新型芯片傳感-微分電位溶出法測定血鉛的探討

唐 寅，盛青松，張同軍，辛君偉

(1.張家港市中醫(yī)醫(yī)院檢驗科，江蘇 張家港 215600;2.無錫市申瑞生物制品有限公司，江蘇 無錫 214092)

鉛是具有神經(jīng)毒性的重金屬元素。鉛在體內(nèi)含量超過一定水平就會對健康引起難以恢復(fù)的損害。鉛中毒已成為發(fā)展中國家兒童面臨的突出環(huán)境問題[1-2]。血鉛檢測是了解人體鉛污染的最佳途徑。衛(wèi)生部已于2006年明確規(guī)定臨床測定血液中鉛濃度的基本方法為石墨爐原子吸收光譜法和微分電位溶出法。這2種方法雖然具備了良好的敏感性，但是都需要較為復(fù)雜的樣本前處理和較高的儀器要求[3-5]。

近年來，無錫市申瑞生物制品有限公司在國內(nèi)外最新研究進展[6-7]的基礎(chǔ)上，通過建立合適的樣本前處理方法并優(yōu)化反應(yīng)條件，將新型絲印傳感器應(yīng)用于微分電位溶出法檢測，開發(fā)出了全新的血鉛檢測儀。我們對該儀器進行了方法學(xué)性能評價，并與氫化物發(fā)生原子熒光法進行比對。

材料和方法

一、儀器及試劑

1.芯片傳感-微分電位溶出法 SR-P-100血鉛專用型微量元素檢測儀及配套試劑，由無錫市申瑞生物制品有限公司提供。

2.氫化物發(fā)生原子熒光法 AF-610B原子熒光分析儀，由北京瑞利公司生產(chǎn)。

二、方法

1.芯片傳感-微分電位溶出法原理 該法利用微分電位溶出法和絲印傳感器來測試血液中鉛含量。人體血液中90%左右的鉛在紅細(xì)胞內(nèi)。當(dāng)血樣和樣本處理管中的處理液混合后，紅細(xì)胞在強電解質(zhì)的影響下破裂，具備電化學(xué)活性的鉛裂解出來。當(dāng)測試開始后，血樣中的鉛離子在一定的電位下會富集在傳感器上，這個過程是鉛離子富集過程，也是微分電位溶出可以檢測痕量鉛的原因。撤除電位后，溶液中的氧化劑使鍍在傳感器上鉛溶出到溶液中，記錄下溶出過程中電位-時間曲線，找出電位變化和鉛離子濃度關(guān)系后即可計算出樣本中的鉛離子濃度。

2.血液采集 成人采集靜脈血，乙二胺四乙酸二鉀抗凝;兒童采集末梢血，采用0.5%硝酸棉球→75%酒精棉球→干棉球處理采血部位后采集血液。

3.樣本前處理 (1)打開樣本處理管的蓋子，將20 μL末梢血或乙二胺四乙酸二鉀抗凝血轉(zhuǎn)移到已預(yù)加380 μL樣本處理液的處理管中;(2)馬上蓋好樣本處理管的蓋子，然后上下顛倒8～10次;(3)當(dāng)樣本處理管中混合溶液變?yōu)樽厣蠹凑f明血液已經(jīng)處理完成。

4.操作 (1)芯片傳感-微分電位溶出法:血樣處理好后應(yīng)在5 min內(nèi)測試;取出傳感器并核對傳感器校正碼一致，將傳感器從黑色條紋處完全插入到儀器中，從樣本處理管中吸液至加樣刻度處，將樣本滴加在傳感器加樣孔內(nèi)完全覆蓋，確認(rèn)傳感器上已經(jīng)加入血樣后，按下“啟動”鍵，儀器自動檢測并在2 min內(nèi)顯示結(jié)果;(2)氫化物發(fā)生原子熒光法:嚴(yán)格按儀器操作規(guī)程執(zhí)行。

三、方法學(xué)評價

1.正確度試驗 用芯片傳感-微分電位溶出法分別對6種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(血鉛標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為2011年全國血鉛檢測室間質(zhì)評樣本)進行測定來評價此方法測定的準(zhǔn)確性，每種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)平行測定4次，取其均值與給定靶值比較。

2.重復(fù)性試驗 選取低、中、高3個水平的樣本，采用芯片傳感-微分電位溶出法測定血鉛含量，每個樣本重復(fù)測定18次，計算均值±標(biāo)準(zhǔn)差和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。

3.回收試驗 隨機選取6個樣本，在475 μL血樣中分別加入1000 μg/L標(biāo)準(zhǔn)鉛溶液[標(biāo)準(zhǔn)溶液為國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) GBW(E)080129]25、50 和100 μL，使之加標(biāo)量分別為50、100和200 μg/L。采用芯片傳感-微分電位溶出法測定加標(biāo)前及加標(biāo)后的血鉛含量。每份樣本重復(fù)測定4次，計算均值。

4.比對試驗 將2011年5月至6月到醫(yī)院就診檢測血鉛的成人與兒童血樣按氫化物發(fā)生原子熒光法測定結(jié)果分為高、中、低濃度3組，然后從這3組中隨機抽取58份樣本，同時采用芯片傳感-微分電位溶出法和氫化物發(fā)生原子熒光法檢測。

四、統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件分析血鉛檢測結(jié)果，采用配對t檢驗分析2種方法間差異，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

一、正確度試驗

以靶值±10%作為允許誤差，6種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定結(jié)果與靶值比較，均在允許誤差范圍之內(nèi)，說明儀器的正確度良好。見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定結(jié)果 (μg/L)

二、重復(fù)性試驗

根據(jù)血鉛臨床檢驗技術(shù)規(guī)范規(guī)定:血鉛檢測方法的RSD應(yīng)根據(jù)測定濃度范圍的不同而分別為20～100 μg/L 時 RSD≤15%;＞100 μg/L 時RSD≤10%。低、中、高3個水平樣本的RSD分別為 6.98%、4.09%、2.78%。見表 2。

表2 重復(fù)性試驗結(jié)果

三、回收試驗

樣本的平均回收率為98.1%，系統(tǒng)比例誤差為1.9%。美國臨床實驗室改進修正法規(guī)(CLIA'88)中對血鉛檢測的固定限目標(biāo)為19.3%，系統(tǒng)比例誤差在固定限目標(biāo)要求范圍之內(nèi)，同時也說明方法的線性失擬誤差(LoF)是符合要求的。見表3。

表3 不同加標(biāo)量的回收試驗結(jié)果

四、比對試驗

1.芯片傳感-微分電位溶出法與氫化物發(fā)生原子熒光法血鉛測定結(jié)果比較 芯片傳感-微分電位溶出法的可報告范圍為20～650 μg/L，58份樣本均在此范圍內(nèi)，血鉛測定結(jié)果為(91.63±68.57)μg/L;氫化物發(fā)生原子熒光法血鉛測定結(jié)果為(87.91 ±66.97)μg/L。

2.差異性分析 采用配對樣本的t檢驗對數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=－0.21，P=0.867)，線性回歸分析相關(guān)系數(shù)(r2)=0.964，2種方法測定結(jié)果的符合度為96.4%。見圖1。

圖1 2種方法的臨床樣本測定結(jié)果比較

討 論

鉛在自然界中廣泛存在，易通過消化道、呼吸道被人體吸收。鉛可長期蓄積于人體，嚴(yán)重危害神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和造血系統(tǒng)，對兒童的智力和身體發(fā)育影響尤其嚴(yán)重;對成人來說，血鉛濃度升高會對心血管、中樞神經(jīng)、生殖、血液循環(huán)等系統(tǒng)造成不良影響。進入血液中的鉛大部分與紅細(xì)胞膜結(jié)合，經(jīng)血循環(huán)被組織吸收后轉(zhuǎn)移到骨骼，產(chǎn)生蓄積作用。由于血鉛含量較穩(wěn)定，波動小，故血鉛成為反映近期鉛接觸較為靈敏的指標(biāo)。測定全血鉛對鉛中毒的診斷、防治工作具有重要意義。

長期以來，常用的全血鉛分析方法有:微分電位溶出法、石墨爐原子吸收光譜法、氫化物發(fā)生原子熒光法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法。而這些方法大多需要特殊儀器及相對復(fù)雜的操作程序，技術(shù)難度較高。相比較而言，微分電位溶出法實用，但因基體干擾等問題重現(xiàn)性不夠好[8]。而且，電極在含有大量有機雜質(zhì)的底液中反復(fù)使用，汞膜容易因摩擦而不斷脫落變薄，壽命極短[9]。芯片傳感-微分電位溶出法使用一次性絲印芯片傳感器，能確保結(jié)果的穩(wěn)定性。同時，在樣本處理和測試操作上更加簡單和方便，從采樣到報告結(jié)果需時不超過10 min。

本研究結(jié)果顯示芯片傳感-微分電位溶出法測定血鉛，操作簡便、快速，且準(zhǔn)確度高、重復(fù)性好、精密度佳;與氫化物發(fā)生原子熒光法檢測結(jié)果比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)，適合各種機構(gòu)開展應(yīng)用。

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