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順勢而為 | ICP-MS/MS 助力國家生物樣本監(jiān)測項目
一線有話說
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微量元素
微量元素與人體健康密切相關。人體內(nèi)大多數(shù)酶含有一個或多個微量元素。有的微量元素是酶反應中*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分析血液、頭發(fā)或尿液中的濃度來判斷。電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）已經(jīng)成為測定人體生物樣本中的微量元素常用的工具，但在實際檢測中仍需攻克兩大難關：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程中也會遭遇挑戰(zhàn)：基質(zhì)中的有機物在錐孔沉積導致信號抑制和漂移，需要定期維護。
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估其健康風險具有重要意義。2017 年，國家衛(wèi)健委疾控局組織國家基本公共衛(wèi)生服務項目——國家人體生物監(jiān)測項目（China-NHBP），在全國范圍內(nèi)開展現(xiàn)場流行病學調(diào)查和人體生物樣本中環(huán)境化學物質(zhì)檢測，其中生物樣本中環(huán)境化學物質(zhì)內(nèi)暴露水平檢測是該項目關鍵環(huán)節(jié)之一。無錫市疾控中心從 2018 年啟動人體生物監(jiān)測實驗室的建設，先后建立了生物標本中重金屬、陰陽離子及多環(huán)芳烴代謝物等的檢測方法。2022 年 3 月，無錫市疾控中心實驗室正式成為國家人體生物監(jiān)測項目重點實驗室，也是目前江蘇省內(nèi)唯一獲此認可的地市級疾控中心實驗室。
中心理化實驗室（以下簡稱理化室）于 2018 年底購置 8900 型電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀（ICP-MS/MS），并實施人體生物樣本中微量元素檢測方法轉(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、尿液等復雜基質(zhì)生物樣本長期分析，部分元素如 As、Se 等使用反應模式可以更*去除質(zhì)譜干擾，數(shù)據(jù)準確度和精密度都得到保證。而且，儀器的日常維護成本也大幅下降。
目前理化室已建立酸稀釋 ICP-MS/MS 快速測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，使用串接（MS/MS）He 模式和 O2 模式消除質(zhì)譜干擾，測定鉻、錳、鈷、鎳、砷、硒、鉬、鎘、錫、銻、鉈、鉛、汞共 13 種元素。該方法簡便、快速、準確，可滿足突發(fā)性公共衛(wèi)生中毒事件或無機毒物快速檢測的要求。
考慮到世界各國目前普遍采用尿碘含量來評估人群碘營養(yǎng)水平，但尿碘含量易受個體飲食、排尿量等條件影響。血中碘多以有機形式存在（蛋白結合碘），相比尿碘而言，血中碘不會立即隨個體飲食等外界飲食變化，更能真實反饋個人近期碘營養(yǎng)水平，對個體碘缺乏病的防治以及甲狀腺疾病患者術后監(jiān)測有重要意義。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、分析時間短。相較于標準方法（WS/T572-2017 血清中碘的測定砷鈰催化分光光度法）受環(huán)境溫度和反應時間影響小，前處理縮短了 2 小時以上，并且有效減少環(huán)境誤差和人為誤差。
DOI: 10.3760/cma.j.cn231583-20190802-00211
結語
可以看到，ICP-MS/MS 作為人體生物樣本中微量元素檢測的有力工具，不僅將傳統(tǒng) ICP-MS 的多元素檢測優(yōu)點繼承下來，而且將其耐高基質(zhì)，抗強干擾的特點融入到樣本檢測中，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鏈條，為更好地開展環(huán)境與健康關系的研究提供有力的技術支撐。