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順勢(shì)而為 | ICP-MS/MS 助力國(guó)家生物樣本監(jiān)測(cè)項(xiàng)目
一線有話說(shuō)
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微量元素
微量元素與人體健康密切相關(guān)。人體內(nèi)大多數(shù)酶含有一個(gè)或多個(gè)微量元素。有的微量元素是酶反應(yīng)中*的活化劑或抑制劑。微量元素在人體內(nèi)分布極不均勻,例如碘集中在甲狀腺,鐵集中在紅細(xì)胞,釩集中在脂肪組織,鈷集中在造血器官,鋅集中在肌肉組織等。微量元素的代謝情況可以通過(guò)分析血液、頭發(fā)或尿液中的濃度來(lái)判斷。電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)已經(jīng)成為測(cè)定人體生物樣本中的微量元素常用的工具,但在實(shí)際檢測(cè)中仍需攻克兩大難關(guān):一是基質(zhì)產(chǎn)生的多原子離子干擾;二是某些元素如砷、鎘、汞等的含量極低。ICP-MS 本身在人體生物樣本分析過(guò)程中也會(huì)遭遇挑戰(zhàn):基質(zhì)中的有機(jī)物在錐孔沉積導(dǎo)致信號(hào)抑制和漂移,需要定期維護(hù)。
獲取具有代表性的微量元素在人體生物樣本中暴露水平并評(píng)估其健康風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。2017 年,國(guó)家衛(wèi)健委疾控局組織國(guó)家基本公共衛(wèi)生服務(wù)項(xiàng)目——國(guó)家人體生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目(China-NHBP),在全國(guó)范圍內(nèi)開展現(xiàn)場(chǎng)流行病學(xué)調(diào)查和人體生物樣本中環(huán)境化學(xué)物質(zhì)檢測(cè),其中生物樣本中環(huán)境化學(xué)物質(zhì)內(nèi)暴露水平檢測(cè)是該項(xiàng)目關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。無(wú)錫市疾控中心從 2018 年啟動(dòng)人體生物監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè),先后建立了生物標(biāo)本中重金屬、陰陽(yáng)離子及多環(huán)芳烴代謝物等的檢測(cè)方法。2022 年 3 月,無(wú)錫市疾控中心實(shí)驗(yàn)室正式成為國(guó)家人體生物監(jiān)測(cè)項(xiàng)目重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,也是目前江蘇省內(nèi)唯一獲此認(rèn)可的地市級(jí)疾控中心實(shí)驗(yàn)室。
中心理化實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱理化室)于 2018 年底購(gòu)置 8900 型電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀(ICP-MS/MS),并實(shí)施人體生物樣本中微量元素檢測(cè)方法轉(zhuǎn)移。
相比傳統(tǒng)的 ICP-MS ,ICP-MS/MS 的靈敏度更高,檢出限更低,更加耐受血液、尿液等復(fù)雜基質(zhì)生物樣本長(zhǎng)期分析,部分元素如 As、Se 等使用反應(yīng)模式可以更*去除質(zhì)譜干擾,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度和精密度都得到保證。而且,儀器的日常維護(hù)成本也大幅下降。
目前理化室已建立酸稀釋 ICP-MS/MS 快速測(cè)定全血微量元素方法。使用 0.01% Trition-100+0.1% HNO3+0.2% 半胱氨酸為稀釋液,全血稀釋 20 倍上機(jī),使用串接(MS/MS)He 模式和 O2 模式消除質(zhì)譜干擾,測(cè)定鉻、錳、鈷、鎳、砷、硒、鉬、鎘、錫、銻、鉈、鉛、汞共 13 種元素。該方法簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確,可滿足突發(fā)性公共衛(wèi)生中毒事件或無(wú)機(jī)毒物快速檢測(cè)的要求。
考慮到世界各國(guó)目前普遍采用尿碘含量來(lái)評(píng)估人群碘營(yíng)養(yǎng)水平,但尿碘含量易受個(gè)體飲食、排尿量等條件影響。血中碘多以有機(jī)形式存在(蛋白結(jié)合碘),相比尿碘而言,血中碘不會(huì)立即隨個(gè)體飲食等外界飲食變化,更能真實(shí)反饋個(gè)人近期碘營(yíng)養(yǎng)水平,對(duì)個(gè)體碘缺乏病的防治以及甲狀腺疾病患者術(shù)后監(jiān)測(cè)有重要意義。由于碘在堿性條件下更穩(wěn)定,理化室開發(fā)了堿稀釋 ICP-MS/MS 快速測(cè)定全血中碘方法。使用 2% 氨水 +0.01% Trition-100 為稀釋液,該方法檢出限低、分析時(shí)間短。相較于標(biāo)準(zhǔn)方法(WS/T572-2017 血清中碘的測(cè)定砷鈰催化分光光度法)受環(huán)境溫度和反應(yīng)時(shí)間影響小,前處理縮短了 2 小時(shí)以上,并且有效減少環(huán)境誤差和人為誤差。
DOI: 10.3760/cma.j.cn231583-20190802-00211

結(jié)語(yǔ)
可以看到,ICP-MS/MS 作為人體生物樣本中微量元素檢測(cè)的有力工具,不僅將傳統(tǒng) ICP-MS 的多元素檢測(cè)優(yōu)點(diǎn)繼承下來(lái),而且將其耐高基質(zhì),抗強(qiáng)干擾的特點(diǎn)融入到樣本檢測(cè)中,為建立微量元素從食品、空氣和水等環(huán)境外暴露到人體內(nèi)暴露水平的完整檢測(cè)鏈條,為更好地開展環(huán)境與健康關(guān)系的研究提供有力的技術(shù)支撐。