使用 Advion Interchim Scientific SOLATION 进行血液分析^® ICP-MS

介绍

微量元素对于人类正常的生物功能至关重要，不同水平的微量元素预示着许多疾病和状况。 由于人类或工业活动产生的环境污染物沉积在土壤、空气、水和食品中，人体中也存在非必需微量元素。 使用 ICP-MS 可以轻松测量和监测血液、血清和尿液中的这些必需和非必需微量元素。

在本应用说明中，我们提出了一种使用 SOLATION 对小体积血液样本中关键有毒元素和必需元素进行常规分析的快速方法^® 使用简单的“稀释和喷射”样品制备的电感耦合等离子体质谱仪 (ICP-MS)。 ICP-MS 的高灵敏度和宽动态范围对于痕量重金属的测定特别重要，同时还能测量较高浓度的营养相关元素。 血液是一种复杂的基质，富含蛋白质和盐，有利于形成影响许多分析物的碳基和氯基干扰物。 Advion Interchim Scientific SOLATION 上的碰撞池^® ICP-MS 对于克服这些干扰是必要的。

慰藉^® ICP-MS 具有八极碰撞池，用于解决多原子离子的干扰，特别是过渡金属元素的干扰。 对于稳健的常规微量元素分析来说，至关重要的是八极池不会受到污染，否则可能导致漂移和不必要的停机。 通过界面的离子被引导通过 90° 转弯，并使用四极偏转器 (QD) 聚焦到八极杆的入口处。 光和中性粒子继续穿过量子点并远离细胞。

SOLATION 中的碰撞室^® ICP-MS 可以在“He 气”模式下运行，在该模式下池中充满 He 作为碰撞气体，或者在“无气体”模式下运行，在该模式下池为空。 “He Gas”模式用于受多原子干扰的同位素，而“No Gas”模式用于其余同位素。 SOLATION 上“He Gas”和“No Gas”模式之间的快速切换^® （< 5 秒）确保分析运行可以保持较短，从而提高生产率。

实验与结果

试剂与材料

硝酸（Aristar Plus，微量金属级）
Triton X-100（特别纯化，罗氏化学）
水，类型 1（18.2 MΩ，Elga 使用点系统）
甲醇（用于 LC-MS 的超级，Supelco）
Mg、Ca、Mn、Cu、As、Se、Cd、Pb、Ge、Rh、Au 和 Ir 标准溶液（1000 μg/ml，Claritas ppt 级） 
微量元素全血 L-1 (SRM1) (Seronorm)
微量元素全血 L-2 (SRM2) (Seronorm)
微量元素全血 L-3 (SRM3) (Seronorm)
空白全血 (WB(F)) (UTAK)
酸稀释剂：（0.5% 硝酸、0.05% Triton X-100、2% 甲醇、0.25 μg/mL (ppm) Au，内标：10 μg/L (ppb) Ge、Rh 和 Ir）

表1：校准和标准浓度

RSPO标准

该方法用于测定全血样品中的 Mg、Ca、Mn、Cu、As、Se、Cd 和 Pb。 这些元素被选择代表血液中一些常用的金属，包括必需元素和有毒元素。 使用酸性稀释剂和四种浓度水平的元素制备标准品，以覆盖血液中常见的范围。 表 1 概述了每个水平的标准浓度以及该水平的元素。 表 2 中列出了每种分析物使用的分析模式和内标。ICH 指南要求至少使用 XNUMX 个浓度才能建立线性； 我们使用六个校准空白来满足这一要求。

表2: 分析模式和内标

样品和准备

样品在 15mL 无金属离心管中制备。 将酸稀释剂 (14.7mL) 添加到每个管中，然后添加 0.3mL 血样进行 1:50 稀释。 将管盖上并颠倒 3-5 次以充分混合。

使用 SOLATION 分析样品^® 电感耦合等离子体质谱。 解决方案^® 用于该分析的仪器配置是带有 Micromist 同心雾化器和一体式炬管的旋风雾化室。 在整个研究过程中使用了镍采样器和截取锥。 表 3 总结了仪器的运行条件。

表3: ICP-MS 操作参数

结果与讨论

我们遵循 ICH“分析程序验证”指南进行方法验证，该指南定义了准确度、精密度（重复性）、检测限和方法检测限（DL 和 MDL）以及定量限（LOQ）的具体要求。 

该方法的准确性是使用 Seronorm 参考材料确定的，该参考材料具有该方法中所有元素的经过认证的浓度值。 对这些材料进行三次测量，并将分析结果与 Seronorm 提供的认证值和 95% 置信限进行比较。 

这些值绘制在图 1 中，其中最小和最大认证值以方框表示。 我们的分析值绘制在图 1 中，在每种情况下，我们的值都位于限值内，表明精度很高，很容易满足 ICH 规范。

准确性的第二个衡量标准是尖峰恢复。 将来自 UTAK 的“空白血”(WB(F)) 样品添加到 150mL 试管中除 Ca 和 Mg 之外的所有元素的 15μL 标准储备溶液中。 回收率计算如下： 

加标回收率如表 4 所示。所有回收率均在 90 – 110% 范围内，表明加标分析物具有出色的回收率。

表4：尖峰恢复

方法精度通过六个 Seronorm 2 级 (SRM2) 样品的重复性来衡量。 分别制备、稀释并分析了 2 个 Seronorm 2 级 (SRM3) 样品。 结果显示重复值的 RSD 小于 2%。 六个重复的 %RSD 如图 XNUMX 所示。

图1：经过认证的 Seronorm 材料分析的准确性

图2: Seronorm 材料分析的精度

使用八种酸性稀释剂空白信号的标准偏差 (σ) 确定方法检测限 (MDL) 和定量限 (LOQ)。 使用与样品相同的技术和设备制备酸性稀释剂空白，并在每次运行结束时加入校准标准。 MDL 和 LOQ 计算如下： 

其中 S 是校准斜率，并且：

由于校准斜率是相对于内标的分析物，因此使用校准标准来确定计数/秒/ppb。 这些值经过计算后乘以 50 以考虑稀释系数，并以 µg/L (ppb) 表示。 在表中，MDL 和 LOQ 是相对于 Seronorm 2 (SRM2) 代表的生理正常值绘制的。 相比之下，大多数分析物的 MDL 和 LOQ 都很小，特别是对于主要元素钙和镁。 然而，即使对于硒等更具挑战性的分析物，MDL 也比 Seronorm 2 (SRM2) 低一个数量级，尽管 Seronorm 2 (SRM2) 是 XNUMX 级 (SRMXNUMX)，但其硒含量是这三种 SRM 中最低的。 

图3：LOQ 和 MDL 与生理正常值相比
*以 Seronorm L2 为代表，制定为代表典型或平均人类值。

结论

在本应用说明中，我们报告了使用 Advion Interchim Scientific SOLATION 分析血液中的微量元素^® ICP-MS。 血液是一种复杂且具有挑战性的基质。 然而，这些数据支持使用简单的“稀释和射击”样品制备方法，该方法可以为血液中的高水平和痕量元素提供准确且精确的浓度。 加标样品和 CRM 均观察到出色的回收率。 四极偏转器和碰撞池的组合可最大限度地减少漂移并确保长期的准确性和精度。 所报告的方法受益于 SOLATION 的快速碰撞池气体切换功能^® 分析血液中的多种元素，以获得快速、准确且可重复的结果。