血液中微量元素分析：三重四极杆电感耦合等离子体质谱法的应用
时间：2024-08-12 阅读：202
人体是由多种元素构成的，根据元素在体内含量的不同，可将体内元素分为常量元素和微量元素；前者占体重的99.9%，包括碳、氢、氧、磷、硫、钙、钾、镁、钠、氯等10余种，它们构成机体组织，并在体内起电解质作用；后者占体重的0.05%左右，包括铁、铜、锌、铬、钴、锰、镍、锡、硅、硒、钼、碘、氟、钒等14余种。微量元素在体内虽然含量较低，但却起到重要的生理作用。
在临床医学检验中，血液中微量元素含量可做为人体健康状况的判断依据，并对元素急性或慢性中毒的后续治疗方案提供参考。
发展状况
传统的血液微量元素检测方法采用电化学法和原子吸收法，由于其单元素检测特点使其无法具备高通量检测的特性；同时前处理繁琐，仪器设备易受环境影响，导致结果准确性和重复性差。
电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）具有重现性好、检出限低、自动化程度高、线性范围宽等特点，且前处理无需消解、操作快捷、检测通量高，现已成为主流检测手段。近几年一系列标准的发布表明电感耦合等离子体质谱多元素检测能力和高通量等优势逐渐被认可，并已在血液元素分析中起到重要作用。
电感耦合等离子体串接质谱的优势
血液样品中含有大量Cl+，氩气作为等离子气体，离子源中40Ar+与35Cl+结合会形成大量40Ar35Cl+。砷在自然界中存在的稳定同位素仅为75As，为了消除40Ar35Cl+的干扰，可以选择基于动能歧视的碰撞模式，并通过增加碰撞气流量消除大部分40Ar35Cl，然而会极大降低灵敏度。在ICP-QMS反应模式中（如图1），通常在碰撞反应池加入氧气生成75As16O+进行检测，而锆离子的质量数同为91，依旧会对75As16O+造成干扰引起假阳性。
在ICP-TQMS氧气质量转移模式下（如图2），Q1仅让质量数为75的离子通过，As+可以顺利进入，Zr+则被拒之门外。通过Q2碰撞反应池进行氧反应质量转移，然后Q3的质量数设定为91，此时到达检测器的离子则为75As16O+，即可实现砷的准确定量分析。
实验部分
1、实验仪器
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型号：EXPEC 7350型 ICP-MS/MS
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配置：标准石英进样系统
2、试剂及标准品
试剂：Triton X-100、优级纯硝酸、优级纯异丙醇、超纯水(电阻率≥18.2 MΩžcm，25℃)
标准溶液：多元素混标溶液（1000 μg/mL，国家有色金属研究院）、多元素内标溶液
3、样品处理与标准曲线配制
样品处理：
1、配制血液样品稀释剂：0.5%硝酸+0.01%曲拉通+2%异丙醇，取5 mL硝酸、0.1 mL曲拉通和20 mL异丙醇，用超纯水稀释混匀定容到1000 mL。
2、血液样本前处理：取0.5 mL血液用稀释剂稀释至10 mL，上下摇晃均匀后涡旋10分钟，5000 r/min离心10分钟，取上清液进样测试。（注意：血液取样前须尽量摇晃均匀）
标准曲线：
分别精密量取Ca、Mg、Fe、As、Cu、Mn、Pb、Se、Zn单元素标准溶液配制混标，稀释得到的标准溶液，浓度梯度见下表：
4、标准曲线与检出限
在表2所示的浓度范围内，所有待测元素线性相关系数值均大于0.999。将全程序样品空白连续分析11次，所得结果以3倍标准偏差稀释倍数计算各元素检出限，详见表3。
5、实验结论
此方法采用三重四极杆电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS/MS）对血液样本中的9种元素进行了分析。从实验结果来看，所建立标准曲线的线性系数均大于0.999，样品平行性较好；加标回收率良好均在88.41%~112.90%之间。
上述测试结果证明，对于血液这种具有复杂基体的生物样品，原位质量模式和氧反应质量转移模式可彻底消除基体干扰，保持较高的灵敏度、稳定性、准确度和精密度。综上，使用ICP-MS/MS通过该方法可以快速精准地完成血液中多种元素的同时测定。