电感耦合等离子体光谱法测定人血清中五种必需元素的含量

电感耦合等离子体光谱法测定人血清中五种必需元素的含量

丁宇曹云周睿

（上海市黄浦区疾病预防控制中心上海200023）

【摘要】目的：利用电感耦合等离子体光谱法同时测定人血清中的钙、铜、铁、镁、锌五种金属元素。方法：采集志愿者血清样品，湿法消化处理，利用电感耦合等离子体光谱法分析血清中的元素。通过标准曲线计算其含量。结果：各测定元素的线性关系良好，相关系数（r）均在0.999以上，钙、铜、铁、镁、锌的检出限分别为2.05ng/mL、9.26ng/mL、0.62ng/mL、0.73ng/mL、0.53ng/mL，相对标准偏差（RSD）分别为0.94%、1.54%、0.26%、0.92%、0.46%；通过对有证标准物质进行检测，各元素检测结果均在证书示值范围内。结论：该方法具有线性范围宽、检出限低，分析效率高、准确、精密度高的特点；适合作为人血清中多种金属元素的含量测定方法。

【关键词】电感耦合等离子体光谱法；血清；必需元素

【中图分类号】R446.11【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2017）33-0372-02

DeterminationoffivekindsofessentialelementsinserumbyICP-OESmethod

DingYu,CaoYun,ZhouRui.

Luwandistrictcenterforthediseasecontrol&prevention,Shanghai200023,China

【Abstract】ObjectiveTodeterminatecalcium,copper,iron,magnesiumandzinccontentinserumbyICP-OESmethod.MethodsCollectedtheserumsamplesfromvolunteers,digestedbynitricacid+perchlorate(4+1),thendeterminateedthoseelementscontentbyICP-OESmethod.ResultsThecalibrationcurvesshowedgoodlinearitiesintherangeof20.0ng/mL~3000.0ng/mL,rwereallabove0.999,thedetectionlimitofCawas2.05ng/mL,Cuwas9.26ng/mL,Fewas0.62ng/mL,Mgwas0.73ng/mL,Znwas0.53ng/mL,RSDwereCa0.94%,Cu1.54%,Fe0.26%,Mg0.92%,Zn0.46%.Basedonthestandardmaterialfortesting,theresultsofeachelementwereallintherangeofthecertificatevalue.ConclusionThismethodwasconvenient,sensitive,accurate,reliableandSuitablefordeterminatingthosemetalselementcontentintinserum.

【Keywords】ICP-OES;Essentialelements;Serum

必需元素是指在维持机体生长发育及生命活动中，具有显著的营养作用和生理功能而不可缺少的元素[1]，其摄入过量、不足、不平衡或缺乏，都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病[2]。例如钙、铁元素，主要是保证骨骼的生长、维持造血功能、各组织脏器的正常发育[3]；镁是促进骨骼生长，调节神经和肌肉活动的必须元素，人体缺乏镁时，可引起各种症状，包括低钾血症、低钙血症、出血症状和神经症状等；锌能促进儿童生长发育，维持味觉功能正常，增进食欲，促进伤口愈合，提高机体免疫力，有助于大脑发育及智力的提高[4]；铜缺乏可引起，营养不良，毛发褪色，风湿性关节炎[5]，甚至造血功能和代谢功能紊乱[6]。

本文主要是希望利用ICP-OES方法对人血清中多种微量元素进行同时检测，建立一套准确、精密便于操作，提高实验室工作能力和技术水平。

1.材料与方法

1.1仪器

岛津ICPE-9000等离子电感耦合发射光谱仪、IKA小型控温加热板、离心机。

1.2试剂

胎牛血清（GIBCO公司，货号10099-141），硝酸（优级纯，国药集团，批号20150515），高氯酸（优级纯，国药集团，批号20150420）。等离子发射光谱分析混合离子标准物质0.010g/L（GBW(E)060670，批号160423）。本实验用水皆为去离子水。

1.3ICP测定条件

微型矩管，轴向观测，氩气气压496.00KPa，高频功率1.2KW，等离子体流量10.00L/min，载气流量0.70L/min，辅助气体流量0.60L/min，真空度7.0Pa，曝光时间30s，溶剂清洗10s，样品清洗10s。

1.4测定方法

1.4.1标准溶液的制备将等离子发射光谱分析混合离子标准物质0.010g/L（GBW(E)060670），用1%硝酸逐级稀释至20.0ng/mL、50.0ng/mL、100.0ng/mL、200.0ng/mL、500.0ng/mL、1000.0ng/mL、2000.0ng/mL标准曲线使用液。考虑到血清中各元素的含量不同及各元素的检出限不同，在测试时针对各元素，选择不同的线性范围。

1.4.2样品采集和处理采集220名健康志愿者空腹肘前静脉血5mL，静置后待红细胞凝结，3000r/min离心5min，准确吸取血清0.5mL，加入小烧杯中，加入10mL硝酸+高氯酸消化液（4+1），放置过夜。于电热板上160℃消解至透明。用去离子水少量多次洗涤烧杯并转移至10mL比色管中，准确定容至5.0mL，作为待测液，同时做平行对照和样品空白。另外根据血清中不同元素的含量，再进行适当比例的稀释，上机测试。

2.结果与讨论

2.1标准曲线的绘制及检出限

选择最佳实验效果的各待测元素共振波长，作为检测的波长条件。结果发现，各测定元素在20.0～2000.0ng/mL范围内，线性关系良好，相关系数（r）均在0.999以上；按照检出限公式D=3s/b[7]（式中：s——空白溶液连续测定10次的信号响应值的标准差；b——斜率），得到钙、铜、铁、镁、锌的检出限分别为2.05ng/mL、9.26ng/mL、0.62ng/mL、0.73ng/mL、0.53ng/mL，（表1）。方法的检出限可以满足样品中各待测元素的分析需要。

表1各元素的标准曲线

3.讨论

ICP-OES虽不及ICP-MS在多种元素分析中检出限低，但是针对人体中含量相对较高的几种必需元素，还是具有较好的适应性。本方法取血量小，稳定性好，回收率高，操作简便，省时省力的优点，适合相关样品的检测分析。

对于健康志愿者的血清分析，结果经统计学处理，钙、镁、锌在不同性别志愿者的血清中含量不存在统计学意义，P>0.05。男性志愿者血铁含量显著高于女性志愿者，血铜含量显著低于女性志愿者，P<0.05，具有统计学意义。提示尽管是处于健康状态的成人，依然不可忽视体内各种金属元素的平衡。男性成年人应注重对铜的膳食补充，多食用含铜较多的食物，如坚果、肉类(特别是内脏)及甲壳类，尤以牡蛎含量最为丰富，另外豆类含铜量也较高。女性成年人则应多食用含铁高的食物，比如蛋黄、菜泥、铁强化食品等，增加动物铁的摄入量(心肝、肾等食物)并辅以水果汁或Vc强化饮料。通过注重饮食营养，调整作息时间，适当有氧锻炼，可以使人体内各元素含量平衡，较好地维护自身健康。

【参考文献】

[1]杨克敌.微量元素与健康[M].北京：科学出版社，2003：1-2.

[2]王颖，郭艳丽，袁洪林，等.凝胶电泳与激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱联用测定蛋白质中微量元素的应用进展[J].光谱学与光谱分析，2012，32(1)：223-228.

[3]卫娟，张秀真.宁夏石嘴山大武口地区儿童血中钙磷铁元素含量测定结果分析[J].中外女性健康研究，2016，2(2)：232-233.

[4]宁亮生.锌与运动[J].中国临床康复2006.36（10）：128-130.

[5]孙长颢.营养与食品卫生学[M].北京：人民卫生出版社，2007，35-51.

[6]韩俊锋.儿童微量元素医学检验的实践分析[J].大家健康2014.8（12）：72.

[7]李昌厚.原子吸收分光光度计仪器及应用[M].北京：科学出版社，2006：26-27.