用于臨床微量元素檢測的質譜技術涉及多種質譜類型。按離子源分類,可分為輝光放電質譜、微波等離子體質譜和電感耦合等離子體質譜(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)。按質量分析器分類,可分為四極桿、扇形磁場和飛行時間等多種類型。目前,臨床應用最廣泛的是ICP-MS。檢驗醫學網
ICP-MS是一種將電感耦合等離子體的高溫電離與四級桿的快速篩選掃描相結合而形成的檢測元素和同位素的分析技術,具有敏感性高、動態線性范圍寬、分析速度快、樣本用量少等優點,可在短時間內準確檢測樣本中的多種元素。中國醫師協會檢驗醫師分會臨床質譜檢驗醫學專業委員會結合目前已公布的質譜技術標準、相關指南、文獻及實際操作經驗,制定本共識,重點闡述質譜技術在臨床微量元素檢測應用中對人員、環境、儀器、試劑、耗材、檢測規程、方法性能評估及質量控制的要求,為臨床實驗室采用質譜技術開展微量元素檢測提供基本指導。
實驗室應將工作人員資質要求文件化,該資質要求應能反映工作人員與其所承擔的工作相適應的教育經歷、培訓經歷、工作經驗和操作技能[1]。檢驗醫學網
建議配備具有分析化學、衛生檢驗或臨床檢驗等相關教育背景和工作經歷的研發人員和經過培訓的操作人員。操作人員在上崗前需經系統性的理論和操作培訓,并通過相應的知識技能考核,證明其具備與工作相關的理論知識和操作能力[2]。檢驗醫學網
質譜實驗室的場地空間按功能劃分一般可包括質譜儀器區、輔助設備存放區、氣體存放區、樣本處理區和數據處理區。需綜合考慮檢測項目要求和儀器廠商的要求,配備足夠的工作場地。
質譜儀器區的環境應潔凈、防塵、無污染源、防潮、防震、弱磁場,且儀器四周應留出適當空間便于日常操作、定期維護保養和檢修;輔助設備存放區主要用于存放機械泵、冷卻循環水機及不間斷電源等輔助設備,此空間需考慮隔音、通風及控溫設計;氣體存放區需根據存放氣體類型配置安全防護設施,如使用氫氣等易燃易爆氣體時需安裝漏氣警報裝置,使用氬氣、氮氣等窒息性氣體時需保證氣體存放區的空氣流通;樣本前處理區及用于試劑存放、玻璃器皿洗滌、純水制備的區域需與使用有機溶劑等的區域隔離,避免污染;數據處理區主要用于存放計算機。供技術人員進行數據處理和報告發放,實驗室可根據實際場地情況進行選配。
微量元素檢測易受空氣粉塵顆粒的污染而影響檢測結果,因此實驗室空間需防塵、防震,保證潔凈。需評估環境潔凈度對檢測項目的影響程度,必要時配備可凈化實驗室空氣的硬件設施。檢驗醫學網
如前處理區排配置可局部防塵的實驗臺,空調系統出風口安裝空氣過濾器,窗戶安裝防塵網。樣本處理區、輔助設備存放區和質譜儀器區需安裝通風系統,進行通風換氣,排放熱氣和廢氣,連接質譜儀的排風出口應設計有預防雨水倒灌的構造,質譜儀與排風管接口處應設計有預防冷凝水灌入的構造。
實驗室需嚴格控制環境溫度與濕度,確保儀器處于良好的運行狀態。質譜儀器區的溫度和濕度可根據儀器廠商的要求進行控制,也需結合地域特點配備控制溫度和濕度的設備,如氣候潮濕的地區配備抽濕機,氣候干燥的地區配備增濕機。一般儀器運行的適宜溫度為15~30 ℃,日常使用建議控制在20~25 ℃,溫度波動變化< 2 ℃/h。濕度控制在20%~80%。
不同品牌的質譜儀所需的氣體類型不同,實驗室應根據儀器廠家要求配備供氣系統,并確保供氣安全。常用氣體包括氬氣、氦氣、氫氣和氨氣等,氣體純度一般要求在99.999%以上。必要時,可配備氣體凈化柱以保障氣體純度。
為保證儀器檢測性能的穩定和可靠,建議使用具有穩定電壓的不間斷電源,負載總電流、插座類型、地線等應符合用電安全和儀器廠商的安裝要求。
實驗室應安裝緊急沖淋裝置、危險化學品應急處理箱、試劑柜、通風櫥等生物安全防護設施。實驗所用的危險化學品,應符合《危險化學品安全管理條例》[3]和《醫療機構危險化學品安全管理規范》[4]等要求。實驗室需編寫相關生物和化學安全操作作業指導書、突發事件應急預案,規范處理檢測過程中所產生的氣態、液態或固態危險廢棄物,如強酸、強堿、高濃度有毒重金屬溶液、生物樣本,并對技術人員進行生物安全和化學品危害、化學品使用以及突發事件處理的相關培訓。
實驗室設計以安全、實用、經濟為原則,滿足生物和化學安全防護的要求,滿足國家法律法規和相關標準的要求[5]。
質譜儀按照樣本引入系統、離子源、質量分析器等模塊的不同, 存在多種組合選擇。實驗室可根據具體檢測項目要求(敏感性、基質干擾)、檢測通量以及廠商的建議,進行合理選配。
質譜儀投入使用前需通過儀器性能要求測試,主要包括背景噪聲、檢出限(limit of detection, LOD)、精密度、質量軸、分辨率、雙電荷和氧化物等。實驗室應制定定期校準和期間核查計劃,保證儀器的檢測性能良好。每次開始檢測前,需重新確認關鍵性能參數(靈敏度、穩定性、分辨率、雙電荷和氧化物等)是否滿足要求。
實驗室需結合儀器廠商要求,根據實際使用情況,制定儀器維護保養的周期性計劃。進行維護保養的部件需包括影響質譜儀使用性能的關鍵組成模塊,如進樣系統(進樣管、矩管和采樣錐等)、透鏡組(提取、偏轉和聚焦透鏡等)和輔助設備(機械泵、冷卻循環水機)等。
質譜儀常見故障主要包括無信號、靈敏度降低和重現性差等。故障原因主要有進樣系統的接頭漏氣、霧化器堵塞、霧化室積液、矩管積碳和錐尖堵塞等。儀器故障排除后,需形成完整的故障記錄,并對儀器性能進行評估,滿足要求后,方可進行樣本檢測。
建議由專人管理質譜儀,定期進行維護保養、性能核查和檔案管理,并制定相應的儀器操作和維護作業指導書。儀器應貼有相關設備標識,標明儀器的型號、編號、狀態、用途及檢查周期等信息。檢驗醫學網
實驗室應選擇通過認證[我國國家食品藥品監督管理總局(China Food and Drug Administration, CFDA)等]的商品化試劑。若使用自配試劑, 建議硝酸、曲拉通等純度為優級純及以上,實驗用水為高純水(≥ 18.0 MΩ .cm, 25 ℃)[6],標準品優先選擇國家一級標準物質。耗材的選擇應首先保證對實驗過程和實驗結果無干擾, 且質量可靠、貨源穩定。
應按說明書及實驗室實際要求使用試劑。若使用自配試劑,需對自配的試劑(調諧溶液、內標溶液、標準溶液等)進行穩定性驗證。真空采血管、實驗試管和移液吸頭等耗材需抽取適當數量進行空白檢測,一般要求空白值低于LOD[7]。檢驗醫學網
分析前階段主要包括樣本的采集、運送和實驗室內傳遞等。分析前階段的質量控制與檢測結果的準確性密切相關。微量元素檢測易受到污染,分析前需做好防污染的準備[8],避免污染。如采集血液樣本時,禁止在采血室使用風扇降溫, 應使用經本底測試合格的采血管; 采血人員不可佩戴涂有滑石粉的乳膠手套; 不可使用碘伏消毒,同時應徹底清潔穿刺部位皮膚。
分析中階段主要包括樣本狀態判別、樣本前處理、樣本檢測以及數據處理等。
分析后階段包括結果復核、臨床樣本處置以及結果報告等。
結果復核對質控結果、檢測結果、臨床診斷及歷史檢測記錄等進行復核。對于異常結果,需根據各實驗室制定的相關標準操作規程進行復測等處理。
臨床樣本處置根據檢測項目要求,制定樣本保留期限及處置流程。
結果報告實驗室應建立臨床結果報告程序,明確結果異常時的報告注釋內容及方式、需聯系臨床的特殊情況及危急值報告流程。
其他信息在日常檢測工作中,應及時、準確、如實地記錄操作人員、儀器、試劑及檢測數據等相關信息,做好環境溫度和濕度、冰箱溫度、試劑使用或配制、儀器使用和維護、日常檢測樣本工作清單、異常樣本等的記錄,以便溯源。