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很多原因給測(cè)定生物體液當(dāng)中的微 量元素帶來了挑戰(zhàn)，例如：基體具 有復(fù)雜的性質(zhì)，各種金屬元素的濃 度相差甚遠(yuǎn)，等。在常見的待分析生物體液（尿液、血液和血清）中， 尿液尤為特別，它的功能是排出生物機(jī)體當(dāng)中的廢物。因此，尿液是一種 成分極為復(fù)雜的混合物，不同的尿液樣品可能千差萬別，并會(huì)受到食物、 環(huán)境和工業(yè)接觸因素的影響。鑒于此，通常不同樣品的尿液基體和待測(cè)元 素水平相去甚遠(yuǎn)，給分析造成了難度。

在檢測(cè)尿液中的微量金屬元素時(shí)主要需要攻克兩大難關(guān)：基體產(chǎn)生的多原 子離子干擾的存在和用于評(píng)估污染物接觸的某些元素的含量極低，包括砷 （As）、鎘（Cd）、汞（Hg）等。PerkinElmer NexION® 2000 ICP 質(zhì)譜儀 （ICP-MS）的通用池系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)（Standard）、碰撞（KED）和反應(yīng)（DRC） 三種模式，并具有三個(gè)氣路，可選擇的碰撞 / 反應(yīng)氣體種類也很豐富，所以 NexION 2000 能夠有效地排除干擾，準(zhǔn)確地測(cè)定低的濃度水平。

考慮到尿液基體的復(fù)雜性，我們通常采用基體匹配法進(jìn) 行校準(zhǔn)。本文介紹了 NexION 2000 ICP-MS 可以采用水溶 液，而非基體匹配校準(zhǔn)溶液在正常和較高的濃度水平下 準(zhǔn)確地測(cè)定常見的待測(cè)元素。這項(xiàng)功能主要基于一種全 新的固態(tài)射頻發(fā)生器，它能帶來更好的等離子體耦合效 率和優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。除了射頻發(fā)生器以外，NexION 2000 的三路氣體通道也具有較高的靈活性，可以有針對(duì) 性地處理各種干擾，從而獲得優(yōu)的方法檢測(cè)限值（MDL）。

實(shí)驗(yàn)：樣品和樣品制備

為了確定該方法的準(zhǔn)確性，采用了三種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：尿 液 中 的 微 量 元 素（UTAK® Laboratories Inc., Valencia, California, USA）、ClinChek® 尿 液 質(zhì) 控 樣（Recipe Chemicals and Instruments GmbH, Munich,Germany） 和凍干尿液中的 NIST 2670a 有毒元素標(biāo)樣（National Institute of Standards and Technology, Rockville,Maryland, USA）。我們分析了每一種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的兩種濃度水平（正 常濃度 / 水平 1，高濃度 / 水平 2）。 尿液樣品用 0.5% HNO3（Veritas, Double Distilled, GFS ChemicalsInc., Powell, Ohio）+0.05% Triton-X（SigmaAldrich ™ , St. Louis,Missouri, USA）+2% 甲 醇（Alfa Aesar ™ , Tewksbury,Massachusetts, USA），（全部 v/v） + 0.25 mg/L 金（Au）+ 內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋 10 倍。硝酸 可使溶液中的元素保持穩(wěn)定，但只能使用低濃度硝酸， 以防止蛋白質(zhì)和細(xì)胞碎片沉淀 1。Triton-X 可溶解可能進(jìn) 入尿液樣品的細(xì)胞。使用甲醇提高霧化效率和離子化， 同時(shí)金元素用來保持汞的穩(wěn)定。后，由于所有的標(biāo)樣 和待測(cè)樣品都稀釋相同的倍數(shù)，所以直接將內(nèi)標(biāo)添加至 稀釋液即可。

為了確定非基體匹配法的穩(wěn)定性，用兩種方法制備校準(zhǔn) 溶液：（1）在凍干的尿溶液中和（2）在水溶液中，無 任何基體匹配。對(duì)照兩條校準(zhǔn)曲線進(jìn)行分析，并比較結(jié)果

儀器條件：

所有的分析都是使用 SMARTintro ™高通量 / 高基體進(jìn)樣 系統(tǒng)，其他 NexION 2000 ICP-MS 參數(shù)見表 1。為了提高 樣品通量，流量控制模式為高通量閥和 1mL 定量環(huán)。載 體溶液和清洗溶液與樣品稀釋液一樣，但沒有添加內(nèi)標(biāo)。 為了獲得檢出限，檢測(cè)方法中使用了三種模式。 表 2 為血液和血清分析中各元素的質(zhì)量數(shù)和檢測(cè)模式。 在同一個(gè)方法文件中可以同時(shí)采用 3 種碰撞 / 反應(yīng)氣是 NexION 2000 系統(tǒng)的*之處，全部待測(cè)元素的分析僅 需一次進(jìn)樣，無須將其分為單獨(dú)的組合，也無需使用折 中的方法，這可有效提升儀器使用的便利性和性能。

結(jié)果和討論：由于對(duì)尿液缺乏特定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，所以各個(gè)實(shí)驗(yàn)室分 析的元素各不相同：有些分析特定的元素組合，有些則 分析單個(gè)元素。因此本文選定的元素是尿液分析中具有 代表性的元素。

如前文提到的，NexION 2000 ICP-MS 可使用 DRC、KED 或標(biāo)準(zhǔn)模式，三路碰撞 / 反應(yīng)氣靈活切換，以獲得優(yōu)化的分析條件。在 DRC 模式下，氨氣是消除鉻和錳中碳 基和氯基干擾的有效反應(yīng)氣體，可幫助用戶獲得 ppt 級(jí)檢出限。另一方面，氧氣是消除鎘（MoO+ ）和汞（WO+ ） 中金屬氧化物干擾的有效反應(yīng)氣體，還能為硒的分析 排除 m/z 78 的多種干擾。過渡金屬所受質(zhì)譜干擾種類比 較多，所以碰撞模式下的氦是排除干擾的選擇。對(duì) 于沒有多原子離子干擾的重金屬元素，更適合采用標(biāo)準(zhǔn) 模式。

由于多種元素在非暴露樣品、正常水平樣品中的濃度 水平極低，所以步就是評(píng)估該方法的定量報(bào)告限 （RL），RL= 方法檢測(cè)限值（MDL）×5（業(yè)界慣用的 倍數(shù)）。確定 MDL 的方法是：分析稀釋液 7 次，用標(biāo) 準(zhǔn)偏差乘以 10（將稀釋因子考慮在內(nèi)），如果置信區(qū) 間為 99%1 則乘以 3.14。表 3 列出的是尿液中待測(cè)元 素的 MDL 和 RL。在此水平下，分析的大挑戰(zhàn)是控 制污染 / 本底，造成污染的原因有很多，包括（但不限于） 試劑、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和樣品制備。

為了論證分析的準(zhǔn)確性，利用基體匹配法配制校準(zhǔn)溶 液，對(duì)三種標(biāo)樣進(jìn)行了測(cè)定。表 4 至表 6 的結(jié)果顯 示了該方法的準(zhǔn)確性，所有的回收率都在標(biāo)準(zhǔn)值的 ±20% 以內(nèi)，絕大多數(shù)介于 ±10% 以內(nèi)。

為了證明 NexION 2000 ICP-MS 穩(wěn)定的等離子體 可以有效消除尿液基體對(duì)各元素離子化的影響， 對(duì)照了 ClinChek® 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用基體匹配法配 制校準(zhǔn)溶液測(cè)得的結(jié)果和利用水溶液配制校準(zhǔn) 溶液得到的結(jié)果，見圖 1。結(jié)果說明，雖然基 體匹配校準(zhǔn)回收率接近 100%，但兩種校準(zhǔn)方 法的回收率均介于標(biāo)準(zhǔn)值的 ±10% 以內(nèi)，因此 說明 NexION 2000 系統(tǒng)可以在無需基體匹配標(biāo) 準(zhǔn)品的情況下分析尿液樣品，大幅減少實(shí)驗(yàn)室 運(yùn)行成本。

在確定了該方法的準(zhǔn)確性以后，接下來在 10 小 時(shí)內(nèi)分析了尿液樣品，以驗(yàn)證儀器和方法的穩(wěn) 定性。以每 10 個(gè)樣品加一個(gè)質(zhì)控樣的方式，評(píng) 估信號(hào)值的漂移。圖 2 顯示的是在 10 小時(shí)內(nèi)

質(zhì)控樣的所有元素的回收率，均在 ±5% 以內(nèi)，說明此方法 具有較高的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，并有效克服了基體效應(yīng)。

結(jié)論：本文證明 PerkinElmer NexION 2000 ICP-MS 可以 對(duì)尿液樣品進(jìn)行準(zhǔn)確、穩(wěn)定的分析。無論使用基 體匹配或者水溶液校準(zhǔn)曲線，全新*的固態(tài)射 頻發(fā)生器生成穩(wěn)定的等離子體，都可以獲得穩(wěn)定 的結(jié)果。得益于通用池技術(shù)和在單個(gè)方法中使用 三種碰撞 / 反應(yīng)氣體技術(shù)，可以采用適合的干 擾消除方法消除干擾，確保實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的低濃度水 平分析功能，有效降低儀器因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果偏差 的影響。在單次分析過程中切換三種碰撞/反應(yīng)氣， 可以在不犧牲靈敏度的情況下獲得干擾消除 效果，并由此得到更好的準(zhǔn)確性和 MDL。