血清電解質(zhì)鈉、鉀、鎂、鈣離子正確度驗(yàn)證物質(zhì)的定值及應(yīng)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(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽(yáng)醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京 100020；2.河北燕達(dá)醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室，河北三河 065201；3.北京醫(yī)院檢驗(yàn)科，北京 100730；4.北京市臨床檢驗(yàn)中心，北京 100021 )

電解質(zhì)是人體體液的主要組成成分，參與機(jī)體許多重要的生理和生化過(guò)程。血清電解質(zhì)包括陽(yáng)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(cè)對(duì)于水、電解質(zhì)代謝紊亂和酸堿失衡的診斷發(fā)揮重要作用，對(duì)某些危重病例的機(jī)體狀態(tài)的監(jiān)測(cè)也是不可或缺。目前臨床常規(guī)檢測(cè)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(lán)染料結(jié)合法,Ca離子主要采用偶氮胂Ⅲ法、鄰鉀酚酞絡(luò)合銅法及脲酰胺酶活性恢復(fù)法。但是常規(guī)方法檢測(cè)結(jié)果間差異大，為了實(shí)現(xiàn)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性基礎(chǔ)上的可比，基于參考系統(tǒng)的量值溯源是達(dá)到此目的的有效途徑[1-6]。 室間質(zhì)量評(píng)價(jià)指利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)，按照預(yù)先制定的準(zhǔn)則評(píng)價(jià)參加者的能力?？勺鳛橐环N質(zhì)量控制工具可以幫助實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)其自身存在的質(zhì)量問(wèn)題，促使臨床實(shí)驗(yàn)室采取相應(yīng)的措施提高檢驗(yàn)質(zhì)量[7-9]。分析系統(tǒng)(又稱分析方法)的準(zhǔn)確度、正確度性能驗(yàn)證是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(International Standardization Organization，ISO)15189[10]認(rèn)可中明文要求的內(nèi)容。良好的準(zhǔn)確度和正確度是保證分析系統(tǒng)檢驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可比的前提，因此對(duì)分析系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和正確度的評(píng)價(jià)非常重要。本研究旨在通過(guò)國(guó)際臨床化學(xué)聯(lián)合會(huì)(International Federation of Clinical Chemistry，IFCC)推薦血清陽(yáng)離子的參考方法[11]，采用互通性好的人血為檢測(cè)標(biāo)本，發(fā)放到北京市臨床實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行正確度驗(yàn)證，對(duì)回報(bào)結(jié)果進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)各臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可比性，從而幫助各家實(shí)驗(yàn)室識(shí)別發(fā)現(xiàn)檢測(cè)質(zhì)量問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)改正，以提高實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)質(zhì)量，為檢測(cè)結(jié)果互認(rèn)提供數(shù)據(jù)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(guó)Sigma-Aldrich公司生產(chǎn)；美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)鈉標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)(standard reference material，SRM)919b、鉀(SRM 918b)、鎂(SRM 929a)、鈣(SRM 915b)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；實(shí)驗(yàn)室用水為去離子水。美國(guó)Thermo Fisher公司Dionex ICS-1100離子色譜儀；CEM MarsXpress微波消解儀；美國(guó)Millipore公司0.20 μm針筒式濾膜過(guò)濾器(批號(hào)SLLHC13NL)； Sartorius LA 120S電子天平；上海治宇醫(yī)療器械有限公司1 mL一次性使用無(wú)菌注射器；Milli-Q凈化水裝置。

1.2 正確度驗(yàn)證物質(zhì)

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

1.3 標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，溶于200 mL 0.2%(體積分?jǐn)?shù))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(biāo)準(zhǔn)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(cè)定上述配置好的鈉、鉀、鎂、鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液建立相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。測(cè)定樣本中4種陽(yáng)離子濃度，每天1個(gè)批次，3個(gè)水平，重復(fù)測(cè)定5次，連續(xù)3 d，分別計(jì)算均值和標(biāo)準(zhǔn)差。定值結(jié)果采用“靶值(X)±不確定度(U)”表示。

1.5 正確度驗(yàn)證

表1 臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)計(jì)劃要求

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Microsoft excel 2016軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析，以相關(guān)系數(shù)R2進(jìn)行相關(guān)性描述。

2 結(jié)果

2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

采用內(nèi)標(biāo)法，峰面積定量，以待測(cè)元素與內(nèi)標(biāo)峰面積比值為縱坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的電解質(zhì)鈉、鉀、鎂、鈣濃度為橫坐標(biāo)，分別建立鈉、鉀、鎂、鈣標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，相關(guān)系數(shù)R2的范圍為0.999 5～0.999 8，詳見(jiàn)圖1。

圖1 鈉、鉀、鎂、鈣標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.1 Standard working curve of sodium, potassium, magnesium, and calcium

2.2 正確度驗(yàn)證物質(zhì)定值

經(jīng)過(guò)離子色譜法測(cè)定，3個(gè)批號(hào)鈉、鉀、鎂、鈣正確度驗(yàn)證物質(zhì)定值、標(biāo)準(zhǔn)差及不確定度結(jié)果見(jiàn)表2?？偛淮_定度由測(cè)量不確定度、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度、均勻性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性等引入的不確定度合成。

表 2 鈉、鉀、鎂、鈣正確度驗(yàn)證物質(zhì)定值結(jié)果

2.3 正確度驗(yàn)證分析

正確度驗(yàn)證調(diào)查分析中鈉、鉀和鈣離子共有23家臨床實(shí)驗(yàn)室回報(bào)了結(jié)果，鎂離子共有18家臨床實(shí)驗(yàn)室回報(bào)了結(jié)果。以臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)計(jì)劃中電解質(zhì)正確度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，其中3個(gè)批號(hào)Na離子的正確度通過(guò)率分別為86.96%～95.65%,K離子正確度通過(guò)率分別為69.57%～95.65%,Mg離子正確度通過(guò)率分別為78.26%～91.3%,Ca離子正確度通過(guò)率分別為60.87%～69.57%。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)室鈉、鉀、鎂、鈣離子檢測(cè)均值、標(biāo)準(zhǔn)差(SD)及與參考方法賦值結(jié)果的偏移，分別采用TER和TEW公式計(jì)算實(shí)驗(yàn)室總誤差，結(jié)果見(jiàn)表3～6。

表3 23家臨床實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測(cè)定血清鈉結(jié)果分析

表4 23家臨床實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測(cè)定血清鉀結(jié)果分析

續(xù)表4

表5 18家臨床實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測(cè)定血清鎂離子結(jié)果分析

表6 23家臨床實(shí)驗(yàn)室常規(guī)測(cè)定血清鈣結(jié)果分析

以臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)計(jì)劃中鈉、鉀、鎂、鈣分析質(zhì)量目標(biāo)中的允許總誤差(allowable total error，TEa)作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)參加實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)每個(gè)批號(hào)樣本分別經(jīng)過(guò)TER和TEW兩種模型計(jì)算的通過(guò)率，即所有參加實(shí)驗(yàn)室中TER和TEW結(jié)果分別低于TEa所占的比率。在估計(jì)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)水平方面，若以每個(gè)批號(hào)樣本15個(gè)結(jié)果全部100%滿足正確度要求為實(shí)驗(yàn)室最高檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，TEW計(jì)算和實(shí)驗(yàn)室滿足最高標(biāo)準(zhǔn)比率(100%通過(guò)率)相近。TER和實(shí)驗(yàn)室的一般檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)(15個(gè)結(jié)果中9個(gè)通過(guò))60%通過(guò)率相近，結(jié)果見(jiàn)表7。

表7 鈉、鉀、鎂、鈣離子通過(guò)率

3 討論

正確度驗(yàn)證計(jì)劃作為室間質(zhì)量評(píng)價(jià)的一種形式，是將經(jīng)過(guò)參考方法準(zhǔn)確定值的互通性物質(zhì)發(fā)放到常規(guī)實(shí)驗(yàn)室，采用參考方法確定靶值評(píng)價(jià)常規(guī)實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)結(jié)果的正確性[13]。其目的是將參考方法的準(zhǔn)確性傳遞到常規(guī)檢驗(yàn)中，推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。因此，正確度驗(yàn)證物質(zhì)的定值十分重要，其定值的準(zhǔn)確度將直接影響到室間質(zhì)評(píng)的效果。參考測(cè)量不同于常規(guī)檢驗(yàn)，其原理、技術(shù)和質(zhì)量要求等均與常規(guī)檢驗(yàn)明顯不同，是臨床檢驗(yàn)的“標(biāo)準(zhǔn)”，因此對(duì)特異度、敏感度、精密度和準(zhǔn)確度有更高的要求。本研究建立的血清電解質(zhì)離子色譜參考方法，將美國(guó)NIST鈉(SRM 919b)、鉀(SRM 918b)、鎂(SRM 929a)、鈣(SRM 915b)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配置不同濃度鈉、鉀、鎂、鈣的復(fù)合離子校準(zhǔn)溶液，采用5點(diǎn)定標(biāo)法建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，保證所建方法可溯源至SI單位。同時(shí)在定值實(shí)驗(yàn)中，對(duì)每個(gè)濃度水平，每天1個(gè)批次分別測(cè)定5次，連續(xù)3 d，得到15個(gè)數(shù)據(jù)的平均值為室間質(zhì)評(píng)樣本的靶值，這樣充分考慮到了批內(nèi)不精密度及室內(nèi)不精密度，使定值結(jié)果更加可靠。

正確度又稱為真實(shí)度，定義為無(wú)限多次測(cè)量的均值與真值的接近程度，反映測(cè)定系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。鈉、鉀、鎂、鈣項(xiàng)目正確度評(píng)價(jià)允許偏差分別為±2.0%、±3.0%、±7.5%和±2.5%。從各家實(shí)驗(yàn)室回報(bào)的正確度結(jié)果來(lái)看，不同實(shí)驗(yàn)室4種陽(yáng)離子測(cè)定的差異較大。鈉和鎂正確度通過(guò)率最高，其通過(guò)率分別在86.96%～95.65%和78.26%～91.30%；鈣正確度驗(yàn)證通過(guò)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(jié)果相近，且從實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)分析，沒(méi)有通過(guò)驗(yàn)證的臨床實(shí)驗(yàn)室存在一定的正偏差或負(fù)偏差，對(duì)此可以通過(guò)多次參加室間質(zhì)評(píng)，從而使得測(cè)定結(jié)果更加準(zhǔn)確。

在評(píng)價(jià)常規(guī)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度時(shí)，主要采用“自上而下”的評(píng)估方法，應(yīng)采用6個(gè)月或更長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，涵括檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)的不確定度分量，如不同的試劑批號(hào)、校準(zhǔn)品批號(hào)、操作者、操作條件變化、日間、月間等分量，是一個(gè)全面的不確定度[16-17]，但是此評(píng)價(jià)過(guò)程較為繁瑣，工作量較大。所以需要一個(gè)簡(jiǎn)單的模型，來(lái)估算實(shí)驗(yàn)室總誤差，而協(xié)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(shí)驗(yàn)室總誤差模型計(jì)算公式中包含了偏倚(Bias)和標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)，計(jì)算方式不同。一些文獻(xiàn)報(bào)道在定義和計(jì)算偏倚和精密度術(shù)語(yǔ)時(shí)使用了不同的方法[18-20]，例如對(duì)精密度估算方法，不同研究分別采用了簡(jiǎn)單的重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密度，以及包括多個(gè)試劑批次和校準(zhǔn)周期在內(nèi)的長(zhǎng)期精密度等。本實(shí)驗(yàn)中的Westgard模型相比于協(xié)方差模型更能反映實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)水平，而協(xié)方差模型結(jié)果僅與60%通過(guò)率結(jié)果相近，所以推薦臨床實(shí)驗(yàn)室在測(cè)定血清陽(yáng)離子時(shí)使用Westgard模型估算總誤差。本研究發(fā)現(xiàn)，例如鉀離子的正確度驗(yàn)證通過(guò)率低，而Westgard模型的通過(guò)率較高，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)室的精密度良好，但存在一定的系統(tǒng)偏差。

綜上所述，部分參加實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)鉀離子和鈣離子的正確度還需要進(jìn)一步提高。采用參考方法賦值的正確度驗(yàn)證物質(zhì)，對(duì)臨床實(shí)驗(yàn)室常規(guī)方法進(jìn)行正確度和總誤差評(píng)價(jià)，能夠監(jiān)測(cè)臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)質(zhì)量，幫助臨床實(shí)驗(yàn)室及廠家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)改進(jìn)，從而為臨床患者提供準(zhǔn)確可比的檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)一步促進(jìn)臨床電解質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)化。