微量元素的检测

已证实,许多疾病与微量元素的代谢密切相关,如铁-缺铁性贫血,碘-地方性甲状腺肿,铜-肝豆状核变性等。因此准确检测人体内各种微量元素的水平,对于疾病的诊断、治疗和预防,具有极其重要的意义。

(一)标本的采集和保存

人体标本主要包括血液、尿液、毛发、指甲、胃液、唾液、精液、胆汁、汗液、脑脊液、乳汁,以及肝、肾、肺、脾、肠、脑、心、肌肉等脏器组织,标本的采集一般应遵循三大原则,即针对性、适时性和代表性。

1.血液标本的采集和保存 血样是微量元素检测中最常用的标本,按需要选择全血、血浆、血清、白细胞、血小板、红细胞等。血液标本可在4℃冰箱中冷藏,在-80℃~-20℃超低温冷冻,可保存较长时间。

2.尿液标本的采集和保存 尿液可反映体内微量元素的代谢和排泄状况,是除血液外临床上用得较多的标本,正常成年人一天排尿1000~2000ml,可采集24h尿和随机尿。

3.发样的采集和保存 头发中微量元素是组织中蓄积或析出机体的微量元素的指示器。应用不锈钢剪刀取距头皮2~3mm以上1cm长的头发作标本,一般取0.4~1g为宜。

4.唾液的采集和保存 唾液中的微量元素是摄入机体的微量元素经吸收、代谢排泄的微量元素。成年人一天唾液的分泌量1~1.5L。采集混合唾液,受检者应先漱口,然后按检测微量元素的方法及要求,收集所需唾液量于试管中。腮腺液需用专门器械从人耳下取样,无污染,成分稳定,但有一定的损伤性。一般应在受检者身体条件恒定,早晨空腹采集唾液。

此外,指甲也是微量元素检测常用标本之一,它是组织中蓄积或析出体内的一部分微量元素,通常每周采集1次,采集1个月收集的混合标本,将污垢洗净,干燥保存。还有脏器标本(如肝、肾、心、肺、眼、脑等),牙齿等也是微量元素检测的标本。

(二)常用微量元素的检测指标

1.血清铁和总铁结合力测定 从肠黏膜细胞吸收入血的Fe2+被氧化成Fe3+后,与血浆中的运铁蛋白结合。正常情况下,仅有20%~55%的运铁蛋白与血清铁结合,其余的运铁蛋白处于不饱和状态。每100毫升血清中运铁蛋白所能结合的铁称血清铁。每100毫升血清中运铁蛋白能结合铁的最大能力称总铁结合力(total iron-binding capacity,TIBC)。血清铁与总铁结合力的比值称血清铁饱和度。

分光光度法是临床测定血清铁广泛使用的一种方法。

【原理】 血清中Fe3+与运铁蛋白结合成复合物,在酸性介质中Fe3+从复合物中解离,还原成Fe2+,与亚铁嗪生成紫红色复合物,与同样处理的标准液比较,可求得血清铁含量。

将过量铁标准液加入血清,使之与未结合铁的运铁蛋白结合,多余的铁被轻质碳酸镁粉吸附除去,测定血清中总铁含量,即为总铁结合力。

【试剂】

(1)0.4mol/L甘氨酸-盐酸缓冲液(p H2.8):0.4mol/L甘氨酸溶液58ml,0.4mol/L盐酸溶液42ml与Triton X-100 3ml混合后,加入无水亚硫酸钠800mg溶解。

(2)亚铁嗪显色剂:称取亚铁嗪[3-(2-吡啶基)-5,6-双(4-苯磺酸)-1,2,4-三嗪]0.6g溶于去离子水100ml。

(3)1.79mmol/L铁标准贮存液:精确称取硫酸高铁胺[FeNH 4(SO 4)2·12 H 2 O,GR] 0.8635g,置于1L容量瓶中,加去离子水约50ml,逐滴加入浓硫酸5ml,溶解后用去离子水定容至刻度,混匀。置棕色瓶中长期保存。

(4)35.8μmol/L铁标准应用液:吸取铁标准贮存液2ml,加入去离子水约50ml及浓硫酸0.5ml,再用去离子水稀释至100ml,混匀。

(5)179μmol/L TIBC铁标准液:准确吸取铁标准贮存液10ml,加入去离子水约50ml及浓硫酸0.5ml,再用去离子水稀释至100ml,混匀。

(6)轻质碳酸镁粉。

【操作】

(1)血清铁测定:取试管三支标明测定、标准和空白管,按表8-9操作。

表8-9　亚铁嗪比色法测定血清铁操作步骤

混匀,室温放置15min或置37℃水浴箱10min,再次读取各管吸光度。

(2)血清总铁结合力测定:在试管中加入血清0.45ml,179μmol/L TIBC铁标准液0.25ml及去离子水0.2ml,充分混匀后,室温放置10min,加入碳酸镁粉末20mg,在10min内振摇数次,3000r/min离心10min,取上清液与血清铁测定同样操作。

【计算】

两次测定吸光度溶液的体积不同,结果应将血清空白吸光度乘以体积校正值0.97 (0.165/0.170)。

【参考区间】 血清铁:成年男性11~30μmol/L(600~1700μg/L);成年女性9~27μmol/ L(500~1500μg/L)。血清总铁结合力:成年男性50~77μmol/L(2800~4300μg/L);成年女性54~77μmol/L(3000~4300μg/L)。

【应用评价】 线性:在140μmol/L以下线性良好,回收率98.3%~100.56%。干扰试验:血红蛋白>250mg/L时结果偏高1%~5%;胆红素102.6~171μmol/L时结果升高1.9%~ 2.8%;三酰甘油5.65μmol/L时结果升高5.6%;铜31.4μmol/L时结果升高0.33μmol/L;在生理条件下铜与铜蓝蛋白结合,对铁的测定基本无干扰。

【临床意义】 血清铁增高:见于溶血性贫血、再生障碍性贫血、巨幼细胞贫血、铅中毒或维生素B6缺乏引起的造血功能减退、血红蛋白沉着症、含铁血黄素沉着症、反复输血或肌内注射铁剂引起急性中毒症等。

血清铁降低:见于营养不良、胃肠道病变、消化道溃疡、失血过多、尿毒症、肾结核、急性和慢性感染、妊娠、婴儿等。

血清总铁结合力增高:见于缺铁性贫血、急性肝炎等。

血清总铁结合力降低:见于肝硬化、肾病、尿毒症和血色素沉着症等。

2.血清铜测定 临床血清铜的测定主要有原子吸收分光光度法和比色法。

双环己酮草酰二腙比色法测定血清铜

【原理】 用稀盐酸处理血清使与清蛋白结合的铜释放,用三氯醋酸沉淀蛋白,滤液中的铜离子与双环己酮草酰二腙反应,生成稳定的蓝色化合物,与同样处理的标准液比较,即可求得血清铜含量。

【参考区间】 比色法:男性10.99~21.98μmol/L;女性12.56~23.55μmol/L。

【临床意义】

(1)血浆铜增高:见于结核、甲状腺功能亢进、口服避孕药、雌激素治疗、霍奇金病、白血病及其他多种恶性肿瘤、巨幼细胞贫血、再生障碍性贫血、色素沉着病、风湿热等。

(2)血清铜降低:见于肝豆状核变性、肝代谢障碍、肝硬化、烧伤、某些缺铁性贫血、蛋白质营养不良及肾病综合征所致低蛋白血症等。

3.血清锌测定 目前常用原子吸收分光光度法和吡啶偶氮萘酚比色法测定锌。

吡啶偶氮萘酚比色法测定血清锌

【原理】 血浆或血清中的蛋白质用三氯醋酸等沉淀剂去除,用维生素C将高价铁、铜还原成Fe2+和Cu+,和其他金属离子一起被氰化物络合形成稳定的复合物,二价锌也与氰化物结合,但水合氯醛能选择性地释放锌。二价锌离子和吡啶偶氮萘酚在碱性条件下生成亮红色复合物,在555nm处比色测定。该反应在p H 8~9的碱性条件下显色最好。EDTANa2能完全抑制反应,应尽量避免使用。

【参考区间】 吡啶偶氮萘酚比色法:9.0~20.7μmol/L。

【临床意义】

(1)血清锌降低:见于酒精中毒性肝硬化、肺癌、心肌梗死、慢性感染、营养不良、恶性贫血、胃肠吸收障碍、白血病、多发性骨髓瘤、原发性高血压、甲状腺功能减退、肾病综合征和部分慢性肾衰竭及妊娠、哺乳期。儿童缺锌可出现嗜睡、生长迟缓、食欲低下、男性性腺发育不全和皮肤改变。

(2)血清锌增高:见于工业污染引起的急性锌中毒、甲状腺功能亢进及接触铅的工人等。

4.全血铅测定 石墨炉原子吸收光谱法,在各种原子吸收光谱法中应用最广,目前被推荐为测定血铅的参考方法。其原理是将血样用Triton X-100作基体改进剂,溶血后用硝酸处理,在283.3nm波长下用石墨炉原子吸收光谱法测定铅的含量。

【参考区间】 成年人<0.97μmol/L(<200μg/L);儿童<0.48μmol/L(<100μg/L)。

【临床意义】 铅是对人体有毒性作用的重金属,广泛存在于人的生活环境和食物链中,铅可以铅烟、铅尘和各种氧化物形式被人体经呼吸道和消化道摄入体内,引起以神经、消化、造血系统障碍为主的全身性疾病。在同一环境中,婴幼儿受危害的程度相对大于成年人。