血液透析水化學(xué)污染物檢測(cè)方法研究進(jìn)展

申 劍，武 婷，田海嬌，劉曉青，張 洪，劉文靜，焦 宏

(山西省分析科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

血液透析療法是治療尿毒癥和腎功能衰竭最常用的方法之一[1-2]。為保證治療效果，患者每次血液透析都需要消耗上百升水[3]。如果血液透析水質(zhì)量達(dá)不到血液透析治療用水標(biāo)準(zhǔn)要求，短期會(huì)引起患者身體不適，長期會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)各種并發(fā)癥，甚至威脅生命[4-5]。因此，嚴(yán)格把控血液透析水質(zhì)量指標(biāo)便成為了保證血液透析療效的關(guān)鍵前提。

血液透析水中化學(xué)污染物包括毒性污染物鋁、總氯、銅、氟化物、鉛、硝酸鹽、硫酸鹽、鋅；電解質(zhì)鈣、鎂、鉀、鈉；微量元素銻、砷、鋇、鈹、鎘、鉻、汞、硒、銀、鉈。依據(jù)中華人民共和國醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《血液透析及相關(guān)治療用水》(YY0572-2015)，血液透析水中化學(xué)污染物的最高允許濃度與推薦分析方法見第39頁表1[6]。雖然國家標(biāo)準(zhǔn)給出了血液透析水的檢測(cè)方法，但在操作便捷性、測(cè)試準(zhǔn)確度、分析靈敏度等方面仍有改進(jìn)空間，基于此本文重點(diǎn)介紹了國內(nèi)研究人員近些年有關(guān)血液透析水中化學(xué)污染物檢測(cè)方法所做出的努力與研究成果。

1 血液透析水中毒性污染物的檢測(cè)方法

目前研究證明易造成各類透析患者中毒或存在潛在毒性的化學(xué)污染物有8種。過多鋁在患者體內(nèi)富集，會(huì)引起腦神經(jīng)病變、貧血、骨骼疾病等；透析水中游離的氯具有潛在的高氧化性和可以轉(zhuǎn)化為氯胺的能力，而氯胺是典型致癌物；銅、鉛、鋅的毒性已被證明，其在人體內(nèi)積累到一定程度會(huì)使患者出現(xiàn)明顯的中毒癥狀，如腹痛、肌無力等；氟化物、硝酸鹽超限，會(huì)導(dǎo)致患者神經(jīng)系統(tǒng)紊亂、貧血等；血液透析水中硫酸鹽過高，會(huì)造成患者酸中毒，出現(xiàn)惡心、嘔吐等癥狀。

為嚴(yán)格控制血液透析水中上述毒性污染物含量，提高檢測(cè)效率與效果，研究人員開展了大量研究工作。李劍、周小迪等應(yīng)用Advance MIC-7 型離子色譜儀建立了同時(shí)測(cè)定血液透析水中F-、Cl-、NO3-、SO42-等5種離子含量的方法[7]，選用METROSEP A SUPP 4-250陰離子分離柱、METROSEP A SUPP 4/5 Guard 陰離子保護(hù)柱、MSM離子抑制器、1.8 mmol/L Na2CO3與1.7 mmol/L NaHCO3混合淋洗液、流量1.1 mL/min、量程25 μs/cm、進(jìn)樣量20 μL，在0.01 mg/L～10.00 mg/L濃度范圍內(nèi)F-、Cl-、NO3-、SO42-含量測(cè)定線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r>0.999，RSD范圍1.52%～3.08%，離子回收率范圍93.1%～112.1%。武婷、申劍等應(yīng)用Dionex ICS-1100型離子色譜儀亦建立了同時(shí)測(cè)定血液透析水中F-、NO3-、SO42-含量的方法[8]，選用IonPac AS19色譜柱、IonPac AG19型保護(hù)柱、DS6型電導(dǎo)檢測(cè)器、ASRS-300陰離子抑制器、12 mmol/L KOH淋洗液、流量1.0 mL/min、進(jìn)樣量25 μL，在0.004 mg/L～0.01 mg/L濃度范圍內(nèi)F-、NO3-、SO42-含量測(cè)定線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r≥0.999 8，RSD范圍0.26%～0.88%，離子平均回收率范圍98.0%～101.1%。袁利杰等應(yīng)用Thermo-X S Eries2型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)建立了快速測(cè)定血液透析水中Al、Cu、Pb、Zn等15種元素的方法[9]，選用碰撞池技術(shù)，碰撞氣為氫氦混合氣(93%氫氣、7%氦氣)、流量7.0 L/min，霧化氣流量0.97 L/min、輔助氣流量0.8 L/min、冷卻氣流量13.0 L/min，正向功率1 200 W、采樣深度150 L/min、測(cè)定點(diǎn)數(shù)/峰為3、掃描方式跳峰，Al、Cu、Pb、Zn的檢出限依次為0.156 ng/mL、0.033 ng/mL、0.018 ng/mL、0.045 ng/mL，相關(guān)系數(shù)均為r=0.999 9，RSD依次為1.3%、2.0%、1.2%、2.4%。郭捷等應(yīng)用Nex ION 300X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀建立了同時(shí)測(cè)定血液透析水中Al、Cu、Pb、Zn等15種元素的方法[10]，等離子體流量18 L/min、霧化氣流量0.95 L/min、輔助氣流量1.2 L/min，射頻功率1 600 W、重復(fù)次數(shù)3、掃描方式跳峰、積分時(shí)間1 000 ms，Al、Cu、Pb、Zn的檢出限依次為0.003 9 μg/L、0.011 μg/L、0.003 1 μg/L、0.029 μg/L，相關(guān)系數(shù)r>0.999(除Zn外剩余3種元素r>0.9999)，RSD依次為4.7%、3.5%、4.8%、3.9%，回收率依次為104.1%、97.3%、98.6%、96.4%。

表1 血液透析水中化學(xué)污染物最高允許值及推薦分析方法

2 血液透析水中電解質(zhì)的檢測(cè)方法

血液透析水中某些電解質(zhì)過量容易引起患者體內(nèi)生理物質(zhì)失衡，最常見的有4種：鈉可調(diào)節(jié)人體內(nèi)液體滲透壓、酸堿平衡及電解質(zhì)平衡等，透析水中鈉過量易造成患者出現(xiàn)顫抖、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、驚厥、癲癇等高鈉血癥狀；鉀主要起到維持人體心肌和神經(jīng)肌應(yīng)激性的作用，透析水中鉀過量易引起患者心律失常、肌肉酸痛、四肢乏力，嚴(yán)重時(shí)可能發(fā)生窒息；鎂參與人體糖代謝，維持呼吸酶活性，是保持機(jī)體正常運(yùn)行必不可少的輔助因子，透析水中鎂過量易導(dǎo)致患者出現(xiàn)嘔吐、頭痛、昏睡、昏迷等高鎂血癥狀；鈣主要維持人體神經(jīng)傳導(dǎo)、肌肉伸縮等神經(jīng)-肌肉傳導(dǎo)功能，透析水中鈣過量易促使患者出現(xiàn)厭食、嘔吐、乏力、嗜睡甚至昏迷等癥狀。

要精確把控血液透析水中電解質(zhì)含量，開發(fā)快捷高效的檢測(cè)方法勢(shì)在必行。張桂香報(bào)道了一種離子色譜法檢測(cè)血液透析液中Na、K、Mg、Ca的方法[11]，選用美國戴安ICS-1000型離子色譜儀、Ionpac CS12A保護(hù)柱、Ionpac CG12A分離柱、CERS抑制器、電導(dǎo)檢測(cè)器、流速1.0 mL/min、柱溫30 ℃、池溫35 ℃、保留時(shí)間14 min、甲烷磺酸淋洗液濃度20 mmol/L，Na、K、Mg、Ca檢出限依次為0.009、0.019、0.014、0.026 mg/L，相關(guān)系數(shù)r>0.999 5，RSD為1.67%～2.39%，回收率為96.3% ～108.0%。郭捷、袁利杰等亦介紹了采用ICP-MS法測(cè)定血液透析水中電解質(zhì)元素的方法[9-10]，其中，郭捷等運(yùn)用Nex ION 300X型ICP-MS儀實(shí)現(xiàn)了快速測(cè)定血液透析水中Na、K、Mg、Ca元素含量，K、Ca、Na、Mg檢出限依次為7.5、0.97、0.085、0.071 μg/L，相關(guān)系數(shù)r>0.999 9，RSD依次為3.6%、4.3%、1.0%、2.5%，回收率依次為97.6%、100.3%、103.5%、98.0%；袁利杰等運(yùn)用Thermo-X S Eries2型ICP-MS儀實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定血液透析水中Mg、K、Ca元素含量，Mg、K、Ca的檢出限依次為0.165、0.138、0.126 ng/mL，相關(guān)系數(shù)均為r≥0.999(除Ca外剩余2種元素r≥0.999 9)，RSD依次為1.5%、3.1%、5.2%。

3 血液透析水中微量元素的檢測(cè)方法

微量元素雖對(duì)人體具有或潛在具有強(qiáng)大的生物科學(xué)作用，但超過一定限值仍會(huì)導(dǎo)致機(jī)體中毒。由于血液透析治療使用水量大大超過常人攝入水量，若血液透析水中銻、砷、鋇等10種微量元素超量可能會(huì)在患者血液中形成蛋白質(zhì)結(jié)合物，從而產(chǎn)生微量元素富集，導(dǎo)致患者出現(xiàn)中毒癥狀。

為精確掌握血液透析水中微量元素含量，增強(qiáng)血液透析治療安全性，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)參照國家醫(yī)藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了不少微量元素檢測(cè)改進(jìn)工作。董明等采用碰撞池-電感耦合等離子體質(zhì)譜法實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定血液透析水中Be、Cr、As、Cd、Ba、Tl、Pb、Sb、Hg、Cu十種元素含量，其中，有8種為微量元素[12]。該法選用Agilent 7500ce型四級(jí)桿ICP-MS儀，射頻功率1 400 kW、等離子體氣15.0 L/min、輔助氣0.25 L/min、載氣0.85 L/min、蠕動(dòng)泵流速0.85 r/min、提取透鏡Ⅰ2.0 V、提取透鏡Ⅱ-105 V、采樣深度8.0 mm、掃描模式Full quant、采集次數(shù)3次，Be、Cr、As、Cd、Ba、Tl、Sb、Hg的檢出限依次為0.002、0.007、0.021、0.015、0.002、0.069、0.011、0.019 μg/L，相關(guān)系數(shù)r>0.999，RSD為0.57%～10.76%、回收率為85%～106.9%(每種元素分別配制3種不同加標(biāo)濃度溶液，每組平行測(cè)定6次取平均值)。郭捷、袁利杰等亦介紹了采用ICP-MS法測(cè)定血液透析水中某些微量元素的方法[9-10]，其中，郭捷等運(yùn)用Nex ION 300X型ICP-MS儀實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定血液透析水中Ba、As、Ag、Cd、Cr、Se、Sb元素含量，Ba、As、Ag、Cd、Cr、Se、Sb的檢出限依次為0.004 7、0.006 5、0.006 5、0.001 3、0.033、0.043、0.002 4 mg/L，相關(guān)系數(shù)均為r>0.999，RSD依次為2.9%、5.6%、3.8%、3.4%、3.7%、5.2%、4.8%；袁利杰等運(yùn)用Thermo-X S Eries2型ICP-MS儀實(shí)現(xiàn)了同時(shí)測(cè)定血液透析水中Cr、As、Se、Ag、Cd、Ba、Hg元素含量，Cr、As、Se、Ag、Cd、Ba、Pb、Hg的檢出限依次為0.012、0.030、0.144、0.030、0.009、0.033、0.036 ng/mL，相關(guān)系數(shù)均為r>0.999(除Hg外剩余7種元素r≥0.999 9)，RSD依次為1.7%、2.4%、3.1%、1.1%、2.1%、1.4%、5.1%。

4 結(jié)論及展望

血液透析水中化學(xué)污染物的準(zhǔn)確檢測(cè)是關(guān)乎血液透析療效和患者生命安全的關(guān)鍵因素，近年來科研工作者在該領(lǐng)域的努力嘗試為更加準(zhǔn)確高效的檢測(cè)相關(guān)污染物提供了可能。綜合上述文獻(xiàn)，離子色譜法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣，同時(shí)測(cè)定F-、Cl-、NO3-、SO42-四種陰離子含量；ICP-MS法也已實(shí)現(xiàn)一次進(jìn)樣，同時(shí)測(cè)定Al、Cu、Pb、Zn、Na、K、Mg、Ca、Ba、As、Ag、Cd、Cr、Se、Sb 或 Al、Cu、Pb、Zn、Mg、K、Ca、Cr、As、Se、Ag、Cd、Ba、Hg 或 Be、Cr、As、Cd、Ba、Tl、Pb、Sb、Hg、Cu 元素含量，全部覆蓋了化學(xué)污染物中的所有元素。因此，血液透析水中化學(xué)污染物的定性定量檢測(cè)基本可通過離子色譜與ICP-MS兩類儀器配合使用解決，這或許是下一步相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)的方向。