電感耦合等離子質譜法檢測兒童末梢血多種元素

李慧源，徐克前，湯　郡

(1.中南大學湘雅醫學院醫學檢驗系，湖南長沙 410013；2.長沙金域醫學檢驗所有限公司，湖南長沙 410005)

?

·論著·

電感耦合等離子質譜法檢測兒童末梢血多種元素

李慧源1,2，徐克前1△，湯郡2

(1.中南大學湘雅醫學院醫學檢驗系，湖南長沙 410013；2.長沙金域醫學檢驗所有限公司，湖南長沙 410005)

摘要:目的建立同時檢測兒童末梢血多種元素的電感耦合等離子質譜(ICP-MS)法。方法采用ICP-MS法檢測湖南地區474例健康兒童(6個月至12歲)末梢血標本鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛6種元素水平，并建立各元素的參考區間。結果健康兒童末梢血鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛水平均呈偏態分布，且男女兒童末梢血各元素水平比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；該地區健康兒童末梢血鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛參考區間分別為57.30～81.40 mg/L、30.40～44.80 mg/L、361.20～531.40 mg/L、848.10～1 469.20 μg/L、2.68~6.54 mg/L和0.00~100.00 μg/L。結論成功建立了同時檢測兒童末梢血鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛6種元素的ICP-MS法，以及各元素的參考區間。

關鍵詞:電感耦合等離子質譜法；微量元素；末梢血；參考區間

微量元素雖然在人體內濃度不高，但與生存和健康密切相關[1-2]。兒童處于生長發育的關鍵期，體內微量元素水平可反映其營養狀態。微量元素攝入過量、不足或缺乏都會不同程度地引起人體生理的異?；蚣膊〉陌l生。微量元素銅和鋅是人體新陳代謝的基本物質[3-4]，而鈣、鎂和鐵元素則直接影響人體的生長發育[5]，因此,對處于生長發育關鍵期的兒童至關重要。研究顯示，身材矮小的兒童體內存在不同程度的鋅、銅、鐵、鈣缺乏[6]，微量元素的檢測也可用于評價新生兒的身體狀況[7]。目前檢測微量元素的方法有石墨爐原子吸收光譜法、火焰原子吸收光譜法、電極法、酶法等，這些方法簡單、靈敏，但缺點是每次只能測定一種元素，不能滿足臨床快速檢測的需求。電感耦合等離子質譜(ICP-MS)法對于大多數元素而言,具有極高的靈敏度和極低的檢出限,被分析界公認為最理想的無機元素分析方法,它可同時檢測多種無機元素，簡便快速，目前在臨床上應用越來越廣泛[8-9]。為此，本研究通過采用ICP-MS法就湖南地區健康兒童末梢血鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛等6種元素同時進行測定，并確定其參考取區間，以便為臨床診斷及兒童微量元素的合理補充提供指導。

1材料與方法

1.1標本來源所有樣品均來自于湖南地區各級醫院送檢的6個月至12歲兒童肝素鈉抗凝末梢血體檢標本。共收集474份，其中來源于男性230份，女性244份。

1.2儀器與試劑肝素鈉抗凝末梢血專用采血管購自廣州陽普醫療科技股份有限公司；濃硝酸(UP級)購自蘇州晶瑞化學有限公司；Triton X -100購自上海源聚生物科技有限公司；超純水(自制)，電阻率18.2 MΩ·cm；單元素標準溶液：鈣、鎂、鐵、銅、鋅和鉛濃度均為1 000 μg/mL，購自國家標準物質研究中心；調諧液：鋰(Li)、釔(Y)、鈰(Ce)、鉈(Ti)、鈷(Co)，濃度為10 μg/L，內標液：鋰(Li)、鈧(Sc)、鍺(Ge)、釔(Y)、銦(In)、鋱(Tb)、鉍(Bi)，濃度為10 mg/L，均購自美國Agilent公司。上機濃度：Li、Sc、Y、In、Tb、Bi為 20 μg/L，Ge的濃度加強至100 μg/L；質量控制樣品：Seronorm Trace Elements Whole Blood L-2；稀釋液：0.1% Triton X-100和0.1%硝酸。Agilent 7700x型電感耦合等離子體質譜儀購自美國安捷倫科技公司。

1.3方法ICP-MS儀器工作條件：血液標本在血液混勻器上充分混勻后，用稀釋液1∶19進行稀釋，在漩渦振蕩器上充分振勻稀釋樣品后，待上機檢測；質譜法采用標準曲線法進行定量，用混合內標校正基體干擾和漂移；試驗固定人員操作，試驗前配制標準溶液應用液，測定樣品前先完成標準溶液的測量。儀器工作條件見表1，標準溶液應用液濃度見表2。

表1　　ICP-MS儀器工作條件

表2　　標準應用液各曲線點濃度

2結果

2.1檢測結果正態性檢驗采用ICP-MS法對湖南地區474例健康兒童末梢血標本中鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛6種元素水平進行檢測，正態性檢驗顯示各元素水平均呈非正態分布(P<0.05)。見表3。

2.2健康兒童末梢血標本各微量元素的參考區間健康兒童鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛的參考區間，見表3。

表3　　湖南地區健康兒童末梢血微量元素分布(n=474)

2.3不同性別各元素參考區間比較不同性別健康兒童末梢血鎂、鐵、銅、鋅、鉛、鈣水平比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表4。

表4　　不同性別健康兒童末梢血微量元素水平比較(P2.5～P97.5)

3討論

本研究建立了ICP-MS法同時檢測末梢血鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鉛等6種元素的方法，并確定了湖南地區ICP-MS法測定檢測上述6種元素的參考區間，該方法簡便、快速，為今后的臨床應用奠定了基礎。

本研究獲得的參考區間與其他實驗室統計的兒童微量元素參考區間存在差異[10]。分析原因可能主要是檢測方法的不同[11]，例如博輝BH5100多通道原子吸收光譜儀廠家提供的元素參考區間為：鎂26.9～49.4 mg/L、鐵400.1～672.6 mg/L、銅591.5～2 554.5 μg/L、鋅3.8～6.6 mg/L、鈣66.7～90.3 mg/L、鉛0～100 μg/L，與本研究結果存在較大的差異。一般認為ICP-MS的檢測數量級為百億分率級(ppt級)，標準曲線線性范圍寬，重現性好，測量速度快，在痕量(微量)分析方面優于原子吸收[12-14]。地域差異也可能是重要原因，研究表明不同地域微量元素水平存在差異。另外，標本的差異也可能造成檢測結果的差異，本研究采用的是兒童肝素鈉抗凝末梢血標本，而其他實驗室采用的是靜脈血標本，末梢血中含組織液、微小動脈血液等成分，可對測得的參考范圍造成一定程度的影響[11]。

本研究對所有參與檢測的兒童進行了性別分組，并做了統計分析。結果表明，6種元素(鎂、鐵、銅、鋅、鉛、鈣)末梢血水平在男、女健康兒童間比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。因此，健康兒童鎂、鐵、銅、鋅、鉛、鈣元素的參考區間無需按性別進行區分，可用同一個標準，這與文獻[15]報道一致。

鉛作為一種重金屬元素，其95%參考區間為16.10~106.80 μg/L。按照原衛生部文件《兒童高鉛血癥和鉛中毒預防指南》和《兒童高鉛血癥和鉛中毒分級和處理原則》標準，兒童連續兩次靜脈鉛水平高于100 μg/L即為高血鉛癥。因此，當兒童末梢血鉛超過該值時需采集靜脈血復查確診。本研究474例體檢兒童中末梢血鉛水平在100 μg/L以內者占96.8%，說明湖南地區兒童血鉛處在相對安全的水平。ICP-MS具有樣品需求量少，檢出限低，動態線性范圍寬、精密度高、重現性好等優點，已明確被列為血鉛檢測可選用的分析方法[16]。另外，與靜脈血比較，兒童的末梢血更容易獲得，而ICP-MS的樣品需求量少，可以解決兒童末梢血樣品少的困難。

綜上所述，本研究以湖南地區健康兒童為對象，建立了ICP-MS法檢測末梢血鎂、鐵、銅、鋅、鈣、鉛元素的參考區間。而對于不同年齡階段兒童末梢血各元素的參考區間是否存在差異等問題，則需要下一步更大樣本量的研究。

參考文獻

[1]Comerford KB．Recent developments in multivitamin/mineral research[J]．Adv Nutr，2013，4(6)：644-656．

[2]Ward E．Addressing nutritional gaps with multivitamin and mineral supplements[J]．Nutr J，2014，13(1)：72．

[3]Hambidge KM，Miller LV，Krebs NF．Physiological requirements for zinc[J]．Int J Vitam Nutr Res，2011，81(1)：72-78．

[4]Smian OI，Horbas′ VA，Bynda TP，et al．The role of disbalance of zinc and copper in school age children with community-aquired pheumonia[J]．Lik Sprava，2012(3/4)：67-71．

[5]Fretham SJ，Carlson ES，Georgieff MK．The role of iron in learning and memory[J]．Adv Nutr，2011，2(2)：112-121.

[6]董國慶，汪皓，黃愛娣，等．矮小身材兒童全血鋅、銅、鐵、鈣、鎂含量分析[J]．中國婦幼保健，2007，22(23)：3288-3289．

[7]肖蜜黎，黑明燕．外周血銅鋅鈣鎂鐵與小兒疾病狀態相關性的臨床研究[J]．實用預防醫學，2007，14(1)：171-172．

[8]Timerbaev A，Sturup S．Analytical approaches for assaying metallodrugs in biological samples:recent methodological developments and future trends[J]．Curr Drug Metab，2012，13(3)：272-283．

[9]Becker JS，Matusch A，Wu B．Bioimaging mass spectrometry of trace elements-recent advance and applications of LA-ICP-MS:a review[J]．Anal Chim Acta，2014，835(1)：1-18．

[10]潘在興，李春蕓，陳夏明．?？诘貐^成人全血微量元素的參考區間[J]．廣東醫學，2015，53(1)：88-90．

[11]楊維東，劉潔生，彭喜春．微量元素與健康[M]．武漢：華中科技大學出版社，2007：104-110．

[12]宋麗華，金一．石墨爐原子吸收法和ICP-MS測定地質樣品中微量金的比較[J]．分析試驗室，2009，28(B12)：227-229．

[13]盧垣宇，尋思穎，馮永渝，等．干法消解-石墨爐原子吸收及電感耦合等離子體質譜測定肉制品和香辛料中鉛含量的比較[J]．食品科技，2013，38(12)：290-293．

[14]毛紅，劉麗萍，張妮娜，等．應用ICP-MS與AAS測定食品中鉛、鎘、銅方法研究及比較[J]．中國衛生檢驗雜志，2007，17(11)：1954-1955．

[15]王克，陳霞，崔永凱．李滄區健康成人血中7種金屬元素參考值調查[J]．微量元素與健康研究，2008，25(6)：5-8．

[16]尚紅，王毓三，申子瑜．全國臨床檢驗操作規程[M]．4版．北京：人民衛生出版社，2015：274-278．

Analysis of elements in peripheral blood of children by using inductively coupled plasma-mass spectrometry

LiHuiyuan1,2，XuKeqian1△，TangJun2

(1.DepartmentofClinicalLaboratory,XiangyaSchoolofMedicine,CentralSouthUniversity,Changsha,Hu′nan410013,China；2.ChangshaKingmedCenterForClinical

LaboratoryCo.,Ltd.,Changsha,Hu′nan410005,China)

Abstract:ObjectiveTo establish an inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) method for analysis of elements in peripheral blood of children.MethodsA total of 474 healthy children in Hunan area were enrolled in this study,and six elements,including Ca,Mg,Fe,Cu,Zn and Pb,in peripheral blood specimens were detected by using ICP-MS method.ResultsThe levels of elements,including Ca,Mg,Fe,Cu,Zn and Pb,in peripheral blood of healthy children showed skewed distributions,and no significant differences were found in levels of these elements between male and female children(P>0.05).The reference intervals of Ca,Mg,Fe,Cu,Zn and Pb in peripheral blood of healthy children in this area were 57.30-81.40 mg/L,30.40-44.80 mg/L,361.20-531.40 mg/L,848.10-1 469.20 μg/L,2.68-6.54 mg/L and 0.00-100.00 μg/L respectively.ConclusionThe ICP-MS method for simultaneously detecting Ca,Mg,Fe,Cu,Zn and Pb in peripheral blood of children and reference interval of each element are successfully established.

Key words:inductively coupled plasma-mass spectrometry method；trace elements；peripheral blood；reference interval

(收稿日期：2015-12-19)

DOI:10.3969/j.issn.1673-4130.2016.05.009

文獻標識碼：A

文章編號：1673-4130(2016)05-0600-03

作者簡介：李慧源，男，主管技師，主要從事免疫、生化檢驗和實驗室管理研究。△通訊作者，E-mail：xukeqian@126.com。