血清電解質鈉、鉀、鎂、鈣離子正確度驗證物質的定值及應用

張 瑞 張順利 劉文松 李慧玲 王 寧 岳育紅,4 王清濤,4*

(1.首都醫科大學附屬北京朝陽醫院檢驗科，北京 100020；2.河北燕達醫院中心實驗室，河北三河 065201；3.北京醫院檢驗科，北京 100730；4.北京市臨床檢驗中心，北京 100021 )

電解質是人體體液的主要組成成分，參與機體許多重要的生理和生化過程。血清電解質包括陽離子和陰離子，前者主要包括鉀(K)、鈉(Na)、鈣(Ca)和鎂(Mg)，后者主要包括氯(Cl)和磷(P)。離子濃度的檢測對于水、電解質代謝紊亂和酸堿失衡的診斷發揮重要作用，對某些危重病例的機體狀態的監測也是不可或缺。目前臨床常規檢測血清Na、K離子主要采用離子選擇電極電位法,Mg離子主要采用二甲苯胺藍染料結合法,Ca離子主要采用偶氮胂Ⅲ法、鄰鉀酚酞絡合銅法及脲酰胺酶活性恢復法。但是常規方法檢測結果間差異大，為了實現測定結果的準確性基礎上的可比，基于參考系統的量值溯源是達到此目的的有效途徑[1-6]。 室間質量評價指利用實驗室間比對，按照預先制定的準則評價參加者的能力。可作為一種質量控制工具可以幫助實驗室發現其自身存在的質量問題，促使臨床實驗室采取相應的措施提高檢驗質量[7-9]。分析系統(又稱分析方法)的準確度、正確度性能驗證是國際標準化組織(International Standardization Organization，ISO)15189[10]認可中明文要求的內容。良好的準確度和正確度是保證分析系統檢驗結果準確可比的前提，因此對分析系統的準確性和正確度的評價非常重要。本研究旨在通過國際臨床化學聯合會(International Federation of Clinical Chemistry，IFCC)推薦血清陽離子的參考方法[11]，采用互通性好的人血為檢測標本，發放到北京市臨床實驗室進行正確度驗證，對回報結果進行分析，評價各臨床實驗室檢測的準確性和可比性，從而幫助各家實驗室識別發現檢測質量問題，及時進行相應改正，以提高實驗室檢驗質量，為檢測結果互認提供數據支持。

1 材料與方法

1.1 主要試劑與儀器

純品甲磺酸(>99.5%)、濃硝酸，由美國Sigma-Aldrich公司生產；美國國家標準與技術研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)鈉標準參考物質(standard reference material，SRM)919b、鉀(SRM 918b)、鎂(SRM 929a)、鈣(SRM 915b)標準物質；實驗室用水為去離子水。美國Thermo Fisher公司Dionex ICS-1100離子色譜儀；CEM MarsXpress微波消解儀；美國Millipore公司0.20 μm針筒式濾膜過濾器(批號SLLHC13NL)； Sartorius LA 120S電子天平；上海治宇醫療器械有限公司1 mL一次性使用無菌注射器；Milli-Q凈化水裝置。

1.2 正確度驗證物質

血清樣品的收集遵照ISO指南[12]，收集除外HIV和肝炎病毒陽性、溶血與乳糜等異常性狀的體檢血清，制備3個濃度水平且均勻性良好的人血清基質電解質正確度驗證物質，批號為BCCL01、BCCL02和BCCL03，-80 ℃保存。

1.3 標準溶液配制

分別稱取一定量的鈉(SRM 919b)、鉀(SRM 918b)、鎂(SRM 929a)、鈣(SRM 915b)標準物質，溶于200 mL 0.2%(體積分數)稀硝酸中，配置鈉濃度分別為114.97、130.01、144.97、155.12、165.13 mmol/L，鉀濃度分別為2.55、3.90、4.48、5.50、6.97 mmol/L，鎂濃度分別為0.41、0.71、0.99、1.47、2.21 mmol/L，鈣濃度分別為1.45、2.06、2.45、2.85、3.36 mmol/L的混合標準溶液。

1.4 參考方法定值

采用離子色譜參考方法定值，依次測定上述配置好的鈉、鉀、鎂、鈣標準溶液建立相應的標準曲線。測定樣本中4種陽離子濃度，每天1個批次，3個水平，重復測定5次，連續3 d，分別計算均值和標準差。定值結果采用“靶值(X)±不確定度(U)”表示。

1.5 正確度驗證

表1 臨床檢驗室間質量評價計劃要求

1.6 統計學方法

采用Microsoft excel 2016軟件進行統計分析。相關性分析采用Pearson相關分析，以相關系數R2進行相關性描述。

2 結果

2.1 標準曲線

采用內標法，峰面積定量，以待測元素與內標峰面積比值為縱坐標，對應的電解質鈉、鉀、鎂、鈣濃度為橫坐標，分別建立鈉、鉀、鎂、鈣標準工作曲線，相關系數R2的范圍為0.999 5～0.999 8，詳見圖1。

圖1 鈉、鉀、鎂、鈣標準工作曲線Fig.1 Standard working curve of sodium, potassium, magnesium, and calcium

2.2 正確度驗證物質定值

經過離子色譜法測定，3個批號鈉、鉀、鎂、鈣正確度驗證物質定值、標準差及不確定度結果見表2。總不確定度由測量不確定度、國際標準物質不確定度、均勻性和長期穩定性等引入的不確定度合成。

表 2 鈉、鉀、鎂、鈣正確度驗證物質定值結果

2.3 正確度驗證分析

正確度驗證調查分析中鈉、鉀和鈣離子共有23家臨床實驗室回報了結果，鎂離子共有18家臨床實驗室回報了結果。以臨床檢驗室間質量評價計劃中電解質正確度評價標準評價，其中3個批號Na離子的正確度通過率分別為86.96%～95.65%,K離子正確度通過率分別為69.57%～95.65%,Mg離子正確度通過率分別為78.26%～91.3%,Ca離子正確度通過率分別為60.87%～69.57%。根據各實驗室鈉、鉀、鎂、鈣離子檢測均值、標準差(SD)及與參考方法賦值結果的偏移，分別采用TER和TEW公式計算實驗室總誤差，結果見表3～6。

表3 23家臨床實驗室常規測定血清鈉結果分析

表4 23家臨床實驗室常規測定血清鉀結果分析

續表4

表5 18家臨床實驗室常規測定血清鎂離子結果分析

表6 23家臨床實驗室常規測定血清鈣結果分析

以臨床檢驗室間質量評價計劃中鈉、鉀、鎂、鈣分析質量目標中的允許總誤差(allowable total error，TEa)作為評價標準，評價參加實驗室檢測每個批號樣本分別經過TER和TEW兩種模型計算的通過率，即所有參加實驗室中TER和TEW結果分別低于TEa所占的比率。在估計實驗室檢測水平方面，若以每個批號樣本15個結果全部100%滿足正確度要求為實驗室最高檢測標準，TEW計算和實驗室滿足最高標準比率(100%通過率)相近。TER和實驗室的一般檢測標準(15個結果中9個通過)60%通過率相近，結果見表7。

表7 鈉、鉀、鎂、鈣離子通過率

3 討論

正確度驗證計劃作為室間質量評價的一種形式，是將經過參考方法準確定值的互通性物質發放到常規實驗室，采用參考方法確定靶值評價常規實驗室的檢測結果的正確性[13]。其目的是將參考方法的準確性傳遞到常規檢驗中，推動標準化進程。因此，正確度驗證物質的定值十分重要，其定值的準確度將直接影響到室間質評的效果。參考測量不同于常規檢驗，其原理、技術和質量要求等均與常規檢驗明顯不同，是臨床檢驗的“標準”，因此對特異度、敏感度、精密度和準確度有更高的要求。本研究建立的血清電解質離子色譜參考方法，將美國NIST鈉(SRM 919b)、鉀(SRM 918b)、鎂(SRM 929a)、鈣(SRM 915b)標準物質配置不同濃度鈉、鉀、鎂、鈣的復合離子校準溶液，采用5點定標法建立標準曲線，保證所建方法可溯源至SI單位。同時在定值實驗中，對每個濃度水平，每天1個批次分別測定5次，連續3 d，得到15個數據的平均值為室間質評樣本的靶值，這樣充分考慮到了批內不精密度及室內不精密度，使定值結果更加可靠。

正確度又稱為真實度，定義為無限多次測量的均值與真值的接近程度，反映測定系統的系統誤差。鈉、鉀、鎂、鈣項目正確度評價允許偏差分別為±2.0%、±3.0%、±7.5%和±2.5%。從各家實驗室回報的正確度結果來看，不同實驗室4種陽離子測定的差異較大。鈉和鎂正確度通過率最高，其通過率分別在86.96%～95.65%和78.26%～91.30%；鈣正確度驗證通過率比較低，分別為65.22%、69.57%、60.87%，這與Ge等[14]和Jansen等[15]研究結果相近，且從實驗室檢測結果數據分析，沒有通過驗證的臨床實驗室存在一定的正偏差或負偏差，對此可以通過多次參加室間質評，從而使得測定結果更加準確。

在評價常規實驗室測量不確定度時，主要采用“自上而下”的評估方法，應采用6個月或更長的數據，涵括檢測的各個環節的不確定度分量，如不同的試劑批號、校準品批號、操作者、操作條件變化、日間、月間等分量，是一個全面的不確定度[16-17]，但是此評價過程較為繁瑣，工作量較大。所以需要一個簡單的模型，來估算實驗室總誤差，而協方差的模型和Westgard模型是CLSI EP-17A2推薦的兩種估算方法[13]，兩種實驗室總誤差模型計算公式中包含了偏倚(Bias)和標準偏差(SD)，計算方式不同。一些文獻報道在定義和計算偏倚和精密度術語時使用了不同的方法[18-20]，例如對精密度估算方法，不同研究分別采用了簡單的重復性、實驗室內的精密度，以及包括多個試劑批次和校準周期在內的長期精密度等。本實驗中的Westgard模型相比于協方差模型更能反映實驗室的檢測水平，而協方差模型結果僅與60%通過率結果相近，所以推薦臨床實驗室在測定血清陽離子時使用Westgard模型估算總誤差。本研究發現，例如鉀離子的正確度驗證通過率低，而Westgard模型的通過率較高，說明實驗室的精密度良好，但存在一定的系統偏差。

綜上所述，部分參加實驗室檢測鉀離子和鈣離子的正確度還需要進一步提高。采用參考方法賦值的正確度驗證物質，對臨床實驗室常規方法進行正確度和總誤差評價，能夠監測臨床實驗室檢測質量，幫助臨床實驗室及廠家發現問題并及時改進，從而為臨床患者提供準確可比的檢測結果，進一步促進臨床電解質檢測的標準化。