血清电解质钠、钾、镁、钙离子正确度验证物质的定值及应用

张 瑞 张顺利 刘文松 李慧玲 王 宁 岳育红,4 王清涛,4*

(1.首都医科大学附属北京朝阳医院检验科，北京 100020；2.河北燕达医院中心实验室，河北三河 065201；3.北京医院检验科，北京 100730；4.北京市临床检验中心，北京 100021 )

电解质是人体体液的主要组成成分，参与机体许多重要的生理和生化过程。血清电解质包括阳离子和阴离子，前者主要包括钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)和镁(Mg)，后者主要包括氯(Cl)和磷(P)。离子浓度的检测对于水、电解质代谢紊乱和酸碱失衡的诊断发挥重要作用，对某些危重病例的机体状态的监测也是不可或缺。目前临床常规检测血清Na、K离子主要采用离子选择电极电位法,Mg离子主要采用二甲苯胺蓝染料结合法,Ca离子主要采用偶氮胂Ⅲ法、邻钾酚酞络合铜法及脲酰胺酶活性恢复法。但是常规方法检测结果间差异大，为了实现测定结果的准确性基础上的可比，基于参考系统的量值溯源是达到此目的的有效途径[1-6]。 室间质量评价指利用实验室间比对，按照预先制定的准则评价参加者的能力。可作为一种质量控制工具可以帮助实验室发现其自身存在的质量问题，促使临床实验室采取相应的措施提高检验质量[7-9]。分析系统(又称分析方法)的准确度、正确度性能验证是国际标准化组织(International Standardization Organization，ISO)15189[10]认可中明文要求的内容。良好的准确度和正确度是保证分析系统检验结果准确可比的前提，因此对分析系统的准确性和正确度的评价非常重要。本研究旨在通过国际临床化学联合会(International Federation of Clinical Chemistry，IFCC)推荐血清阳离子的参考方法[11]，采用互通性好的人血为检测标本，发放到北京市临床实验室进行正确度验证，对回报结果进行分析，评价各临床实验室检测的准确性和可比性，从而帮助各家实验室识别发现检测质量问题，及时进行相应改正，以提高实验室检验质量，为检测结果互认提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 主要试剂与仪器

纯品甲磺酸(>99.5%)、浓硝酸，由美国Sigma-Aldrich公司生产；美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)钠标准参考物质(standard reference material，SRM)919b、钾(SRM 918b)、镁(SRM 929a)、钙(SRM 915b)标准物质；实验室用水为去离子水。美国Thermo Fisher公司Dionex ICS-1100离子色谱仪；CEM MarsXpress微波消解仪；美国Millipore公司0.20 μm针筒式滤膜过滤器(批号SLLHC13NL)； Sartorius LA 120S电子天平；上海治宇医疗器械有限公司1 mL一次性使用无菌注射器；Milli-Q净化水装置。

1.2 正确度验证物质

血清样品的收集遵照ISO指南[12]，收集除外HIV和肝炎病毒阳性、溶血与乳糜等异常性状的体检血清，制备3个浓度水平且均匀性良好的人血清基质电解质正确度验证物质，批号为BCCL01、BCCL02和BCCL03，-80 ℃保存。

1.3 标准溶液配制

分别称取一定量的钠(SRM 919b)、钾(SRM 918b)、镁(SRM 929a)、钙(SRM 915b)标准物质，溶于200 mL 0.2%(体积分数)稀硝酸中，配置钠浓度分别为114.97、130.01、144.97、155.12、165.13 mmol/L，钾浓度分别为2.55、3.90、4.48、5.50、6.97 mmol/L，镁浓度分别为0.41、0.71、0.99、1.47、2.21 mmol/L，钙浓度分别为1.45、2.06、2.45、2.85、3.36 mmol/L的混合标准溶液。

1.4 参考方法定值

采用离子色谱参考方法定值，依次测定上述配置好的钠、钾、镁、钙标准溶液建立相应的标准曲线。测定样本中4种阳离子浓度，每天1个批次，3个水平，重复测定5次，连续3 d，分别计算均值和标准差。定值结果采用“靶值(X)±不确定度(U)”表示。

1.5 正确度验证

表1 临床检验室间质量评价计划要求

1.6 统计学方法

采用Microsoft excel 2016软件进行统计分析。相关性分析采用Pearson相关分析，以相关系数R2进行相关性描述。

2 结果

2.1 标准曲线

采用内标法，峰面积定量，以待测元素与内标峰面积比值为纵坐标，对应的电解质钠、钾、镁、钙浓度为横坐标，分别建立钠、钾、镁、钙标准工作曲线，相关系数R2的范围为0.999 5～0.999 8，详见图1。

图1 钠、钾、镁、钙标准工作曲线Fig.1 Standard working curve of sodium, potassium, magnesium, and calcium

2.2 正确度验证物质定值

经过离子色谱法测定，3个批号钠、钾、镁、钙正确度验证物质定值、标准差及不确定度结果见表2。总不确定度由测量不确定度、国际标准物质不确定度、均匀性和长期稳定性等引入的不确定度合成。

表 2 钠、钾、镁、钙正确度验证物质定值结果

2.3 正确度验证分析

正确度验证调查分析中钠、钾和钙离子共有23家临床实验室回报了结果，镁离子共有18家临床实验室回报了结果。以临床检验室间质量评价计划中电解质正确度评价标准评价，其中3个批号Na离子的正确度通过率分别为86.96%～95.65%,K离子正确度通过率分别为69.57%～95.65%,Mg离子正确度通过率分别为78.26%～91.3%,Ca离子正确度通过率分别为60.87%～69.57%。根据各实验室钠、钾、镁、钙离子检测均值、标准差(SD)及与参考方法赋值结果的偏移，分别采用TER和TEW公式计算实验室总误差，结果见表3～6。

表3 23家临床实验室常规测定血清钠结果分析

表4 23家临床实验室常规测定血清钾结果分析

续表4

表5 18家临床实验室常规测定血清镁离子结果分析

表6 23家临床实验室常规测定血清钙结果分析

以临床检验室间质量评价计划中钠、钾、镁、钙分析质量目标中的允许总误差(allowable total error，TEa)作为评价标准，评价参加实验室检测每个批号样本分别经过TER和TEW两种模型计算的通过率，即所有参加实验室中TER和TEW结果分别低于TEa所占的比率。在估计实验室检测水平方面，若以每个批号样本15个结果全部100%满足正确度要求为实验室最高检测标准，TEW计算和实验室满足最高标准比率(100%通过率)相近。TER和实验室的一般检测标准(15个结果中9个通过)60%通过率相近，结果见表7。

表7 钠、钾、镁、钙离子通过率

3 讨论

正确度验证计划作为室间质量评价的一种形式，是将经过参考方法准确定值的互通性物质发放到常规实验室，采用参考方法确定靶值评价常规实验室的检测结果的正确性[13]。其目的是将参考方法的准确性传递到常规检验中，推动标准化进程。因此，正确度验证物质的定值十分重要，其定值的准确度将直接影响到室间质评的效果。参考测量不同于常规检验，其原理、技术和质量要求等均与常规检验明显不同，是临床检验的“标准”，因此对特异度、敏感度、精密度和准确度有更高的要求。本研究建立的血清电解质离子色谱参考方法，将美国NIST钠(SRM 919b)、钾(SRM 918b)、镁(SRM 929a)、钙(SRM 915b)标准物质配置不同浓度钠、钾、镁、钙的复合离子校准溶液，采用5点定标法建立标准曲线，保证所建方法可溯源至SI单位。同时在定值实验中，对每个浓度水平，每天1个批次分别测定5次，连续3 d，得到15个数据的平均值为室间质评样本的靶值，这样充分考虑到了批内不精密度及室内不精密度，使定值结果更加可靠。

正确度又称为真实度，定义为无限多次测量的均值与真值的接近程度，反映测定系统的系统误差。钠、钾、镁、钙项目正确度评价允许偏差分别为±2.0%、±3.0%、±7.5%和±2.5%。从各家实验室回报的正确度结果来看，不同实验室4种阳离子测定的差异较大。钠和镁正确度通过率最高，其通过率分别在86.96%～95.65%和78.26%～91.30%；钙正确度验证通过率比较低，分别为65.22%、69.57%、60.87%，这与Ge等[14]和Jansen等[15]研究结果相近，且从实验室检测结果数据分析，没有通过验证的临床实验室存在一定的正偏差或负偏差，对此可以通过多次参加室间质评，从而使得测定结果更加准确。

在评价常规实验室测量不确定度时，主要采用“自上而下”的评估方法，应采用6个月或更长的数据，涵括检测的各个环节的不确定度分量，如不同的试剂批号、校准品批号、操作者、操作条件变化、日间、月间等分量，是一个全面的不确定度[16-17]，但是此评价过程较为繁琐，工作量较大。所以需要一个简单的模型，来估算实验室总误差，而协方差的模型和Westgard模型是CLSI EP-17A2推荐的两种估算方法[13]，两种实验室总误差模型计算公式中包含了偏倚(Bias)和标准偏差(SD)，计算方式不同。一些文献报道在定义和计算偏倚和精密度术语时使用了不同的方法[18-20]，例如对精密度估算方法，不同研究分别采用了简单的重复性、实验室内的精密度，以及包括多个试剂批次和校准周期在内的长期精密度等。本实验中的Westgard模型相比于协方差模型更能反映实验室的检测水平，而协方差模型结果仅与60%通过率结果相近，所以推荐临床实验室在测定血清阳离子时使用Westgard模型估算总误差。本研究发现，例如钾离子的正确度验证通过率低，而Westgard模型的通过率较高，说明实验室的精密度良好，但存在一定的系统偏差。

综上所述，部分参加实验室检测钾离子和钙离子的正确度还需要进一步提高。采用参考方法赋值的正确度验证物质，对临床实验室常规方法进行正确度和总误差评价，能够监测临床实验室检测质量，帮助临床实验室及厂家发现问题并及时改进，从而为临床患者提供准确可比的检测结果，进一步促进临床电解质检测的标准化。