ICP-MS方法测定糖尿病患者全血中铬、锰、铜等6种微量元素的研究

路 颖

（北京博晖创新光电技术股份有限公司，北京 102206）

ICP-MS方法测定糖尿病患者全血中铬、锰、铜等6种微量元素的研究

路 颖

（北京博晖创新光电技术股份有限公司，北京 102206）

文章建立了电感耦合等离子体质谱（ICP/MS）在氦模式下结合简单样品前处理方法同时测定糖尿病患者全血中铬、锰、铜、锌、硒和碘的方法，其中，全血样品采用0.7mM氨水+0.07%Triton X-100溶液进行直接稀释，然后直接上机测定。结果表明：采用此方法，各元素的加标回收率均在80%～120%之间，准确度较高；方法重复性均<5%；糖尿病患者于对照组比较这6种元素含量差异较明显。

ICP-MS；糖尿病；全血；铬、锰、铜、锌、硒、碘

0 引言

元素是维持人体正常代谢和生命活动的重要物质，也是反映人体营养状况的重要指标，元素的缺失和富集可以引起多种疾病，因此人体所必需的微量元素对人体健康和疾病的影响已引起广泛的重视与研究[1]。糖尿病患者常伴有微量元素的代谢混乱，其在不同组织的分布情况以及各元素间比例失调关系，已是当前研究糖尿病的一个新方向和新课题[2]。

近年来随着检测技术不断进步，ICP-MS方法开始迅速普及。该技术以其检出限低、干扰少、可多元素同时测定、线性范围宽、进样量少等优点在临床样品分析中得到广泛应用[3-5]。本文采用0.7ML的氨水和0.07%Triton X-100溶液对采集的糖尿病患者全血进行直接稀释，样品处理方法简单快捷，然后利用氦气碰撞池ICP-MS测定全血中的铬、锰、铜、锌、硒、碘这6种元素。本方法样品无需消解，快速简便，基体效应小，干扰少，检测速度快，并且有效避免了前处理过程中硒和碘的污染和损失。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

7900电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）（Agilent 公司）；旋涡振荡仪。氨水（分析纯），国药集团化学试剂公司；Triton X-100（分析纯），国药集团化学试剂公司；铬（Cr）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、硒（Se）、碘（I）标准储备溶液（国家有色金属及电子研究院）或混合元素标准溶液（Agilent公司提供）；含有锂（Li）、钇（Y）、铈（Ce）、铊（Tl）、钴（Co）电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）调谐溶液（Agilent 公司提供）；超纯水：电阻率 18.2MΩ·cm；样品稀释液：0.7mM氨水+0.07%Triton X-100溶液。

1.2 实验方法

1.2.1 静脉全血采集

分别由北京医院采集数例糖尿病患者和博晖创新光电技术股份有限公司采集数例正常人群静脉全血各1.0mL，加入含有抗凝剂带盖真空采血管中，摇匀，置于0～4℃冰箱冷藏保存，备用。

1.2.2 样品前处理

取0-4℃保存备用的糖尿病患者全血样品或者正常人群全血样品40uL，加入1.16 mL 0.7mM氨水+0.07%Triton X-100样品稀释液（相当于稀释样品30倍），在旋涡振荡仪上充分振荡至均匀，上机测定。

1.2.3 标准曲线配制

分别用样品稀释液（0.7mM氨水+0.07%Triton X-100溶液）将铬（Cr）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、硒（Se）、碘（I）标准储备溶液配制成混合标准溶液系列，各元素浓度见表1。

表1 混合标准溶液中6种元素浓度

1.2.4 仪器工作条件及各元素参数设定

ICP-MS仪器的工作参数为仪器全自动调谐优化给出，满足仪器安装标准要求的灵敏度、背景、氧化物、双电荷、稳定性等各项指标。具体参数如下：功率：1548 W；冷却气Ar流速：15 L·min-1；载气Ar流速：0.80 L·min-1；载气补偿气Ar流速：0．28 L·min-1，采样深度：9.0mm。碰撞反应池气体：氦气，池气体流速4L/min。

表2 6种元素仪器参数设定

2 结果

2.1 样品前处理方法的选择

血液样品中的金属元素分析通常采用常规的湿法消解、微波消解或者灰化方法，这些常规方法通产耗时较长，操作步骤繁琐，且临床样本量通常较少，不适合常规样品前处理，本实验结合ICP-MS仪器对样本前处理要求简单，进样体积小，有抗干扰碰撞池等优点，采取配制特定稀释液（0.7mM氨水+0.07%Triton X-100溶液）直接稀释样本的方案。此方案不仅简便，而且稀释液的碱性环境可有效避免样品中碘元素的损失。

2.2 方法检出限和重复性

表3 6种元素方法检出限和重复性结果

2.3 样品加标回收率

针对全血样本，分别对这6种元素进行低浓度和高浓度的加标回收率实验，经实验证明，各个元素的加标回收率均在80%-120%之间，准确度较高。其中各元素回收率，铬（Cr）：95.7%-106.2%，锰（Mn）：97.3%-103.5%，铜（Cu）：90.4%-110.8%，锌（Zn）：96.7%-100.2%，硒（Se）：96.9%-109.8%、碘（I）：89.9%-97.3%。

2.4 正常人群和糖尿病患者全血中各元素结果对比

分别测定糖尿病患者和正常人群的全血各40例，结果如表4所示，由结果可知，在此次调查人群当中，糖尿病患者全血中的铬、铜、硒和碘4种元素含量要高于正常人群；糖尿病患者全血内锰和锌元素含量要低于正常人群，因此糖尿病患者体内可能缺乏锰和锌这两种元素。

表4 实际样本分析结果（n=40；x±s）

3 结语

本实验采用0.7mL氨水+0.07%Triton X-100的样品稀释液对全血样本进行稀释处理后，采用ICP-MS方法在氦模式下，直接测定了糖尿病患者和正常人群全血样本中的铬（Cr）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、硒（Se）、碘（I）6种元素，该方法快速、准确、灵敏、检出限低，结果令人满意。

[1]薛莹，刘超.2型糖尿病与微量元素[J].医学综述，2007，13（3）：214-216.

[2]李少旦，曾辉. 糖尿病患者血清微量元素的含量分析[J].微量元素与健康研究，2007，24（4）：7-8.

[3]KE贾维斯，AL格雷，RS霍克．尹明，李冰，译．电感耦合等离子体质谱手册［M]．北京：原子能出版社，1997.

[4]GOULLě J P，MAHIEU L，CASTERMANT J，et al．Metal and metalloid multi-elementary ICP-MS validation in whole blood，plasma，urine and hair．Reference values ［J］．Forensic Sci Int，2005（153）：39-44.

[5]杨艳伟，丁亮，戚其平，等．全血中23种微量元素的微波消解电感耦合等离子体质谱测定法［J］．环境与健康杂志，2003，20（4）：240-241.

Determination of chromium, manganese and copper in the whole blood of diabetic patients by ICP-MS method and the study of 6 kinds of trace elements

Lu Ying
(Beijing Bohui Innovation Technology Limited by Share Ltd, Beijing 102206, China)

In this paper, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP /MS) combined with the simultaneous determination of chromium in whole blood of patients with diabetes, simple sample pretreatment method in helium mode, manganese, copper, zinc, selenium and iodine method, whole blood samples with 0.7mM ammonia +0.07%Triton X-100 solution for direct dilution, and then directly measured on the machine. The results show that by this method, the recovery rate of each element were between 80%-120%, high degree of accuracy; repetitive <5%; in the diabetic patients compared to the content of the 6 elements were more obvious.

ICP-MS; diabetes mellitus; whole blood; chromium; manganese; copper; zinc; selenium; iodine

863项目；项目名称：医用ICP-MS人体微量元素分析系统的研制，项目编号：2014AA022306。

路颖