⁸U等同量异位素干扰在质谱分析中难以避免；

4. 常规监测和应急响应要求分析方法兼具高通量和低成本特性。

过去几十年间，随着分析技术的进步，尿液中钚的测定方法经历了从传统放射化学分析到现代高灵敏度质谱技术的演变。

经典放射化学技术在尿液中钚的测定历史上发挥了奠基性作用，这些方法基于钚的放射性特征和化学分离纯化原理，尽管在现代分析中逐渐被高灵敏度质谱技术所补充，但在某些特定场景下仍具有应用价值。传统方法主要包括共沉淀法、离子交换色谱法和α能谱测量技术，这些方法共同构成了尿钚分析的基础方法学体系。

早期尿钚分析方法主要依赖磷酸铋共沉淀结合阴离子交换色谱的分离纯化流程。1976年《原子能科学技术》报道的方法具有代表性：应用磷酸铋共沉淀将四价钚从大体积尿液中浓集，然后用大孔阴离子交换树脂进一步纯化钚，最后电沉积在不锈钢片上，用半导体低本底α计数器测量。该方法在尿中钚量为0.1衰变/(分·750mL)时，回收率为(59.8±19.9)%，全过程(包括物理测量)需2.5天。

离子交换色谱是传统方法中纯化钚的关键步骤。早期工作多采用强碱性阴离子交换树脂(如AG1-X4或Dowex 1-X4)，在7-8M HNO₃介质中，Pu(IV)形成[Pu(NO₃)₆]²⁻络阴离子被树脂选择性吸附，而大多数干扰元素不被保留或在不同酸度下被洗脱。为提高选择性，可采用分级洗脱策略，先用中等浓度HNO₃洗脱部分杂质，再用稀HNO₃或HCl洗脱钚。也有方法采用HNO₃-HF混合溶液作为洗脱剂，利用F⁻与Pu(IV)形成稳定络合物的特性提高洗脱效率。

传统放射化学方法虽然在灵敏度和通量方面存在不足，但其建立的样品前处理技术和质量控制理念为现代方法奠定了基础。这些方法在某些资源有限或不需要极高灵敏度的场合仍有应用价值，特别是在验证新方法和质量控制方面发挥重要作用。随着分析需求的提高和技术进步，更灵敏、更快速的质谱技术逐渐成为尿钚分析的主流选择。

ICP-MS技术自1980年代商业化以来，因其高灵敏度、宽线性范围和相对快速的分析能力，迅速应用于放射性核素分析领域。与传统放射化学方法相比，ICP-MS将尿钚的检测限降低到fg级，样品量减少到100mL以内，分析时间缩短至1天内。四极杆ICP-MS测量钚同位素的原理是：样品溶液经雾化后形成气溶胶，在高温等离子体(约7000K)中完全原子化并电离，产生的离子经接口提取进入质谱分析器，按质荷比(m/z)分离后检测。

图1  电感耦合等离子体质谱仪（BW-ICPMS700）

图2  BW-ICPMS700电感耦合等离子体质谱仪配套手套箱

BW-ICPMS700电感耦合等离子体质谱仪是合鲸科技推出的元素分析利器，有配套手套箱可供选配，样品接触部件置于手套箱室内，使手套箱内形成一个无尘，负压的密封环境，保证样品与外界隔绝，通过安装在箱室壁上的手套对箱室内的样品进行操作，被广泛应用于各行业科研和生产过程中元素的分析，尤其是放射性核素分析领域，可方便的进行定性、半定量和精确的定量分析，是常量、微量和痕量无机元素同时分析的理想仪器。

该产品适用于核工业，军工等行业放射性样品元素分析，也可用于医疗、生物安全、地质等行业要求特殊的进样环境下的样品分析，如无氧，真空，负压等。

1、运行稳定：设备工作环境恒定有利于设备运行的稳定，手套箱内部保持一定的温湿度水平，较低的粉尘水平，设备运行更加稳定，数据结果的重复性和重现性更好；

2、防辐射屏蔽防护：针对核工业领域，进行辐射防护，包括使用铅衬里或铅玻璃窗来屏蔽辐射，以及配备辐射监测设备来持续监测箱内外的辐射水平，确保操作的安全性；

3、较宽的质量范围（2-260amu），覆盖铀和钚元素的所有同位素；

4、极低的检出限，铀的检出限可以达到0.04ng/L，钚的检出限可达到0.001ng/L