質(zhì)控圖在測定血液中乙醇含量時(shí)的應(yīng)用

劉玉波,王愛民,陳順琴,黃 江,王 杰,羅 鵬*,朱發(fā)澤

(1.貴州醫(yī)科大學(xué) 法醫(yī)學(xué)院,貴陽 550004;2.貴州醫(yī)科大學(xué) 法醫(yī)司法鑒定中心,貴陽 550004)

乙醇是一種腦脊髓功能障礙性毒物,對腦脊髓的結(jié)構(gòu)和功能具有嚴(yán)重的損害作用。研究表明,飲酒后,由于乙醇的麻醉作用,人的中樞神經(jīng)活動(dòng)會(huì)變得遲鈍,并延及運(yùn)動(dòng)神經(jīng)和末梢神經(jīng),使手足活動(dòng)遲緩,生理機(jī)能減退,視力、聽力等感知能力下降[1]。長期大量飲酒會(huì)造成心、腦、肝、腎、周圍神經(jīng)的損害,并出現(xiàn)乙醇中毒,幻覺、人格障礙等精神癥狀[2]。近年來,酒后駕車和乙醇中毒事件日益增多,人體中乙醇含量的測定是診斷和治療乙醇中毒性疾病及對酒后引發(fā)的交通事故和刑事案件分析裁定的重要依據(jù)。我國交通法規(guī)定,駕駛員在其血液中乙醇質(zhì)量濃度為0.20～0.80 g·L－1時(shí)的駕駛行為為酒后駕車,乙醇質(zhì)量濃度不小于0.80 g·L－1的駕駛行為為醉酒駕車?！熬岂{”“醉駕”是當(dāng)前道路交通事故的主要肇事原因之一,也是備受人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一,每年因“酒駕”或“醉駕”引發(fā)的交通事故屢見不鮮。因此,血液中乙醇含量的準(zhǔn)確測定顯得尤為重要。

血液中乙醇含量的測定方法主要有GA/T 1073－2013《生物樣品血液、尿液中乙醇、甲醇、正丙醇、乙醛、丙酮、異丙醇和正丁醇的頂空-氣相色譜檢驗(yàn)方法》[3]、GA/T 842－2019《血液酒精含量的檢驗(yàn)方法》[4]及GB 19522－2010《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗(yàn)》[5],相關(guān)文獻(xiàn)研究也特別多[6-14]。以上方法均采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量,一旦標(biāo)準(zhǔn)曲線失效,檢測系統(tǒng)也會(huì)失效,而質(zhì)控圖作為核查檢測系統(tǒng)有效性的方法之一[15-20],具有直觀、簡便的特性,主要用于評估檢測數(shù)據(jù)是否處于受控狀態(tài),在分析測試的質(zhì)量控制中應(yīng)用極為廣泛,但還未發(fā)現(xiàn)其在血液中乙醇含量測定的質(zhì)量控制中應(yīng)用的報(bào)道。鑒于此,本工作建立了血液中乙醇含量測定的質(zhì)控圖,以期為相關(guān)檢測的質(zhì)量控制提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

Bruker Scion-456型氣相色譜儀,配有氫火焰離子化檢測器(FID)、SHS-40 型自動(dòng)頂空進(jìn)樣器、20 mL頂空瓶;GA-2000A 型低噪聲空氣泵;SPH-300型高純氫氣發(fā)生器;ME 204型電子分析天平;Direct-Q?3UV 型超純水系統(tǒng)。

乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:10 g·L－1,介質(zhì)為水。

乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液系列:質(zhì)量濃度分別為0.1,0.2,0.4,0.8,1.0,2.0,3.0 g·L－1,于4 ℃保存。

叔丁醇內(nèi)標(biāo)溶液:40 mg·L－1,稱取叔丁醇0.04 g,用水溶解并定容至1 L 容量瓶中,配制成質(zhì)量濃度為40 mg·L－1的叔丁醇內(nèi)標(biāo)溶液。

乙醇質(zhì)控溶液:取10 g·L－1的乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液1.0 mL,置于10 mL 容量瓶中,用水稀釋至刻度,得1.0 g·L－1的乙醇質(zhì)控溶液。

叔丁醇為分析純;試驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 儀器工作條件

1)自動(dòng)頂空條件 爐溫65 ℃;樣品瓶加熱平衡時(shí)間10 min,定量環(huán)溫度105 ℃,傳輸管線溫度110℃;加壓時(shí)間0.1 min,定量環(huán)充滿時(shí)間0.1 min,定量環(huán)平衡時(shí)間0.1 min,進(jìn)樣時(shí)間1 min,進(jìn)樣量1 mL。

2)氣相色譜條件 DB-ACL1色譜柱(30 m×0.32 mm,1.8μm);進(jìn)樣口溫度150 ℃;分流進(jìn)樣,分流比為5∶1;載氣為氮?dú)?純度大于99.999%;流量2.0 mL·min－1;檢測器溫度250℃;尾吹氣流量25 mL·min－1,氫氣流量35 mL·min－1,空氣流量300 mL·min－1。柱升溫程序:初始溫度40 ℃,保持5 min;以60 ℃·min－1速率升溫至100 ℃,保持3 min。

1.3 試驗(yàn)方法

分別取乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液系列0.1 mL,置于20 mL頂空瓶中,再加入0.5 mL 叔丁醇內(nèi)標(biāo)溶液,蓋上瓶蓋,迅速用封口鉗將其密封,混勻,按儀器工作條件測定,同時(shí)測定乙醇質(zhì)控溶液。

按照試驗(yàn)方法分析乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液系列和乙醇質(zhì)控溶液,連續(xù)試驗(yàn)20 d。按照GA/T 842－2019繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果顯示,乙醇的質(zhì)量濃度在0.1～3.0 g·L－1內(nèi)與其對應(yīng)的峰面積與叔丁醇峰面積比值呈線性關(guān)系,其他線性參數(shù)和質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)見表1。

表1 線性參數(shù)和質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)Tab.1 Linearity parameters and quality control data

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜行為

按照儀器工作條件對含40 mg·L－1叔丁醇和1.0 g·L－1乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行分析,乙醇與叔丁醇的色譜圖見圖1。

圖1 乙醇和叔丁醇的色譜圖Fig.1 Chromatogram of ethanol and tert-butyl alcohol

2.2 質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)可靠性的檢驗(yàn)

2.2.1 數(shù)據(jù)頻率分布圖

以每組4個(gè)數(shù)據(jù)的設(shè)定將質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)按照從小到大順序分成5組,以最大值、最小值和組距確定組界限值。其中最大值和最小值為1.032,0.952 g·L－1,以極差與組數(shù)的比值計(jì)算組距(0.016 g·L－1),以最小值0.952 g·L－1減去0.000 5 g·L－1確認(rèn)第1組組界下限。將乙醇質(zhì)控結(jié)果落在每組內(nèi)的個(gè)數(shù)定為頻數(shù),頻數(shù)與總次數(shù)的比值定為頻率。各組含量范圍、頻數(shù)和頻率結(jié)果見表2。

表2 質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)頻率分布表Tab.2 Frequency distribution of quality control data

以組號為橫坐標(biāo),其對應(yīng)的頻率為縱坐標(biāo)繪制頻率分布圖,結(jié)果見圖2。

圖2 頻率分布直方圖Fig.2 Frequency distribution histogram

由圖2可知,乙醇質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)的分布呈現(xiàn)中間多兩邊少的規(guī)律,在平均值附近的組出現(xiàn)的頻率高,與平均值相差較大的組出現(xiàn)的頻率低,說明質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)的分布既具有分散性又具有集中趨勢的特點(diǎn),符合誤差分析要求,可以用來繪制血液中乙醇測定的質(zhì)控圖。當(dāng)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)量足夠大時(shí),頻率分布曲線將接近于一條平滑曲線,頻率分布也更趨近于正態(tài)分布。

2.2.2 相對誤差

計(jì)算與平均值相差較大的3 個(gè)數(shù)據(jù)0.966,0.952,1.032 g·L－1的相對誤差,其絕對值均小于5%,表明所有質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)均滿足GA/T 842－2019的乙醇含量測定要求。說明20組質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)均是可靠的,可以用于質(zhì)控圖的繪制。

2.2.3 質(zhì)控圖的繪制

以貝賽爾公式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差(s),控制上限(UCL)、控制下限(LCL)、警告上限(UWL)、警告下限(LWL)、中心線(CL)數(shù)值的計(jì)算公式分別為,所得結(jié)果分別為1.078,0.904,1.049,0.933,0.991 g·L－1,繪制的質(zhì)控圖見圖3。

圖3 質(zhì)控圖Fig.3 Quality control profile

2.2.4 質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量的評價(jià)

將質(zhì)控圖分為6 個(gè)區(qū)域,由上到下分別為A、B、C、C、B和A 區(qū),上、下A 區(qū)為UCL、LCL以外的區(qū)域,兩個(gè)B 區(qū)為UCL 和UWL 之間及LCL 和LWL之間的區(qū)域,上、下C 區(qū)為UWL 和CL 之間及LWL和CL之間的區(qū)域。當(dāng)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)處于以下8種情況時(shí),屬于異常狀態(tài):①至少1點(diǎn)落在A 區(qū)內(nèi);②連續(xù)9點(diǎn)處于CL同一側(cè);③連續(xù)14點(diǎn)中的相鄰點(diǎn)呈上下交替分布;④連續(xù)6點(diǎn)呈遞增或遞減分布;⑤連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在CL 同一側(cè)的B區(qū)內(nèi);⑥連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在CL同一側(cè)的C 區(qū)以外;⑦連續(xù)8點(diǎn)落在CL 兩側(cè)且無一在B 區(qū)內(nèi);⑧連續(xù)15點(diǎn)落在CL 兩側(cè)的C 區(qū)內(nèi)。當(dāng)系列質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)存在可疑情況①時(shí),說明結(jié)果失控,應(yīng)分析失控原因;存在可疑情況②、③、④時(shí),說明檢測系統(tǒng)存在系統(tǒng)誤差,應(yīng)從分析方法、儀器及其所屬設(shè)備、試劑等方面查找誤差來源;存在可疑情況⑤、⑥、⑦時(shí),說明檢測人員操作存在問題,需分析原因并重新試驗(yàn);存在可疑情況⑧時(shí),說明質(zhì)控圖所選數(shù)據(jù)不合理,應(yīng)重新試驗(yàn)并建立質(zhì)控圖。如果系列質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)不存在這8種異常情況,就說明結(jié)果不存在可疑情況,檢測狀態(tài)正常。

2.3 質(zhì)控圖的應(yīng)用

在實(shí)際應(yīng)用質(zhì)控圖時(shí),發(fā)生了一起異常情況和一起結(jié)果失控的情況,本實(shí)驗(yàn)室及時(shí)分析了原因并采取了糾正措施,使檢測結(jié)果重新恢復(fù)正?；蚴芸貭顟B(tài)。

1)結(jié)果異常情況 2019年4月連續(xù)10次的質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)0.989,0.988,0.938,0.990,0.943,0.978,0.969,0.962,0.947,0.987 g·L－1落在CL 同一側(cè),屬于異常情況②。應(yīng)從分析方法、儀器及其所屬設(shè)備、試劑等方面查找原因并采取糾正措施,同時(shí)還要對這段時(shí)間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證,查看其相對誤差的絕對值是否在5%范圍內(nèi)。

試驗(yàn)重新制作了標(biāo)準(zhǔn)曲線,并核查了儀器靈敏度以及氫氣發(fā)生器、空氣發(fā)生器等設(shè)備,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氫氣純度不夠,導(dǎo)致氫氣和空氣燃燒生成的氫火焰不能使目標(biāo)物完全化學(xué)電離,信號響應(yīng)偏低。因此,于2019年4月31日更換氫氣發(fā)生器,經(jīng)過10次連續(xù)考察,發(fā)現(xiàn)異常情況②已解決,檢測結(jié)果恢復(fù)正常狀態(tài)。

2)結(jié)果失控情況 2020年本實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)一名檢測人員,在其能力考核階段,測得血液中乙醇的質(zhì)控結(jié)果為0.891 g·L－1,低于LCL,繼續(xù)進(jìn)行3次重復(fù)檢測,所得結(jié)果分別為0.901,0.876,0.789 g·L－1,又進(jìn)行了人員比對試驗(yàn),該新進(jìn)人員和老員工的檢測結(jié)果分別為0.893,0.875 g·L－1,均處于失控狀態(tài)。對儀器及其所屬設(shè)備、試劑等進(jìn)行了核查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)該新進(jìn)人員在配制乙醇質(zhì)控溶液時(shí)未檢查乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的有效期,誤用了已過期的乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,進(jìn)而導(dǎo)致質(zhì)控結(jié)果的失控,后重新配制了乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液,質(zhì)控結(jié)果恢復(fù)可控狀態(tài)。

3 結(jié)語

質(zhì)控圖在血液中乙醇含量檢測的質(zhì)量控制中發(fā)揮了重要作用:可直觀判定分析過程是否處于受控狀態(tài);能及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中存在的數(shù)據(jù)波動(dòng)情況,進(jìn)而判斷是否存在因人員變動(dòng)、技術(shù)更新、試劑更換、操作失誤、儀器或其所屬設(shè)備狀態(tài)異常等出現(xiàn)的誤差,保證結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性;可減少方法核查時(shí)造成的時(shí)間及試劑的耗費(fèi),及時(shí)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)過程中存在的問題并采取糾正措施加以控制。因此,可將該質(zhì)控圖推廣至化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)定量分析中,以提高實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量管理水平。