CN108387570A - 一种检测尿液中元素的方法 - Google Patents

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罗洋
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Abstract

本发明属于医学检验技术领域，具体涉及一种用于检测尿液中元素的方法。本发明要解决的技术问题是处理步骤繁琐，出现元素污染概率较大。包括如下步骤：a、试剂制备；b、样本采集保存；c、仪器准备：设置参数，仪器调谐，内标稳定性调试；d、标本前处理；e、标本检测。本方法可同时检测常见的23种元素，并且一次检测时间不足1分钟，可以同时进行大批量的标本检测工作。

Description

一种检测尿液中元素的方法
技术领域
本发明属于医学检验技术领域，具体涉及一种用于检测尿液中元素的方法。
背景技术
目前医学行业对于尿液中元素的检测方法主要包括原子吸收光谱法(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)。
AAS具有成本较低、安装条件要求较低的优点，所以大多数临床医学实验室会选择AAS作为首选仪器，但其检测线性范围较窄、检测低限较高、且一次只能检测一个元素项目、操作比较繁琐，因此临床医学实验室会选择将标本外包至第三方医学实验室进行项目检测。ICP-AES设备成本相对AAS较高，其具有精密度较好、耐高盐等特性，同时也具有光谱易受到干扰、检测低限只能达到ppb级等不足。因此该设备主要用于冶金分析等行业。ICP-MS设备成本为三种方法中最高，对实验室安装条件比较苛刻，对操作人员技能要求较高，但其具有线性范围宽(ppt及亚ppt级)、精密度好、可一次检测多个元素等非常显著的优点。对于尿液等体液标本量有限、含量低的元素检测为首选方法。因此ICP-MS检测尿液中元素浓度将作为临床医学实验室的发展方向，目前国内已有多个临床医学实验室或者第三方医学检验实验室引入ICP-MS进行尿液元素分析。
尿液标本保存运输：尿液中含有多种有机物质及盐分，基质复杂，保存不当就会产生质变，且尿液中微生物含量较高，保存不当会导致微生物继续生长，影响标本检测；特别是尿液标本需要短期保存并通过冷链物流运输或者标本需要保存以备复查的情况，常规方法并没有考虑。
尿液标本的前处理：常规方法一般为微波消解或者使用湿法消解的方法进行样本的前处理。其中微波消解效果较好，但其成本高昂，并且样本处理的过程繁琐，消解时间较长，一次处理的样本数量有限，并且如果消解罐处理不当会有元素残留；使用湿法消解的方法处理过程相对简单，但其消解时间较长，且需要使用加热板等设备，具有一定安全隐患；湿法消解所用化学品消耗量较大，检测完成后处理已处理样本易污染环境。
定量方法：一般实验室在检测过程中为了追求便捷、快速，会选择标准曲线法进行定量检测(即用国家认可的标准物质进行稀释，采用多点定标的方法配制标准曲线，然后上机检测，将各浓度点的cps信号值与浓度作为横纵坐标制作标准曲线，然后通过检测待测标本的cps信号值计算出待测元素浓度值)，该方法的最大不足在于未充分考虑尿液样本的基质效应，人体尿液有人体代谢的多种有机化合物及无机元素且盐分较高，基质效应比较明显，会导致检测结果偏低。
湿法消解处理步骤繁琐，出现元素污染概率较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为尿液中元素检测提供一种新选择。
本发明的技术方案是一种检测尿液中元素的方法，包括如下步骤：
a、试剂制备：配置尿液保存液、尿液稀释应用液、仪器调谐应用液、内标液、标准曲线溶液和质控品；
b、样本采集保存：向尿液样本中加入尿液保存液，使尿液保存液终体积浓度为0.1～0.5％，2-8℃保存；
c、仪器准备：设置参数，仪器调谐，内标稳定性调试；
所述的设置参数如下：He模式；射频功率1550W，反射功率＜20W，采样深度：7.5mm，载气0.95L/min；蠕动泵0.2rps；雾化室温度2℃；补偿气0.15L/min；氦气流量4.0mL/min；
所述的仪器调谐参数如下：仪器正常开机后，引入调谐应用液，蠕动泵速0.1rps，积分时间0.1s，质量轴：Co59:59±0.05amu，Y89:89±0.05amu，Ti205:205±0.05amu；分辨率：10％峰宽范围0.65-0.80；灵敏度：Co59，Y89，Ti205信号值＞10000cps；氧化物：CeO/Ce≤3.0％；双电荷：Ce2+/Ce≤3.0％；双氩78：信号值＜4.0cps；
d、标本前处理：待测样品振荡均匀，用尿液稀释应用液将样品稀释10～30倍；
e、标本检测：将准备好的标准曲线应用液进行检测，制备标准曲线，要求曲线相关系数r≥0.995，r值达标后方能继续实验；将质控品进行检测，达到要求后进行样品检测。
具体的，步骤a中，尿液保存液的配置如下：准备优级纯硝酸、生物防腐剂ProClinTM 300按照1:1比例进行配制，使用超声水机进行超声混匀。
具体的，步骤a中，尿液稀释液应用液的配置如下：准备优级纯硝酸、曲拉通X-100分别配制成10％体积浓度的稀释储备液，超声水机超声混匀；将稀释储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成尿液稀释应用液。
具体的，步骤a中，仪器调谐应用液的配置如下：以去离子水为溶剂，使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，将锂(Li7),钴(Co59)、铱(Y89)、铊(Tl205)、铈(Ce140)标准液配制浓度为10％的调谐储备液，将调谐储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成ICP-MS仪器调谐应用液。
具体的，步骤a中，内标应用液的配置如下：以去离子水为溶剂，使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，将钪(Sc45)、锗(Ge72)、铱(Y89)、铑(Rh103)、铟(In115)、铽(Tb159)、铋(Bi209)标准液配制浓度为10％的内标储备液，将内标储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成ICP-MS仪器内标应用液。
具体的，步骤a中，所述标准曲线储备液配制如下：使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制中间储备液，参数见表1，标准溶液储备液配制参数见表2。
表1标准溶液参数
表2标准溶液储备液配制参数
具体的，步骤b中，保存周期不长于2周。
具体的，步骤b中，使尿液保存液终浓度为0.1％。
具体的，步骤d中待测样本稀释20倍。
具体的，步骤e中，标准曲线应用液的配置如下：以正常人尿液为溶液，采用标准曲线储备液进行配制，配制参数见表3。
表3标准曲线应用液配制参数
试剂名称 加入试剂/体积 尿液稀释液体积 尿液体积
STD0 储备液系列0/1000μL 900μL 100μL
STD1 储备液系列1/1000μL 900μL 100μL
STD2 储备液系列2/1000μL 900μL 100μL
STD3 储备液系列3/1000μL 900μL 100μL
STD4 储备液系列4/1000μL 900μL 100μL
本发明的有益效果：
1.标本的保存：解决了标本无法立即检测的情况下，尿液标本变质、降解等情况；
2.标本的前处理：使用本中前处理方法方便快捷，无需特殊的前处理设备，成本低廉，适用于标本量较大的实验室；
3.定量方法：使用标准加入法，解决了尿液中的基质对待测元素的影响，使得检测结果更具有准确度；
4.检测通量：本方法可同时检测常见的23种元素，并且一次检测时间不足1分钟，可以同时进行大批量的标本检测工作。
具体实施方式
实施例1本发明试剂盒的制备
一、试剂制备
1.尿液保存液：准备优级纯硝酸(川东化工)、生物防腐剂(ProClinTM 300)按照1:1比例进行配制，使用超声水机进行超声混匀；
2.尿液稀释液：
2.1尿液稀释液储备液：准备优级纯硝酸(川东化工)、曲拉通X-100(进口分装)配制各10％浓度的稀释储备液。
配制方法：
2.1.1容量瓶中加少量去离子水，加入定量的曲拉通试剂，超声水机超声均匀待用；
2.1.2使用量筒取定量的硝酸于烧杯中，加入适量去离子水制成稀硝酸；
2.1.3将稀硝酸缓慢导入2.1.1的曲拉通水溶液中，边倒边摇匀；
2.1.4使用超声水机超声硝酸曲拉通水溶液，直至完全溶解混匀；
2.1.4使用去离子水定容。
2.2尿液稀释应用液：将稀释储备液与去离子水(MillQ水机制备电阻率为18.2MΩ·cm)按照1:99体积比例进行稀释，制成尿液稀释应用液；
3.仪器调谐液：
3.1仪器调谐储备液：使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或国家或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，将锂(Li7)、钴(Co59)、铱(Y89)、铊(Tl205)、铈(Ce140)标准液配制浓度为10％的调谐储备液(溶剂为去离子水)；
3.2仪器调谐应用液：将调谐储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成ICP-MS仪器调谐应用液；
4.内标液：
4.1内标储备液：使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，将钪(Sc45)、锗(Ge72)、铱(Y89)、铑(Rh103)、铟(In115)、铽(Tb159)、铋(Bi209)标准液配制浓度为10％的内标储备液(溶剂为去离子水)；
4.2内标应用液：将内标储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成ICP-MS仪器内标应用液；
5.标准曲线溶液：使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，配制方法如下：
5.1中间储备液配制方法，具体参数见表4：
表4配制参数
5.2标准曲线储备液配制5个浓度点，配制方法如表5：
表5配制参数
5.3标准曲线应用液配制方法：
5.3.1取正常人随机尿液备用；
5.3.2取5只硬质塑料管，分别标记STD0-STD4；
5.3.3标准曲线应用液配制方法，具体见表6：
表6配制参数
5.3.4标准曲线应用液配制完成后，需振荡混匀，1.将准备好的标准曲线应用液进行检测，制备标准曲线，要求曲线相关系数r≥0.995，r值(表7)达标后方能继续实验。
表7r值
元素 r值 元素 r值 元素 r值 元素 r值
Li7 0.9999 Cr52 1.0000 Zn66 0.9999 Sn118 1.0000
Mg24 0.9999 Mn55 0.9999 Ga71 0.9999 Sb121 1.0000
Al27 0.9996 Fe56 0.9983 As75 0.9999 Ba137 0.9999
Ca44 0.9983 Co59 0.9999 Se78 0.9999 Tl205 1.0000
Ti47 1.0000 Ni60 1.0000 Sr88 0.9999 Pb208 1.0000
V51 0.9999 Cu63 1.0000 Cd111 0.9999
二、基本信息及注意事项
1.保存条件及有效期：试剂盒2-8℃避光保存，有效期1年；配制完成的仪器调谐应用液、内标应用液、标准曲线应用液有效期1个月，标准曲线应用液现配现用；
2.适用设备：电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)，也可用于其他方法学仪器；
3.标准曲线储备液可用于标准曲线法检测尿液中23种元素；
所有涉及加样的设备均需由具有校准资质的机构进行校准后方能使用。
实施例2采用本发明试剂盒进行检测
一、样本采集保存
1.使用尿杯取本底检测合格的尿杯采集不少于10mL的随机尿；
2.将10mL尿液转入到螺旋离心管中，加入尿液保存液20μL，使硝酸和生物防腐剂的浓度分别为0.1％；
3.标本采集完成后尽快检测，如果不能检测，可置于2-8℃环境中2周；
4.如该标本需要运输，可以使用冷链物流进行标本运输。
二、仪器准备
1.设备：美国安捷伦公司(Agilent)生产的7900电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)，未配置ISIS自动进样器；
2.设置参数：He模式；射频功率1550W，反射功率＜20W，采样深度：7.5mm，载气0.95L/min；蠕动泵0.2rps；雾化室温度2℃；补偿气0.15L/min；氦气流量4.0mL/min；定量方式：标准加入法。
3.仪器调谐：仪器正常开机后，引入调谐应用液，蠕动泵速0.1rps，积分时间0.1s，要求其参数要求如下：
3.1质量轴：Co59:59±0.05amu；Y89:89±0.05amu；Ti205:205±0.05amu
3.2分辨率：10％峰宽范围0.65-0.80
3.3灵敏度：Co59，Y89，Ti205信号值＞10000cps
3.4氧化物：CeO/Ce≤3.0％
3.5双电荷：Ce2+/Ce≤3.0％
3.6双氩78：信号值＜4.0cps
4.内标稳定性：引入内标应用液，检测内标元素cps信号值及相对标准偏差(RSD),要求RSD≤5.0％。
三、标本前处理
1.将待测样品使用振荡器混匀；
2.取硬质塑料试管，使用移液器加入1900μL尿液稀释应用液；
3.使用移液器取混匀尿液标本100μL，加入到1900μL尿液稀释应用液中，即20倍稀释；
4.用手持硬质塑料管，放置于振荡器进行振荡混匀；
5.混匀后待检测样本置于防尘罩中，以免标本污染；
6.前处理样本需在半小时内完成检测。如无法及时检测，可在室温中放置2小时，在检测前，需再次振荡混匀标本；
7.质控品处理方式与标本相同。
四、标本检测
1.将准备好的标准曲线应用液进行检测，制备标准曲线，要求曲线相关系数r≥0.995，r值达标后方能继续实验；
2.将质控品进行检测，要求质控结果在厂家声称范围内；
3.将样品进行检测，仪器软件自动计算结果。
4.选择一正常人尿液样本进行检测，其结果如表8：
表8检测结果
实施例3方法学验证
1.正确度：
1.1与可溯源量值比对：将质控品按照临床样本进行稀释检测，检测结果与质控品进行比对，结果落在厂家声称范围内为通过；
1.2加标回收率：检测1例临床样本两次取均值，加入固定浓度的标准液，检测出结果。及标回收率＝(检测结果-均值)/加标量*100％，加标回收率85％-115％为可接受(表9)。
2.精密度：
2.1复现性精密度：在相当短的时间内检测空白样品20次，计算其均值X，标准差SD，其CV％作为复现性精密度，CV＝SD/X*100％(表10)。
2.2中间精密度：每天重复检测质控品，使用20天的数据计算其均值X，标准差SD，CV＝SD/X*100％，CV％为中间精密度(表10)。
3.线性范围：将空白样品重复20次作批内测定，计算空白均值和标准差，以3倍标准差作为项目检测方法的检出限，以10标准差作为项目检测方法的检测低限(表11)。
表9方法正确度的验证结果
表10方法精密度验证结果
表11线性范围

Claims (10)

1.一种检测尿液中元素的方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、试剂制备：配置尿液保存液、尿液稀释应用液、仪器调谐应用液、内标液、标准曲线溶液和质控品；
b、样本采集保存：向尿液样本中加入尿液保存液，使尿液保存液终体积浓度为0.1～0.5％，2-8℃保存；
c、仪器准备：设置参数，仪器调谐，内标稳定性调试；
所述的设置参数如下：He模式；射频功率1550W，反射功率＜20W，采样深度：7.5mm，载气0.95L/min；蠕动泵0.2rps；雾化室温度2℃；补偿气0.15L/min；氦气流量4.0mL/min；
所述的仪器调谐参数如下：仪器正常开机后，引入调谐应用液，蠕动泵速0.1rps，积分时间0.1s，质量轴：Co59:59±0.05amu，Y89:89±0.05amu，Ti205:205±0.05amu；分辨率：10％峰宽范围0.65-0.80；灵敏度：Co59，Y89，Ti205信号值＞10000cps；氧化物：CeO/Ce≤3.0％；双电荷：Ce2+/Ce≤3.0％；双氩78：信号值＜4.0cps；
d、标本前处理：待测样品振荡均匀，用尿液稀释应用液将样品稀释10～30倍；
e、标本检测：将准备好的标准曲线应用液进行检测，制备标准曲线，要求曲线相关系数r≥0.995，r值达标后方能继续实验；将质控品进行检测，达到要求后进行样品检测。
2.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤a中，尿液保存液的配置如下：准备优级纯硝酸、生物防腐剂ProClinTM 300按照1:1比例进行配制，使用超声水机进行超声混匀。
3.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤a中，尿液稀释液应用液的配置如下：准备优级纯硝酸、曲拉通X-100分别配制成10％体积浓度的稀释储备液，超声水机超声混匀；将稀释储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成尿液稀释应用液。
4.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤a中，仪器调谐应用液的配置如下：以去离子水为溶剂，使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，将锂(Li7)、钴(Co59)、铱(Y89)、铊(Tl205)、铈(Ce140)标准液配制体积浓度为10％的调谐储备液，将调谐储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成ICP-MS仪器调谐应用液。
5.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤a中，内标应用液的配置如下：以去离子水为溶剂，使用购自于国家有色金属或者具有资质的国家标准液体样品进行配制，将钪(Sc45)、锗(Ge72)、铱(Y89)、铑(Rh103)、铟(In115)、铽(Tb159)、铋(Bi209)标准液配制浓度为10％的内标储备液，将内标储备液与去离子水按照1:99体积比例进行稀释，制成ICP-MS仪器内标应用液。
6.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤a中，所述标准曲线储备液配制如下：使用购自于国家有色金属及电子材料分析测试中心或者具有资质的国家标准液体样品进行配制中间储备液，参数见表1，标准溶液储备液配制参数见表2。
表1标准溶液参数
表2标准溶液储备液配制参数
7.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤b中，保存周期不长于2周。
8.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤b中，使尿液保存液终浓度为0.1％。
9.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤d中待测样本稀释20倍。
10.如权利要求1所述检测尿液中元素的方法，其特征在于：步骤e中，标准曲线应用液的配置如下：以正常人尿液为溶液，采用标准曲线储备液进行配制，配制参数见表3。
表3标准曲线应用液配制参数
试剂名称 加入试剂/体积 尿液稀释液体积 尿液体积 STD0 储备液系列0/1000μL 900μL 100μL STD1 储备液系列1/1000μL 900μL 100μL STD2 储备液系列2/1000μL 900μL 100μL STD3 储备液系列3/1000μL 900μL 100μL STD4 储备液系列4/1000μL 900μL 100μL
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