ICP-MS测定全血8种微量元素的方法学建立与性能评价

张亚梅 高 静

摘   要：目的  建立使用NexION300Q系列電感耦合等离子体质谱仪直接测定全血中钙、镁、铜、锌、铁、铅、硒和锰的分析方法，并验证和评价其方法学性能。方法  选取2018年1月～2月在绵阳市中心医院就诊的需检测微量元素的患者共524例，采集空腹静脉血1～2 ml，采用0.50%TritonX-100和0.50%HN03对血样稀释50倍离心后直接用等离子体质谱仪进行分析。参照美国临床和实验室标准协会（CLSI）的相关文件，对钙、镁、铜、锌、铁、铅、硒和锰的检测低限、精密度和正确度进行验证，其结果与卫生部临检中心公认的质量目标进行比较。结果  该方法各元素的标准曲线的相关系数均>0.99，各元素的检测低限均<6.90%，重复精密度均<3.09%，期间精密度均<6.68%，钙、镁、铜、锌、铁和铅的正确度在5.70%以内。结论  用ICP-MS同时测定稀释后全血中钙、镁、铜、锌、铁、铅、硒和锰的方法学性能满意，结果可靠，可以满足临床要求。

关键词：ICP-MS;微量元素;性能评价

中图分类号：R446.11                                  文献标识码：A                              DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2018.21.050

文章编号：1006-1959（2018）21-0170-03

The Methodological Establishment and Performance Evaluation of Eight Trace Elements in Whole Blood by ICP-MS

ZHANG Ya-mei，GAO Jing

（Department of Clinical Laboratory，Mianyang Central Hospital，Mianyang 621000，Sichuan，China）

Abstract：Objective  To establish an analytical method for the direct determination of calcium， magnesium， copper， zinc， iron， lead， selenium and manganese in whole blood by using NexION300Q series inductively coupled plasma mass spectrometer， and to verify and evaluate its methodological performance.Methods  A total of 524 patients with trace elements in the Mianyang Central Hospital from January to February of 2018 were selected. Try to collect 1～2 ml of fasting venous blood. Blood samples were diluted 50-fold with 0.50% TritonX-100 and 0.50% HN03 and analyzed directly by plasma mass spectrometry. Refer to the relevant documents of the American Society for Clinical and Laboratory Standards（CLSI） to verify the detection limit， precision and accuracy of calcium， magnesium， copper， zinc， iron， lead， selenium and manganese. The results are related to the Ministry of Health. The quality objectives recognized by the inspection center are compared.Results  The correlation coefficient of the standard curve of each element in the method was >0.99， the detection limit of each element was <6.90%， the repeat precision was <3.09%， the precision during the period was <6.68%，the correctness of calcium， magnesium， copper，zinc iron and lead is within 5.70%.Conclusion Simultaneous determination of calcium， magnesium， copper， zinc， iron， lead， selenium and manganese in whole blood after diluted by ICP-MS is satisfactory， and the results are reliable and can meet the clinical requirements.

Key words：ICP-MS;Trace elements;Performance evaluation

电感耦合等离子体质谱法（inductivelycoupledplasma-massspectrometry，ICP-MS）是目前较热门的一种元素分析技术之一。可进行血液、尿液中多元素同时分析，但其具体检材的选取，样本的前处理方法和干扰及校正等均有所不同。我科结合本实验室实际情况，以0.50%TritonX-100和0.50%HN03作为基体，采用专用微量元素测定管离心后直接测定全血中常用的8种微量元素，其具体方法及性能评价报道如下。

1材料与方法

1.1仪器  NexION300Q系列电感耦合等离子体质谱仪，美国PE公司;西门子变频风机，LabTECH循环水机，HAMILTONmicrolab600系列自动稀释仪，杭州天创检验用纯水机，梅塞尔高纯氩（Ar>99.99%）。

1.2试剂  硝酸UP级为苏州晶瑞化学有限公司;曲拉通TritonX-100化学纯为成都市科龙化工试剂厂;钙、镁、铜、锌、铁、铅、硒和锰标准溶液，调谐液，内标溶液均为美国PE公司;超纯水，全血质控物为美国伯乐。

1.3样本采集与处理  选取2018年1月～2月在绵阳市中心医院就诊的需检测微量元素的患者共524例，采集空腹静脉血1～2 ml于BD公司提供K2EDTA抗凝微量元素专用真空静脉采血管中。取100 μl匀的全血样本或质控品，加入4900 μl本稀释液至BD公司提供微量元素专用测定管中，4000 r/min离心10 min备用。

1.4标准液制备方法  先配制铜锌及铅、硒和锰储存液，然后分别各取2 ml和1 ml，再取铁，钙，镁原液分别为10 ml，2 ml，1 ml;于50 ml溶量瓶，加入硝酸1 ml，用超纯水加至50 ml。

1.5样本稀释液配制方法  取超级纯HNO3 10 ml，曲拉通（TritonX-100）10 ml，用超纯水加至2000 ml。

1.6标准工作曲线的制备  取1 ml任意混匀全血，加入49 ml样本稀释液，混匀备用制成标准工作曲线基质液。将该基质液与标准液按照不同梯度浓度分别加入即可配制出系列标准液，配制完成后4000 r/min离心10 min备用。

1.7仪器工作基本条件  雾化器流量：0.90 L，辅助气流量：1.2 L，ICP射频功率1150 W，交流四级杆偏置电压：-12.50 V;校准方法采用标准加入模式，分别选用锗和铋为内标元素。

1.8测定  当仪器真空度达到要求时，用调谐液调整仪器各项指标，使仪器灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到测定要求，引入内标，内标液通过三通管引入。观测内标灵敏度，符合要求后，将制备好的系列标准溶液、稀释后的样本溶液等分别测定。在高值后均用清洗液清洗1 min。

1.9方法评价  参加实验操作的人员必须进行仪器的操作培训，熟练掌握仪器的操作和保养，熟悉性能验证方案。所有项目测定前均应待标准工作曲线相关系数>0.99后，再进行室内质控样本测定，质控在控后，严格按照本实验室制定的操作规程进行操作。

1.9.1检测低限验证  参考CLSIEP17-A文件[1]，用稀释用超纯水作为空白样本，重复测定20次，得到的均值（x）+3SD，即空白限（LOB）。

1.9.2精密度验证  参考CLSIEP15-A2文件[2]，选择质控品水平1进行验证。每天对质控品重复测定3次，连续测定5 d，计算批内和批间不精密度（CV1和CV2），分别与卫生部临床检验中心室间质量评价标准给出的1/4和1/3允许总误差（TEa）进行比较。如果CV1和CV2分别小于1/4 TEa和1/3 TEa，则结果用“满足要求”表示。

1.9.3正确度验证  参考CLSIEP15-A2文件[2]，钙、镁、铜、锌、铁和铅元素选择卫生部临床检验中心2016年第2次，2017年第1次血铅及全血5元素室间质评的质控品进行验证。每个浓度的质控品测定3次，计算检测结果均值与靶值的偏倚（Bias%），与卫生部临床检验中心室间质量评价标准给出的1/2TEa进行比较。如果Bias%<1/2TEa，则结果用“满足要求”表示。硒和锰元素因卫生部临床检验中心未开展室间质评，故采用加标回收的方式来评价其正确度。

2结果

2.1各元素检测精密度  其中Ca的总误差为绝对值（±0.25 mmol/L），Se，Mn两元素因卫生部临检中心未开展此两项目，没有参考总误差，故未作评价。各观察元素的批内和批间不精密度均能满足分别在1/4总误差和1/3总误差范围内的要求，批内不精密度最小的为Fe元素，最大的为Se元素;批间不精密度最小的为铜元素，最大的仍然为Se元素，见表1。

2.2各观察元素的正确度评价与空白限  各观察元素中Mg元素的空白限为最低，Se元素为最高;各观察元素中偏倚最小的为Fe元素，Se、Mn元素因无参考总误差，故用加标回收率来评价其偏倚，其中Se元素为112%，Mn元素为104%，见表2。

3讨论

目前采用ICP-MS测定人全血中各种元素的报道日趋增加，在样本的前处理方面，有的采用湿消解法[3-5]，有的采用直接稀释法[6，7]，有多个文献表明，直接稀释法虽然有简单，高效的优点，但仍不可能完全消除基质的干扰，测定时难以获得良好的准确度[8-10]，而且在硝酸和TritonX-100的具体浓度对结果及仪器的影响上看法也不同[6，7]。本文采用0.50%TritonX-100和0.50%HNO3作为基体，并采用了BD公司的微量元素检测专用试管，大大减少样品外污染的可能。采用标准加入法，使标准曲线基质与检测样本基质相同，精密度验证结果表明标准加入法可以有效的消除基质的干扰，并避免了消解法带来的元素损失的风险。对于有文献担心有机质含量较多的基体如全血样品等还可能造成进样锥孔的堵塞问题[10]。本文采用了稀释后样本经4000 r/min离心10min，用上清液進行测量，在实际工作中极少遇到进样管，雾化器及锥孔堵塞的情况。另外本文还引入了内标，因在选择内标元素时要注意：不能使用样品中本来就有的元素，内标元素应不容易受到其它离子的干扰，尽量与被测元素性质（质量数、电离能）相近。本文选用的锗和铋均符合上述条件。经验证各元素测定重复精密度均小于3.09%，结果均在允许范围内，表明标准加入法和内标引入的结合可以很好的校正基体效应和仪器的长期及短期漂移。

目前国内对于使用电感藕合等离子体同时检测多种元素的报道也较多，其方法学评价大多无明确的参照标准[3，5，6，11-13]，本文参照美国临床和实验室标准协会（CLSI）的相关文件，对整个方法各元素的检测低限，精密度和正确度均进行了系统的验证和评价，除了硒和錳由于卫计委临检中心尚未开展此两项的室间质量评价，所以无法对其评价。8种元素中硒元素的最低检测限，精密度均最大，且其加标回收率也高至112%，这与文献中的报道一致[4]，究其原因，可能与硒元素受所使用氩气的纯度的干扰有关系。其余各元素在最低检测限，精密度和正确度上的性能评价均令人满意，结果可靠，能满足临床实验室工作需要。

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