碰撞池ICP-MS同時測定血清中多種元素的方法學研究及應用.pdf

1、目的:
　　 1.建立實用、高效、簡便的針對臨床血液樣品的前處理技術-基體改進劑稀釋直接進樣法。
　　 2.分析ICP-MS測定過程中存在的各種干擾，建立碰撞池電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)直接稀釋測定血清中B、Mn、Co、Ni、Se、Cd、Tl、Pb和Cr的準確分析方法。
　　 3.調查平陰縣人群血清中硼、鈷、錳、硒、鎳、鎘、鉛和鉈的水平和分布特征，為本地區(qū)健康人群血清硼、鈷、錳、硒、鎳、鎘、鉛和鉈正常

2、參考值范圍的確定提供參考依據。
　　 4.分析年齡、性別等人口學因素和吸煙、喝酒、喝茶等個人行為因素對人體血清中元素含量的影響，篩查并確定影響平陰地區(qū)人群血清中硼、鈷、錳、硒、鎳、鎘、鉛和鉈含量的重要因素。
　　 方法:
　　 1.調查與取血
　　 采用整群抽樣法隨機從平陰縣隨機抽取五個自然村，以所有常住戶口居民作為調查對象，采用入戶問卷調查的方法對選定調查對象進行調查。將調查對象的9mL抗凝血以1000

3、轉/分鐘離心5-10分鐘，吸取血清置于Eppeddorf管中，密封編號低溫運輸保存。
　　 2.儀器測定條件的建立與確認
　　 用1.0ng/ml的Li、Be、Co、Ni、In、Pb、M、Bi、Ba、Co調諧液調試儀器，使7Li，59Co，115 In和238M的信噪比達到最高，同時氧化物和雙電荷產率最低。通過分析ICP-MS測定過程中存在的干擾，反復試驗選擇最佳的同位素、內標元素和反應模式。
　　 1.樣品處理

4、方法的建立與研究
　　 比較不同樣品處理方法所得結果的聯系與區(qū)別，確定最佳樣品處理方法。
　　 2.方法學驗證
　　 在確定的儀器條件和樣品處理方法下，對碰撞池電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)測定血清元素進行方法學驗證，分別計算出檢出限、加標回收率、精密度（日間精密度與日內精密度）、線性范圍、相對誤差。
　　 3.血清元素測定
　　 采用0.1％Trition-X-100+0.5％NH4OH

5、對血清稀釋10倍后直接用ICP-MS進行分析，采用外標法進行儀器的工作曲線校準，將樣品處理后，采用碰撞池電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法依次分批測定血清中九種元素含量，測定結果乘以稀釋倍數（10倍）即為血清中該元素濃度。
　　 4.方法對照
　　 將碰撞池電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法測定血清中元素的結果與AAS、AFS測定結果進行比較，驗證方法的準確度。
　　 5.質量控制
　　 從調查、

6、采樣到實驗室各項指標測定，再到數據錄入整個流程均嚴格做好質量控制。所有的反應試劑都小心的控制污染，整個實驗過程均使用超純水稀釋，做好樣品收集過程的質量控制。實驗室測定過程中做質量控制圖將室內變異控制在允許的范圍內，測定血清微量元素時每測定20個樣品重新擬合一條標準曲線。
　　 6.數據處理
　　 建立數據庫并錄入實驗數據，對研究數據進行統(tǒng)計學處理;統(tǒng)計分析均用統(tǒng)計軟件SPSS20.0處理，數據采用均數±標準差（(x-)±

7、s）表示，所用的統(tǒng)計方法有兩樣本t檢驗和方差分析，其中P＜0.05認為有統(tǒng)計學意義。
　　 結果:
　　 1被分析元素B、Mn、Co、Ni、Se、Cd、Tl、Pb和Cr的測定同位素分別選擇11、55、59、60、82、111、205、208和52，用Ge內標校正基體干擾和信號漂移，內標溶液通過三通1∶1在線加入。對于血清樣品采用2種碰撞池模式分析，即:NH3/He和H2/He混合氣體模式消除質譜干擾。
　　 2血

8、清樣品直接稀釋后用ICP-MS測定結果與文獻報道基本一致。
　　 3血清樣品經消化處理后大多數元素測定結果超過誤差允許范圍，這說明血清樣品在消化處理過程中很容易受到污染，血清樣品的ICP-MS分析可以通過直接稀釋，而不用消化處理取得滿意的結果。
　　 4對碰撞池電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法測定血清中9種元素含量進行方法學驗證，結果顯示該方法能夠滿足血清中元素的分析要求。其中，B、Mn、Co、Ni、Se、Cd、T

9、l、Pb和Cr的檢出限分別為0.200μg/L、0.005μg/L、0.038μg/L、0.037μg/L、0.363μg/L、0.392μg/L、0.042μg/L、0.001μg/L、0.002μg/L，各元素的低、中、高加標回收率為85％～115％，各元素的低、中、高日內精密度均優(yōu)于5％，各元素的低、中、高日間精密度均優(yōu)于15％，相對誤差平均值分別為0.92％、6.46％、8.65％、6.36％、8.42％、2.56％、6.85％

10、、9.03％、5.45％，各元素的相關系數r均優(yōu)于0.99。
　　 5消化處理后的同一批樣品做了GFAAS、AFS分析，結果表明除Mn外GFAAS和AFS測定結果與直接稀釋后用ICP-MS測定結果基本一致，該方法準確可靠，Mn測定結果與消化處理后用ICP-MS測定結果基本一致，進一步說明血清樣品在消化處理過程中受到污染。
　　 6平陰縣人群血清中8種元素的平均分布水平為:B46.15±22.38μg/L、Mn19.02±

11、55.62μg/L、Co1.12±1.55μg/L、Ni10.92±14.23μg/L、Se101.73±25.71μg/L、Cd4.28±13.56μg/L、Tl0.05±0.30μg/L、Pb7.04±5.93μg/L。對其不同性別與年齡之間進行單因素方差分析，結果發(fā)現，血清B含量隨著年齡的增大而增高，有明顯的年齡、性別差異;血清Se含量隨年齡有增高趨勢，45-60歲年齡段含量最高，但女性血清Se含量低于同齡別男性，具有年齡、性別差

12、異;男性組血清Mn含量在45-60歲年齡段含量最高;血清Co、Ni、Cd、Tl、Pb含量隨年齡、性別變化不顯著，可能與年齡、性別無關。受教育程與血清B、Mn、Co、Ni、Se、Cd、Tl、Pb在總體水平上無明顯變化趨勢，血清B經方差分析沒上過學組和上初中組差異具有統(tǒng)計學意義，其它元素各組間無統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。
　　 7單因素方差分析發(fā)現，現在戒煙組血清硼含量在（55.65±46.29）明顯高于現在吸煙組(45.17±1

13、6.49)和偶爾吸煙組（40.17±14.10），差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，其它元素各組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）;戒酒組血清B含量與現在喝酒組、偶爾喝酒組、從不喝酒組差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，其它元素各組間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）;血清硼、鈷、錳、硒、鎳、鎘、鉛和鉈在各飲茶組間差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05);血清Mn在工作和勞動時間7小時組與其他各組差異具有統(tǒng)計學意義且獲得含量最高值（76.18

14、±160.48），血清Co10小時組獲得含量最高值(1.68±1.66)，血清Se在7小時組獲得含量最高值（119.27±23.97），血清T1在≤4小時組獲得含量最高值（0.12±0.40），血清Pb在7小時組獲得含量最高值（13.76±7.96）;睡眠時間6小時組血清Mn、Co與9小時組、10小時組差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，血清Se在各組間差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。
　　 結論:
　　 1本法通過

15、實驗建立起一套實用高效的針對臨床血液樣品的分析方法，高鹽的臨床基質樣品經簡單稀釋后，便可直接分析多種目標元素，大大簡化了前處理步驟，縮短了整個樣品的分析時間，有效地避免了采用復雜樣品前處理帶來污染的可能。
　　 2可用碰撞池ICP-MS直接稀釋測定人血清中9種元素，用Ge內標校正基體干擾和信號漂移，碰撞/反應池技術消除質譜干擾，該方法具有樣品用量少、操作簡便、污染少、多元素快速準確測定的優(yōu)點。
　　 3通過對碰撞池ICP

16、-MS法測定血清中9種元素含量進行方法學驗證，該方法的精密度、準確度、線性范圍和最低檢測限都達到了臨床要求。
　　 4通過與AAS、AFS分析結果進行比較，表明碰撞池ICP-MS直接稀釋測定人血清中9種元素方法準確可靠，污染少。
　　 5平陰縣人群血清中8種元素的平均分布水平為:B46.15±22.38μg/L、Mn19.02±55.62μg/L、Co1.12±1.55μg/L、Ni10.92±14.23μg/L、Se1

17、01.73±25.71μg/L、Cd4.28±13.56μg/L、Tl0.05±0.30μg/L、Pb7.04±5.93μg/L。血清B含量隨著年齡的增大而增高;血清Se含量隨年齡有增高趨勢，45-60歲年齡段含量最高，女性血清Se含量低于同齡別男性;男性組血清Mn含量在45-60歲年齡段含量最高，受教育程與血清B、Mn、Co、Ni、Se、Cd、Tl、Pb在總體水平上無明顯變化趨勢。
　　 6吸煙、喝酒行為可能導致血清硼含量降低

18、，適度飲酒和禁止吸煙行為對人體健康有益;喝綠茶對補充Mn、Ni、Se具有積極作用;適度的工作和勞動有利于正常范圍內增加人體血清Mn、Co、Se元素含量，降低人體血清Tl、Pb元素含量;保持適度的睡眠時間有利于正常范圍內增加人體血清Mn、Co、Se元素含量，適度的延長睡眠時間有利于降低人體血清Pb元素含量。
　　 7該方法操作簡便、快速準確、靈敏度高、線性范圍寬，樣品需要量和前處理所需試劑量均較少，能夠降低污染和防止組分的揮發(fā)，一