火焰原子吸收光譜法檢測全血銅、鋅、鈣、鎂、鐵的 測量不確定度分析

鐘存荻 趙軼群

[摘要] 目的 評估火焰原子吸收光譜法檢測人體靜脈全血中銅（Cu）、鋅（Zn）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）的測量不確定度（MU），為臨床合理解釋檢驗(yàn)結(jié)果提供參考依據(jù)。方法 采用室內(nèi)質(zhì)控獲得的中間精密度計(jì)算Cu、Zn、Ca、Mg、Fe由于測量重復(fù)性引入的MU，采用衛(wèi)生部室間質(zhì)量評價(jià)結(jié)果計(jì)算由于測量偏倚引入的MU，然后計(jì)算出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。結(jié)果 靜脈全血五種微量元素的相對測量不確定度（95%置信限）如下：Cu在15.52～67.61 μmol/L濃度范圍內(nèi)的相對測量不確定度為17.18%～28.41%。Zn在44.12～67.89 μmol/L濃度范圍內(nèi)的相對測量不確定度為18.82%～22.48%。Ca在1.05～1.49 mmol/L濃度范圍內(nèi)的相對測量不確定度為12.96%～17.04%。Mg在低濃度0.47～1.32 mmol/L濃度范圍內(nèi)的相對測量不確定度為18.54%～18.86%。Fe在4.68～6.38 mmol/L濃度范圍內(nèi)的相對測量不確定度為18.04%～18.48%。結(jié)論 火焰原子吸收光譜法檢測靜脈全血的Cu、Zn、Ca、Mg、Fe的相對不確定度較大，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量改進(jìn)以提高臨床診斷價(jià)值。

[關(guān)鍵詞] 微量元素；火焰原子吸收光譜法；測量不確定度；靜脈全血

[中圖分類號] R19 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1672-5654（2018）04（a）-0019-04

[Abstract] Objective To evaluate the manganese-flame atomic absorption spectrometric method in testing the measurement uncertainty of Cu， Zn， Ca， Mg， Fe in the whole blood thus providing reference for the clinical rational explanation of test results. Methods The MU introduced by measuring the repeatability of Cu， Zn， Ca， Mg， Fe was calculated by the intermediate precision obtained by the room quality control， and the MU introduced by measuring the bias was calculated according to the evaluation results of room quality in the ministry of health， and the synthesis standards uncertainty and expansion uncertainty were then calculated. Results The related measurement uncertainty of five microelements in the venous whole blood（95% confidence limit） was as follows： the relative measurement uncertainty of Cu in the 15.52 μmol/L to 67.61 μmol/L was 17.18% to 28.41%， the relative measurement uncertainty of Zn in 44.12 μmol/L to 67.89 μmol/L was 18.82% to 22.48%，and the relative measurement uncertainty of Ca in the 1.05 mmol/L to 1.49 mmol/L was 12.96% to 17.04%， and the relative measurement uncertainty of Fe in the 4.68 mmol/L to 6.38 mmol/L was 18.04% to 18.48%. Conclusion The relative uncertainty of manganese-flame atomic absorption spectrometric method in testing the measurement uncertainty of Cu， Zn， Ca， Mg， Fe in the whole blood is bigger， and the laboratory should enhance the quality improvement to improve the clinical diagnosis value.

[Key words] Microelement； Manganese-flame atomic absorption spectrometric method； Measurement uncertainty； Venous whole blood

人體生命活動(dòng)和日常生活均離不開微量元素，在人體總量中微量元素約占 0.01%[1]。微量元素可分為人體必需微量元素和有害微量元素兩類。前者包括銅（Cu）、鋅（Zn）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe）等，后者包括鉛、鎘、汞、砷、鋁、錫等。Cu、Zn、Ca、Mg、Fe等元素是機(jī)體正常生命活動(dòng)所必須的營養(yǎng)成分，與人體的新陳代謝活動(dòng)密切相關(guān)，這些元素過量或缺乏會均會不同程度地影響人體的健康。微量元素對于嬰幼兒、兒童和青少年的生長發(fā)育、智力發(fā)育及免疫功能完善等方面產(chǎn)生非常重要的影響[2]。因此，人體微量元素的準(zhǔn)確檢測對于臨床及預(yù)防醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)師作出微量元素?cái)z入過多或不足的臨床診斷，起著至關(guān)重要的作用。測量不確定度是表征被測量值分散性的一個(gè)非負(fù)參數(shù)，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可信程度取決于不確定度的大小[3]。檢測程序的不確定度評估是醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的基本要求，在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室越來越受到重視[4]。火焰原子吸收光譜法是測量微量元素物質(zhì)濃度的常用方法之一[5]。該研究對原子吸收光譜法檢測人體靜脈全血微量微量元素的測量不確定度分析，以便對火焰原子吸收光譜法檢測微量元素的結(jié)果作出合理解釋，提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

BH-5100T型原子吸收光譜儀及配套標(biāo)準(zhǔn)品和質(zhì)控品；5～50 μL微量移液器。

1.2 方法

1.2.1 檢測方法 靜脈全血Cu、Zn、Ca、Mg、Fe濃度采用原子吸收光譜法進(jìn)行測定，嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。每批次標(biāo)本測定時(shí)，均采用原裝配套的標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)，制定標(biāo)準(zhǔn)曲線，同時(shí)采用配套質(zhì)控品進(jìn)行室內(nèi)質(zhì)量控制，確保在控后再測定患者標(biāo)本。

1.2.2 中間精密度測定 收集2016年10—12月期間獲得的相同試劑批號室內(nèi)質(zhì)控結(jié)果，計(jì)算批間變異系數(shù)（CV%），其數(shù)值等于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測量重復(fù)性引入的相對MU（[μrel（RW）]）。

1.2.3 偏倚（bias） 根據(jù)2014—2016年該實(shí)驗(yàn)室參加衛(wèi)生部室間質(zhì)量評價(jià)的結(jié)果計(jì)算偏倚引入的相對不確定度，按以下步驟進(jìn)行。

①單次PT的偏倚值（bi）和相對偏倚值（bi，rel）。bi=單次PT測得的EQA結(jié)果-該次PT相對應(yīng)的EQA靶值；bi，rel=（單次PT測得的EQA結(jié)果-該次PT相對應(yīng)的EQA靶值）/該次PT相對應(yīng)的EQA靶值×100。

②檢測方法和實(shí)驗(yàn)室的偏倚（RMSbias）及相對偏倚（RMSrel（bias））計(jì)算公式：

③單次PT公認(rèn)值的測量重復(fù)性引入的不確定度計(jì)算公式：

室間的相對重復(fù)性；m表示參加單次PT的實(shí)驗(yàn)室數(shù)量。

④多次PT公認(rèn)值的測量重復(fù)性引入的不確定度計(jì)算公式： 表示PT次數(shù)。

⑤偏倚引入的相對MU計(jì)算公式：

⑥相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（ucref）的計(jì)算由中間精密度引入的相對不確定度和偏倚引入的不確定度合成。計(jì)算公式為：

⑦相對擴(kuò)展不確定度評定：相對擴(kuò)展不確定度等于相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度×包含因子（K），計(jì)算公式：U=K×ucref。若取95%置信限，則K=2。測量不確定度通常以U表示。

2 結(jié)果

2.1 不同水平靜脈全血中Cu的測量不確定度評估結(jié)果

結(jié)果如表1所示，靜脈全血Cu在低值（15.52 μmol/L）和高值（C=67.61 μmol/L）兩個(gè)濃度水平的相對測量不確定度分別為28.41%和17.18%。

2.2 不同水平靜脈全血Zn的測量不確定度評估結(jié)果

結(jié)果見表2，靜脈全血Zn在低值（44.12 μmol/L）和高值（67.89 μmol/L）兩個(gè)濃度水平的相對測量不確定度分別為18.82%和22.48%。

2.3 不同水平靜脈全血Ca的測量不確定度評估結(jié)果

結(jié)果見表3，靜脈全血Ca在低值（1.05 mmol/L）和高值（1.49 mmol/L）兩個(gè)濃度水平的相對測量不確定度分別為17.04%和12.96%。

2.4 不同水平靜脈全血Mg的測量不確定度評估結(jié)果

結(jié)果見表4，靜脈全血Mg在低值（0.47 mmol/L）和高值（1.32 mmol/L）兩個(gè)濃度水平的相對測量不確定度分別為18.54%和18.86%。

2.5 不同水平靜脈全血Fe的測量不確定度評估結(jié)果

結(jié)果見表5，靜脈全血Fe在低值（4.68 mmol/L）和高值（6.38 mmol/L）兩個(gè)濃度水平的相對測量不確定度分別為18.04%和18.48%。

3 討論

ISO 15189醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可要求實(shí)驗(yàn)室評定每個(gè)測量程序的測量不確定度，同時(shí)還應(yīng)規(guī)定每個(gè)測量程序的不確定度性能要求[6]。測量不確定度可在中間精密度條件下通過測量質(zhì)控物獲得的量值進(jìn)行計(jì)算，這些條件包括了測量程序標(biāo)準(zhǔn)操作中盡可能多而合理的常規(guī)變化[7]。評定偏倚的測量不確定度，主要通過測量有證參考物質(zhì)、利用室間質(zhì)評等獲得[8]。該研究采用室內(nèi)質(zhì)量控制所得中間精密度和室間質(zhì)量評價(jià)結(jié)果，綜合計(jì)算出原子吸收光譜法檢測靜脈全血Cu、Zn、Ca、Mg、Fe的測量不確定度。

采用分光光度法的常規(guī)血清生化檢測項(xiàng)目的測量不確定度一般在10%以內(nèi)，血清Ca和Mg的相對測量不確定度分別約為4.7%～7.5%，8.4%～14.5%[9]。該研究結(jié)果顯示，靜脈全血五種微量元素的測量不確定度相對較大，其中在質(zhì)控品濃度水平范圍內(nèi)的靜脈全血Cu的相對測量不確定度為17.18%～28.41%；質(zhì)控品濃度水平范圍內(nèi)靜脈全血Zn的相對測量不確定度為18.82%～22.48%；質(zhì)控品濃度水平范圍內(nèi)靜脈全血Ca的相對測量不確定度為12.96%～17.04%；質(zhì)控品濃度范圍內(nèi)靜脈全血Mg的相對測量不確定度為18.54%～18.86%。質(zhì)控品濃度范圍內(nèi)靜脈全血Fe的相對測量不確定度為18.04%～18.48%。靜脈全血Cu和Zn的相對測量不確定度大于Ca、Mg、Fe。Cu、Zn元素在人體含量比Ca、Mg、Fe低近3個(gè)數(shù)量級。濃度越低，越容易受到標(biāo)本中高濃度物質(zhì)的干擾，特別是溶血、脂血、黃疸等特殊血液標(biāo)本更容易產(chǎn)生干擾。而全血標(biāo)本較血清標(biāo)本的測量不確定度更大，可能與全血中的組成成分比血清中更多、更復(fù)雜，可能含有更多的潛在的干擾物質(zhì)。

實(shí)際測量過程相關(guān)聯(lián)的不確定度分量應(yīng)從接收樣品啟動(dòng)測量程序開始，至輸出測量結(jié)果終止。按本方法計(jì)算所得測量不確定度不確來源上主要包含了分析測量階段中各種影響組分（如操作人員、儀器、試劑、校準(zhǔn)品、質(zhì)控品、環(huán)境條件等）的變異。由于分析前、分析后等一些因素很難量化統(tǒng)計(jì)，該研究的測量不確定度未包括與分析前和分析后階段相關(guān)的，也未涵蓋由于人群生物學(xué)變異而產(chǎn)生的不確定度分量。實(shí)際的不確定度分量可能還要更高些。那么，我們?nèi)绾谓档挽o脈全血微量元素的不確定度呢。建議從以下幾個(gè)方面入手：①與儀器和試劑生產(chǎn)廠家溝通，促進(jìn)其改進(jìn)檢測儀器和試劑的性能。若不能解決，可更換精密度更高的檢測儀器和性能。②加強(qiáng)校準(zhǔn)，每批次測量均進(jìn)行校準(zhǔn)，防止因?qū)嶒?yàn)條件改變引起的校準(zhǔn)曲線的改變而影響檢驗(yàn)結(jié)果。③從實(shí)驗(yàn)室自身查找原因，制定適合自身實(shí)驗(yàn)室的不確定度目標(biāo)，逐步提高質(zhì)量和能力。加強(qiáng)人員培訓(xùn)和考核力度，特別是通過人員比對達(dá)到操作的準(zhǔn)確性和一致性，嚴(yán)格按照操作程序文件進(jìn)行操作，降低檢測人員之間產(chǎn)生的變異。④嚴(yán)密監(jiān)測實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件，如溫度、濕度和水質(zhì)等。保持實(shí)驗(yàn)室檢測條件的一致性和穩(wěn)定性。⑤加強(qiáng)與其他同級別或更高級別的實(shí)驗(yàn)室之間的比對，提高自身的檢測能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 連炬飛，王挺，曾麗，等.廣州地區(qū) 5 083 例兒童全血 5 種微量元素檢測結(jié)果分析[J].中國婦幼保健，2015，30（10）：1547-1550.

[2] 韓銳，武爽，哈斯提牙爾·杰恩斯.烏魯木齊地區(qū)1575例孕婦血液微量元素檢測結(jié)果分析[J].中國優(yōu)生與遺傳雜志，2015，23（8）：76-78.

[3] Joint Committee for Guides in Metrology.International vocabulary of basic and general terms in metrology[S].JCGM，2012.

[4] International Organization for standardization. 2012 ISO 15189.Medical Laboratory-particular Requirement on quality and competences.3rd ed. Geneva：ISO，2012.

[5] 吳纖愫，陳才軍，蔣蟬伊.火焰、石墨爐和氫化物發(fā)生-原子吸收光譜法測定化妝品中鉛含量的比較[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2015，25（9）：1326-1328.

[6] 楊振華.醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可與MU：ISO 15189：2012對MU要求的改變[J].中華臨床實(shí)驗(yàn)室管理電子雜志，2014，2（3）：31-33.

[7] Magnusson B，Ossowicki H，Rienitz O，et al. Routine internal- and external-quality control data in clinical laboratories for estimating measurement and diagnostic uncertainty using GUM principles[J].Scand J Clin Lab Invest，2012，72（3）：212-220.

[8] 呂京.常規(guī)臨床檢驗(yàn)結(jié)果不確定度的若干問題[J].臨床檢驗(yàn)雜志，2011，29（5）：322-323.

[9] 吳斌，李一松，賀勇，等. 25 項(xiàng)臨床生物化學(xué)指標(biāo)測量不確定度的評估[J]. 臨床檢驗(yàn)雜志，2012，30（5）：378-379.

（收稿日期：2018-01-10）