火焰原子吸收光谱法检测全血铜、锌、钙、镁、铁的 测量不确定度分析

钟存荻 赵轶群

[摘要] 目的 评估火焰原子吸收光谱法检测人体静脉全血中铜（Cu）、锌（Zn）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）的测量不确定度（MU），为临床合理解释检验结果提供参考依据。方法 采用室内质控获得的中间精密度计算Cu、Zn、Ca、Mg、Fe由于测量重复性引入的MU，采用卫生部室间质量评价结果计算由于测量偏倚引入的MU，然后计算出合成标准不确定度和扩展不确定度。结果 静脉全血五种微量元素的相对测量不确定度（95%置信限）如下：Cu在15.52～67.61 μmol/L浓度范围内的相对测量不确定度为17.18%～28.41%。Zn在44.12～67.89 μmol/L浓度范围内的相对测量不确定度为18.82%～22.48%。Ca在1.05～1.49 mmol/L浓度范围内的相对测量不确定度为12.96%～17.04%。Mg在低浓度0.47～1.32 mmol/L浓度范围内的相对测量不确定度为18.54%～18.86%。Fe在4.68～6.38 mmol/L浓度范围内的相对测量不确定度为18.04%～18.48%。结论 火焰原子吸收光谱法检测静脉全血的Cu、Zn、Ca、Mg、Fe的相对不确定度较大，实验室应加强质量改进以提高临床诊断价值。

[关键词] 微量元素；火焰原子吸收光谱法；测量不确定度；静脉全血

[中图分类号] R19 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2018）04（a）-0019-04

[Abstract] Objective To evaluate the manganese-flame atomic absorption spectrometric method in testing the measurement uncertainty of Cu， Zn， Ca， Mg， Fe in the whole blood thus providing reference for the clinical rational explanation of test results. Methods The MU introduced by measuring the repeatability of Cu， Zn， Ca， Mg， Fe was calculated by the intermediate precision obtained by the room quality control， and the MU introduced by measuring the bias was calculated according to the evaluation results of room quality in the ministry of health， and the synthesis standards uncertainty and expansion uncertainty were then calculated. Results The related measurement uncertainty of five microelements in the venous whole blood（95% confidence limit） was as follows： the relative measurement uncertainty of Cu in the 15.52 μmol/L to 67.61 μmol/L was 17.18% to 28.41%， the relative measurement uncertainty of Zn in 44.12 μmol/L to 67.89 μmol/L was 18.82% to 22.48%，and the relative measurement uncertainty of Ca in the 1.05 mmol/L to 1.49 mmol/L was 12.96% to 17.04%， and the relative measurement uncertainty of Fe in the 4.68 mmol/L to 6.38 mmol/L was 18.04% to 18.48%. Conclusion The relative uncertainty of manganese-flame atomic absorption spectrometric method in testing the measurement uncertainty of Cu， Zn， Ca， Mg， Fe in the whole blood is bigger， and the laboratory should enhance the quality improvement to improve the clinical diagnosis value.

[Key words] Microelement； Manganese-flame atomic absorption spectrometric method； Measurement uncertainty； Venous whole blood

人體生命活动和日常生活均离不开微量元素，在人体总量中微量元素约占 0.01%[1]。微量元素可分为人体必需微量元素和有害微量元素两类。前者包括铜（Cu）、锌（Zn）、钙（Ca）、镁（Mg）、铁（Fe）等，后者包括铅、镉、汞、砷、铝、锡等。Cu、Zn、Ca、Mg、Fe等元素是机体正常生命活动所必须的营养成分，与人体的新陈代谢活动密切相关，这些元素过量或缺乏会均会不同程度地影响人体的健康。微量元素对于婴幼儿、儿童和青少年的生长发育、智力发育及免疫功能完善等方面产生非常重要的影响[2]。因此，人体微量元素的准确检测对于临床及预防医疗机构医师作出微量元素摄入过多或不足的临床诊断，起着至关重要的作用。测量不确定度是表征被测量值分散性的一个非负参数，检测结果的准确性与可信程度取决于不确定度的大小[3]。检测程序的不确定度评估是医学实验室认可的基本要求，在医学实验室越来越受到重视[4]。火焰原子吸收光谱法是测量微量元素物质浓度的常用方法之一[5]。该研究对原子吸收光谱法检测人体静脉全血微量微量元素的测量不确定度分析，以便对火焰原子吸收光谱法检测微量元素的结果作出合理解释，提供依据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

BH-5100T型原子吸收光谱仪及配套标准品和质控品；5～50 μL微量移液器。

1.2 方法

1.2.1 检测方法 静脉全血Cu、Zn、Ca、Mg、Fe浓度采用原子吸收光谱法进行测定，严格按照试剂盒说明书进行。每批次标本测定时，均采用原装配套的标准品进行校准，制定标准曲线，同时采用配套质控品进行室内质量控制，确保在控后再测定患者标本。

1.2.2 中间精密度测定 收集2016年10—12月期间获得的相同试剂批号室内质控结果，计算批间变异系数（CV%），其数值等于实验室内测量重复性引入的相对MU（[μrel（RW）]）。

1.2.3 偏倚（bias） 根据2014—2016年该实验室参加卫生部室间质量评价的结果计算偏倚引入的相对不确定度，按以下步骤进行。

①单次PT的偏倚值（bi）和相对偏倚值（bi，rel）。bi=单次PT测得的EQA结果-该次PT相对应的EQA靶值；bi，rel=（单次PT测得的EQA结果-该次PT相对应的EQA靶值）/该次PT相对应的EQA靶值×100。

②检测方法和实验室的偏倚（RMSbias）及相对偏倚（RMSrel（bias））计算公式：

③单次PT公认值的测量重复性引入的不确定度计算公式：

室间的相对重复性；m表示参加单次PT的实验室数量。

④多次PT公认值的测量重复性引入的不确定度计算公式： 表示PT次数。

⑤偏倚引入的相对MU计算公式：

⑥相对合成标准不确定度（ucref）的计算由中间精密度引入的相对不确定度和偏倚引入的不确定度合成。计算公式为：

⑦相对扩展不确定度评定：相对扩展不确定度等于相对合成标准不确定度×包含因子（K），计算公式：U=K×ucref。若取95%置信限，则K=2。测量不确定度通常以U表示。

2 结果

2.1 不同水平静脉全血中Cu的测量不确定度评估结果

结果如表1所示，静脉全血Cu在低值（15.52 μmol/L）和高值（C=67.61 μmol/L）两个浓度水平的相对测量不确定度分别为28.41%和17.18%。

2.2 不同水平静脉全血Zn的测量不确定度评估结果

结果见表2，静脉全血Zn在低值（44.12 μmol/L）和高值（67.89 μmol/L）两个浓度水平的相对测量不确定度分别为18.82%和22.48%。

2.3 不同水平静脉全血Ca的测量不确定度评估结果

结果见表3，静脉全血Ca在低值（1.05 mmol/L）和高值（1.49 mmol/L）两个浓度水平的相对测量不确定度分别为17.04%和12.96%。

2.4 不同水平静脉全血Mg的测量不确定度评估结果

结果见表4，静脉全血Mg在低值（0.47 mmol/L）和高值（1.32 mmol/L）两个浓度水平的相对测量不确定度分别为18.54%和18.86%。

2.5 不同水平静脉全血Fe的测量不确定度评估结果

结果见表5，静脉全血Fe在低值（4.68 mmol/L）和高值（6.38 mmol/L）两个浓度水平的相对测量不确定度分别为18.04%和18.48%。

3 讨论

ISO 15189医学实验室认可要求实验室评定每个测量程序的测量不确定度，同时还应规定每个测量程序的不确定度性能要求[6]。测量不确定度可在中间精密度条件下通过测量质控物获得的量值进行计算，这些条件包括了测量程序标准操作中尽可能多而合理的常规变化[7]。评定偏倚的测量不确定度，主要通过测量有证参考物质、利用室间质评等获得[8]。该研究采用室内质量控制所得中间精密度和室间质量评价结果，综合计算出原子吸收光谱法检测静脉全血Cu、Zn、Ca、Mg、Fe的测量不确定度。

采用分光光度法的常规血清生化检测项目的测量不确定度一般在10%以内，血清Ca和Mg的相对测量不确定度分别约为4.7%～7.5%，8.4%～14.5%[9]。該研究结果显示，静脉全血五种微量元素的测量不确定度相对较大，其中在质控品浓度水平范围内的静脉全血Cu的相对测量不确定度为17.18%～28.41%；质控品浓度水平范围内静脉全血Zn的相对测量不确定度为18.82%～22.48%；质控品浓度水平范围内静脉全血Ca的相对测量不确定度为12.96%～17.04%；质控品浓度范围内静脉全血Mg的相对测量不确定度为18.54%～18.86%。质控品浓度范围内静脉全血Fe的相对测量不确定度为18.04%～18.48%。静脉全血Cu和Zn的相对测量不确定度大于Ca、Mg、Fe。Cu、Zn元素在人体含量比Ca、Mg、Fe低近3个数量级。浓度越低，越容易受到标本中高浓度物质的干扰，特别是溶血、脂血、黄疸等特殊血液标本更容易产生干扰。而全血标本较血清标本的测量不确定度更大，可能与全血中的组成成分比血清中更多、更复杂，可能含有更多的潜在的干扰物质。

实际测量过程相关联的不确定度分量应从接收样品启动测量程序开始，至输出测量结果终止。按本方法计算所得测量不确定度不确来源上主要包含了分析测量阶段中各种影响组分（如操作人员、仪器、试剂、校准品、质控品、环境条件等）的变异。由于分析前、分析后等一些因素很难量化统计，该研究的测量不确定度未包括与分析前和分析后阶段相关的，也未涵盖由于人群生物学变异而产生的不确定度分量。实际的不确定度分量可能还要更高些。那么，我们如何降低静脉全血微量元素的不确定度呢。建议从以下几个方面入手：①与仪器和试剂生产厂家沟通，促进其改进检测仪器和试剂的性能。若不能解决，可更换精密度更高的检测仪器和性能。②加强校准，每批次测量均进行校准，防止因实验条件改变引起的校准曲线的改变而影响检验结果。③从实验室自身查找原因，制定适合自身实验室的不确定度目标，逐步提高质量和能力。加强人员培训和考核力度，特别是通过人员比对达到操作的准确性和一致性，严格按照操作程序文件进行操作，降低检测人员之间产生的变异。④严密监测实验室环境条件，如温度、湿度和水质等。保持实验室检测条件的一致性和稳定性。⑤加强与其他同级别或更高级别的实验室之间的比对，提高自身的检测能力。

[参考文献]

[1] 连炬飞，王挺，曾丽，等.广州地区 5 083 例儿童全血 5 种微量元素检测结果分析[J].中国妇幼保健，2015，30（10）：1547-1550.

[2] 韩锐，武爽，哈斯提牙尔·杰恩斯.乌鲁木齐地区1575例孕妇血液微量元素检测结果分析[J].中国优生与遗传杂志，2015，23（8）：76-78.

[3] Joint Committee for Guides in Metrology.International vocabulary of basic and general terms in metrology[S].JCGM，2012.

[4] International Organization for standardization. 2012 ISO 15189.Medical Laboratory-particular Requirement on quality and competences.3rd ed. Geneva：ISO，2012.

[5] 吳纤愫，陈才军，蒋蝉伊.火焰、石墨炉和氢化物发生-原子吸收光谱法测定化妆品中铅含量的比较[J].中国卫生检验杂志，2015，25（9）：1326-1328.

[6] 杨振华.医学实验室认可与MU：ISO 15189：2012对MU要求的改变[J].中华临床实验室管理电子杂志，2014，2（3）：31-33.

[7] Magnusson B，Ossowicki H，Rienitz O，et al. Routine internal- and external-quality control data in clinical laboratories for estimating measurement and diagnostic uncertainty using GUM principles[J].Scand J Clin Lab Invest，2012，72（3）：212-220.

[8] 吕京.常规临床检验结果不确定度的若干问题[J].临床检验杂志，2011，29（5）：322-323.

[9] 吴斌，李一松，贺勇，等. 25 项临床生物化学指标测量不确定度的评估[J]. 临床检验杂志，2012，30（5）：378-379.

（收稿日期：2018-01-10）