劉建 于光平 丁占林 天津市武清區(qū)疾病預(yù)防控制中心 （天津 301700）

內(nèi)容提要： 目的：探討采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定人體尿液中的微量元素的研究?jī)r(jià)值。方法：選擇2020年1月～6月采集的健康人群尿液52份作為標(biāo)本，采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定尿樣中的微量元素。結(jié)果：不同內(nèi)標(biāo)測(cè)定有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果范圍均在參考范圍內(nèi)；各元素在線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r均＞0.999；測(cè)定人體尿液中13種微量元素批間精密度為1.1%～9.4%，日間精密度為1.5%～12.2%，平均回收率為88.5%～117.5%。結(jié)論：電感耦合等離子體-質(zhì)譜法具有操作簡(jiǎn)單特征，應(yīng)用在人體尿液的微量元素檢測(cè)中可同時(shí)測(cè)定多種元素，且準(zhǔn)確度高，樣品用量少。

一直以來(lái)，通過(guò)測(cè)定人體中各種體液內(nèi)微量元素情況，可以了解人體身體狀況。但也有許多因素會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。并且人體具有非常復(fù)雜的性質(zhì)，微量元素中的各種金屬，可能存在于尿液、血液、血清中，以尿液來(lái)進(jìn)行分析，本身尿液是機(jī)體排出的廢物，因此尿液屬于包含許多復(fù)雜元素的混合物，而且飲食習(xí)慣、生活環(huán)境、化工物品接觸情況等，會(huì)直接影響到尿液樣品的情況，要對(duì)尿液進(jìn)行分析十分困難。人微量元素作為評(píng)價(jià)營(yíng)養(yǎng)及判斷疾病的指標(biāo)，主要是指人體每天需要量在100mg以下的元素，通過(guò)檢測(cè)人體尿液中的微量元素可判斷人體暴露環(huán)境化學(xué)物質(zhì)的類(lèi)別、數(shù)量、符合水平及變化趨勢(shì)，分析環(huán)境化學(xué)污染物對(duì)人體健康的影響[1]。傳統(tǒng)人體尿液中的微量元素檢測(cè)采用原子吸收光譜法、石墨爐原子吸收光譜法分析，存在局限性，樣本需求量大，干擾嚴(yán)重、基本效應(yīng)難以解決解決，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量多種元素[2]。如今電感耦合等離子體-質(zhì)譜法以動(dòng)態(tài)線性范圍寬、干擾少、樣本需求量少等優(yōu)勢(shì)得到推廣。為此，本次研究選擇健康人群尿液52份作為標(biāo)本采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定微量元素，分析檢測(cè)過(guò)程及結(jié)果，具體如下。

1.資料與方法

1.1 一般資料

選擇2020年1月～6月采集的健康人群尿液52份作為標(biāo)本，男性29份，女性23份，年齡20～65歲，平均（38.46±3.65）歲。

1.2 儀器與試劑

美國(guó)Thermo Fisher公司iCAP RQ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，含有1.0μg/L鋇、鉍、鈰、鈷、銦、鋰、鈾的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，硝酸：痕量金屬級(jí)（CAS：7697-37-2）；Millpore公司MILLI-QINTERAL15型純水機(jī)；美國(guó)AccuStandard公司PE-CAL2-ASL-1多元素金屬混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，ICP-MSCAL5-1汞元素單標(biāo)溶液，AG-INTSTD-ASL-1內(nèi)標(biāo)溶液；挪威SERO AS公司Seronorm Trace Elements Urine L-1/2（LOT 1403080/LOT 1403081）；18.2MΩ·cm超純水。

2.試驗(yàn)方法

2.1 樣品采集與處理

取健康人群尿液52份均為50mL于聚乙烯瓶中，-20°C保存，檢驗(yàn)前取出樣品放置常溫，利用尿樣用渦旋振蕩器混勻2次，取1mL尿樣置入15mL離心管中，加入9mL1%HNO3混勻，離心處理，轉(zhuǎn)速4500r/min，5min。

2.2 有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)預(yù)處理

選擇Seronorm Trace Elements Urine L-1和2干粉瓶中均置入5mL純水，回旋振蕩器振蕩40min，取1mL-1標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋10倍，離心處理后待測(cè)。取1mL-2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稀釋100倍離心處理后待測(cè)。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線和在線內(nèi)標(biāo)溶液的配制

配制多元素混合標(biāo)準(zhǔn)濃度含量為10μg/L、汞元素濃度含量為5μg/L的標(biāo)準(zhǔn)使用液，利用1%HNO3依次倍比稀釋。取100μL內(nèi)標(biāo)溶液于1000mL容量瓶中，1%HNO3定容至刻度，獲得在線內(nèi)標(biāo)使用液。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列、有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和樣品，質(zhì)譜條件使用介質(zhì)為2%HNO3和0.5%HCl，含有1.0μg/L鋇、鉍、鈰、鈷、銦、鋰、鈾的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。

3.結(jié)果

3.1 不同內(nèi)標(biāo)測(cè)定有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果范圍分析

不同內(nèi)標(biāo)測(cè)定有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果范圍均在參考范圍內(nèi)，詳見(jiàn)表1。

表1 不同內(nèi)標(biāo)測(cè)定有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果范圍分析(μg/L)

3.2 各元素方法檢出限、線性范圍和相關(guān)系數(shù)

各元素在線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r均＞0.999，詳見(jiàn)表2。

表2 各元素方法檢出限、線性范圍和相關(guān)系數(shù)

3.3 方法精密度和回收率

測(cè)定人體尿液中13種微量元素批間精密度為1.1%～9.4%，日間精密度為1.5%～12.2%，平均回收率為88.5%～117.5%，詳見(jiàn)表3。

表3 方法精密度和回收率(%)

3.4 樣品測(cè)定結(jié)果

人體尿液樣品中13種微量元素含量詳見(jiàn)表4。

表4 樣品測(cè)定結(jié)果(μg/L)

4.討論

尿液中的微量元素種類(lèi)豐富，雖然含量較低，但也可以進(jìn)行檢測(cè)分析，從成分含量來(lái)看，其中人的尿中水大約占96%～97%，還含有尿酸，尿素，還有鈣，鋅，鎳，鐵等微量元素，但是尿液是人體的排泄物，里面也會(huì)有很多對(duì)身體有害的元素，人體產(chǎn)生的廢水會(huì)通過(guò)尿液的形式排出體外，食物殘?jiān)ㄟ^(guò)大便排出去，如果不超標(biāo)都是屬于正常的?？偟膩?lái)說(shuō)，人體尿液主要成分為水、蛋白質(zhì)、葡萄糖等，臨床常通過(guò)分析尿液的顏色、氣味及尿常規(guī)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)疾病的判斷，而隨著醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，如今人體尿液中的微量元素檢測(cè)受到重視[3]。而且我國(guó)推廣《國(guó)家人體生物監(jiān)測(cè)》項(xiàng)目，以期掌握人們健康狀況、營(yíng)養(yǎng)狀況及環(huán)境化學(xué)物質(zhì)的累積暴露狀況，取尿液樣本進(jìn)行微量元素檢測(cè)可明確環(huán)境化學(xué)物質(zhì)人體暴露負(fù)荷的相關(guān)信息。但在對(duì)尿液進(jìn)行微量元素分析的過(guò)程中，還有許多難題需要攻克，首先是在尿液中存在許多離子、原子對(duì)微量元素的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生干擾；其次，許多微量元素含量極低，檢測(cè)起來(lái)十分困難，比如砷（As）、鎘（Cd）、汞（Hg），傳統(tǒng)的檢測(cè)方法并不能準(zhǔn)確對(duì)微量元素進(jìn)行辨別和分析。使用質(zhì)譜儀來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的過(guò)程中，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)模式、碰撞模式、反應(yīng)模式來(lái)進(jìn)行綜合性的分析，盡量將干擾因素排除，并準(zhǔn)確分析其中的微量元素濃度。同時(shí)，還可以使用高效陰離子交換色譜-脈沖安培檢測(cè)（HPAEPAD）聯(lián)用技術(shù)分析復(fù)雜碳水化合物。一般來(lái)說(shuō)，質(zhì)譜儀對(duì)人體尿液進(jìn)行分析，由于受尿液復(fù)雜性的影響，需要進(jìn)行校準(zhǔn)分析，電感耦合等離子體-質(zhì)譜法首先對(duì)尿液樣品進(jìn)行匹配校準(zhǔn)，及時(shí)將常見(jiàn)的微量元素檢測(cè)出來(lái)，并且電感耦合等離子體具有較高的穩(wěn)定性，及時(shí)針對(duì)外界因素的干擾，準(zhǔn)確檢測(cè)微量元素的含量。

電感耦合等離子體-質(zhì)譜法是一種十分新穎的檢測(cè)技術(shù)，緊湊、具有成本效益，非常適合含有目標(biāo)分析物的液體或溶解樣品。由于存在霧化過(guò)程，最終只有少量樣品到達(dá)火焰，電感耦合等離子體-質(zhì)譜法可以提供相對(duì)高效的去干擾作用，從而確保可靠的準(zhǔn)確性。非常適用于mg L-1級(jí)的微量元素檢測(cè)，某些元素含量可以更低。因此，電感耦合等離子體-質(zhì)譜法的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注，電感耦合等離子體-質(zhì)譜法在近年來(lái)不斷發(fā)展完善，能夠很好的人體的尿液、血液、血清等元素含量進(jìn)行檢測(cè)，全面分析受檢者的基本身體狀況，并且此項(xiàng)技術(shù)安全便捷，臨床應(yīng)用價(jià)值高。電感耦合等離子體-質(zhì)譜法可實(shí)現(xiàn)多元素微量同時(shí)測(cè)定，將1%HNO3作為介質(zhì)，與樣本溶解后離心處理，再通過(guò)在線內(nèi)標(biāo)補(bǔ)償基本效應(yīng)，具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用在大批量監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用范圍廣泛[4]。電感耦合等離子體-質(zhì)譜法儀器具有先進(jìn)性能可實(shí)現(xiàn)可靠性、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和簡(jiǎn)易性特征，且直觀的工作流程能實(shí)現(xiàn)易用性，從而讓尿液微量元素檢測(cè)的工作更加智能化，通過(guò)先進(jìn)的干擾消除功能以及操作簡(jiǎn)單，使用方便等優(yōu)勢(shì)，能面對(duì)樣品分析結(jié)果要求超高精確度以及半導(dǎo)體分析應(yīng)用中的挑戰(zhàn)，從常規(guī)分析到科研研究，致力于滿足現(xiàn)有及未來(lái)法規(guī)，可用于尿液微量元素的檢測(cè)分析，適合高復(fù)雜基質(zhì)的樣品研究[5]。在進(jìn)行微量元素分析的過(guò)程中，電感耦合等離子體-質(zhì)譜法操作簡(jiǎn)單且易用，可簡(jiǎn)化工作流程并實(shí)現(xiàn)“一次成功”的結(jié)果，減少反復(fù)檢測(cè)的繁瑣。電感耦合等離子體-質(zhì)譜法監(jiān)測(cè)系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的抗干擾能力，不僅確保大批量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，提高實(shí)驗(yàn)的分析效率，而且極大地提升實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)能力[6,7]。憑借具有動(dòng)能歧視功能的氦氣碰撞模式（KED Mode），實(shí)現(xiàn)樣品中全元素的分析；即便是Li、Be、B等低質(zhì)量數(shù)元素，也可在碰撞模式下獲得較準(zhǔn)確的檢出水平；超高真空系統(tǒng)配合低頻驅(qū)動(dòng)四極桿質(zhì)量分析器，確保獲得更高的分析靈敏度；四極桿碰撞反應(yīng)池配合多種干擾消除模式，保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；提供靈活多樣的碰撞/反應(yīng)氣選擇，無(wú)懼復(fù)雜樣品基體干擾[8]。本次研究選擇健康人群尿液52份作為標(biāo)本采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定微量元素，探討采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定人體尿液中的微量元素的研究?jī)r(jià)值。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果可知，各元素在線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，精密度及回收率高，證實(shí)感耦合等離子體-質(zhì)譜法試驗(yàn)過(guò)程滿意，結(jié)果滿意。但仍需注意，由于樣品中各元素含量低，需嚴(yán)格遵從操作規(guī)范，嚴(yán)格記錄樣品形狀及異常，重視試驗(yàn)過(guò)程的質(zhì)量控制。

綜上所述，人體尿液中的微量元素的檢測(cè)存在較多干擾因素，結(jié)合應(yīng)用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測(cè)定人體尿液中的微量元素為正常范圍的確定提供參考依據(jù)，研究?jī)r(jià)值較高。