微量元素在临床上的检测和临床意义

袁志军冯月荣

【摘要】人体是由多种元素构成的，根据元素在体内含量不同可将体内元素分为两类：一类是常量元素占99.9％有10种，二类是微量元素占0.05％有14种。钙、铁、锌、镁、铜、铅、镉在人体中尤其重要的微量元素。以下几类人应该定期检验血中的这些微量元素。

[中图分类号]R2[文献标号]A[文章编号]2095-7165（2018）15-0354-03

第一类是少年儿童。

因快速生长发育，消耗较大，补充不驻足，饮食结构不合理厌食、偏食、易生病等原因，易缺乏微量元素。

第二类人群是孕妇及哺乳期妇女。因胎儿快速生长发育，消耗较大孕妇由于妊娠反应也往往会导致摄入不足等原因，易缺乏微量元素。

第三类人群是免疫力低下者及中老年人。因免疫力低下，胃肠吸收功能下降，且易患慢性消耗性疾病等原因，易缺乏微量元素。

第四类人群是有害的微量元素铅摄入过多，造成中毒性损害。

检测微量元素的方法：1.电化学法2.原子吸收光谱法3.同位素法4.生化法。

一、仪器、材料和方法

1.仪器：博晖钨舟铅、镉元素基础型分析仪和全血五元素基础型分析仪

2.方法：原子吸收光谱法

3.材料：北京博晖创新光电技术股份有限公司生产的试剂

二、原理

原子吸收光谱法的原理是待测元素的化合物在高温下进行原子化，被解离为基态原子。当锐线光源发射出的特征谱线，穿过一定厚度的原子蒸汽时，光的一部分被原子蒸汽中待元素基态原子吸收，检测系统测量出透射光的强弱变化，根据光吸收定律，吸光度的大小与原子化器中待测元素原子浓度成正比的关系，求得待测元素含量。公式A=logIo/I=K*C*L式中：A吸光度；Io入式中强度；I出射光强度；K吸收系数；C被测物质浓度；L原子化区厚度

三、样本要求

1.测量样本为全血

2.样本的采集参照《血铅临床检验技术规范》卫医发（2006）

10号。

3.橡胶手套含有金属元素较多，医务人员采样时应防止接触采样部位和样本。

4.样本加入量要准确，加入试剂后要迅速混匀，防止凝结。

5.样本应尽快检测，暂不能检测时，可置冰箱（2-8℃）保存，不得超过二周。

四、检验方法

1.将原子吸收光谱仪开机预热，调整参数至最佳状态。

2.使用相应的校准溶液从低浓度到高浓度进样，测量其吸光度，根据吸光度及浓度关系绘制标准曲线（r≧0.9950)。

3.将40ul全血样本或质控品加入试剂中，充分混匀后室温（10℃-30℃）静置30分钟，然后吸取处理过的样品或质控品开始检测。

4.所测样本浓度为对应反算浓度×稀释倍数

5.注意：在整个测试过程中以及测试结束后，请勿触摸燃烧头。

五、结果

检测我院2017年2月1日—2018年2月1日7071例（1---16岁）儿童的微量元素检测标本结果如下：铅↑315例占4.45％、铜↓10例、锌↑456例占6.44％、锌↓336例占4.75％、镁全部在正常范围、钙↓540例占7.6％、铁↓1447例占20.5％、镉全部在正常范围。

六、分析：1、由于我县是不发达地区，近年来引进了一些有污染的企业，造成我县居民铅含量偏高达到4.45％，2、由于现在小孩比较少，含锌的营养品广告到处都是，造成家长给小孩补锌过多，使小孩体内的维生素C和铁元素含量减少，抑制铁的吸收和利用，从而引起缺铁性贫血。所以我县锌↑也占6.44％，铁↓占20.5％。说明我县是一个含铅高的重灾区，又是一个滥用锌和缺锌、缺铁的高发区。

七、参考区间：全血样本的参考值是测定全国101600例健康人末梢血中各元素含量，百分位数法确定其参考值。

八、检验方法的局限性

试剂适用于原子吸收光谱分析方法。检测项目为人体血中铜、锌、钙、镁、铁含量。原子吸收光谱仪在分析过程中，由于受温度、电压的变化或遇停电等因素影响，都会引起初始分析条件发生改变，使分析结果产生误差，因此在分析前要进行仪器校准，使用中遇到仪器分析条件发生改变时都要重新进行校准。

九、试剂性能指标

1.外观：装放试剂的离心管应光滑，无毛刺等缺陷，标签清晰无破损。试剂应为透明液体，可有少量悬浮物或絮状物。

2.试剂含量：不少于标准值。

3.试剂空白：铅、镉元素吸光度≦0.015ABS。铜、锌、钙、镁、铁元素吸光度≦0.048ABS。

4.分析灵敏度：铅、镉≧0.025ABS.铜、锌、钙、镁、铁元素灵敏度的吸光度在于0.013ABS、0.029ABS、0.055ABS、0.055ABS、0.021ABS。

5.线性范围：r＞0.990，偏差+10％

6.重复性：CV≤5％

7.批间差：相对偏差均应≤5％

8.准确度：相对偏差均应≤10％

微量元素操作的注意事项

一、温度和高度不对常见现象

1.灵敏度低

2.准确性、重复性低

3.3号标准液吸光度低，标准曲线上表现低

4.温度不对，峰形不对，乱峰，结果高

二、污染环节注意事项

避免血液受到外界物品上血铅、铜、锌、钙、镁、铁的污染，造成血铅、铜、锌、钙、镁、铁假性高，与细菌没有关系。

污染源

1.试剂方面：抗凝剂、清洁和消毒的酒精或碘伏等污染。

2.器皿、用品：注射器、真空采血管、消毒棉签、棉花、定量采血管、加样吸嘴等必须是一次性使用，并需抽样进行空白检验。

3.操作员自身因素：化妆品、外敷药物、乳胶手套等对样品的污染。

4.接触污染：操作员手或手套接触血标本或子弹头内壁

三、空白试验标准方法

A.稀释液（试剂）

B.血液对比验证法

所有空白试验要有文字记录与检测记录

不做空白试验的常见现象

1.铅成批结果高

2.锌成批高，100以上结果多

3.钙高，高于正常参考值，标本占多数

4.镁高，高参考值，或上限值居多

5.铜、铁污染相对少见

经验证，浓度小于20g/dl血红蛋白、5mg/dl胆红素、500mg/dl甘油三脂对检测结果没有显著干扰。

仪器的保养

一、光路的保养

1.擦拭透镜：用棉签由内向外旋转擦拭透镜

2.检查更换元素灯：元素灯需要更换的表征（信号图、基线稳定性、瞬时噪声）。

二、电路的保养

1.高压板、前置板线头：元素信号图形有波动，线插头的制造的方法和技巧。

三、气路的保养

1.定期更换乙炔气管路：乙炔管路更换的周期为二年。乙炔管路的保护常识

2.定期更换干式防回火器：更换周期为一年

3.气密性检查：打开乙炔主阀门，待压力表压力上升后关闭。等30分钟左右后观察主表和副表压力有无明显变化。

4.更换干燥筒脱脂棉：更换脱脂棉的表征（流量计进水、干燥筒出气端出现水滴）。

5.空压机排水：空压机内部结构（一个电机、一个泵头、冷凝铜管、四通接头分了三路调节阀压力表贮气罐两个串连，每个气罐一个放水阀。排水的重要性（防止空气中的水进入雾化器，稀释样品）、如何排水（两个放水阀的空压机，应先按一个放水阀，然后等压力回到工作压力再关闭空压机，按另一个放水阀放水）。

四、样路保养

1.清洁燃烧头：清洁燃烧头的方法（用棉签控拭内壁，用清水冲洗，用胶片轻刮燃烧缝，至水流成均匀水幕状），简易保养的方法（用硬质片状物刮去燃烧缝中的附着物即可）。

2.清洁预混室：将巴氏清洁液4-5滴滴入50毫升去离子水中打开机吸样，然后再吸去离子水50毫升即可。拆除雾化器和燃烧头，用棉签擦拭预温室内部，然后用清水冲洗干净。

3.检查清洗废液管、倾倒废液：水封的作用、清洗废液管的方法（放干后用手捏废液管、用细铁丝钩住棉球从管中抽过、用巴氏消毒液浸泡10分钟，再用清水冲洗）。

4.疏通清洗雾化器：用银针疏冲、用去离子水冲洗、雾化器的调校方法（调节旋钮至雾团呈球形，然后安装好雾化器再微调旋钮至灵敏度过标）。

微量元素检测的临床意义

几年来微量元素与人类分健康及疾病的关系，已经受到医学界的广泛关注，人体微量元素特别是血液中微量元素含量的变化与人体生理、病理状况有着直接的联系。测定人体微量元素，可作为健康保健诊断疾病和观察疗效的可靠依据。由于目前，人们对健康保护的意识日益提高，加上社会上各种保健品，营养品的泛滥，补充人体有益元素和驱除人体有害元素的广告随处可见，人们都希望了解自已和孩子的分健康状况，是否需要进食保健营养品以及选择的依据，这就导致人们对人体微量元素及血铅检测的迫切需要。

锌儿童53--103umol/L成人76--170umol/L锌是细胞生长、蛋白质合成、酶的产生和免疫系统所需的金属矿物质，锌与很多酶的活性有关，参与糖类、脂类、蛋白质、核酸的合成和降解，锌与多种维生素代谢有关，锌可以提高机体的免疫力，促进生长发育。

缺锌的临床表现:

一、内科慢性腹泻和不易愈合的口腔溃疡及消化道溃疡病、易患感冒、易发生各种感染、贫血、肾脏病、急性心梗、类风湿关节炎、痤疮、动脉硬化、血栓性脉管炎、冠心病、糖尿病等与缺锌有关。

二、外科手术刀口及创伤伤口不易愈合。

三、妇产科孕妇缺锌易发生流产、早产胎儿畸形、易导致新生儿先天性锌缺乏，乳母缺锌则受哺婴儿生长缓慢，女性青春期可出现原发性闭经，乳房发育缓慢，成人继发性闭经等。

四、儿科儿童缺锌：味觉功能、消化功能、食欲明显下降、智力下降、嗜睡、发育停滞、吃纸、吃土、煤等。

五、男性科易患性机能障碍，睾丸萎缩、精子形成和活力失常，引起继发性不育及第二性特征缺乏。

六、皮肤科缺锌可导致脱发，皮肤干燥无光，晚生粉刺，嘴角溃烂，多发性肢端皮炎，银屑病等。

七、眼科缺锌视觉减退，甚至造成视力障碍等现象。

八、肿瘤科试验证明锌对接触化学性致癌物的大白鼠有抑制癌细胞的生长作用。

缺锌的防治

1.含锌的食物动物肝脏、海产品、核桃、花生等。

2.补锌的药物：硫酸锌片、硫酸锌糖浆、葡萄糖酸锌等。

高锌及锌中毒

血锌增高：见于甲亢、嗜酸性粒细胞增多症、溶血性贫血、红细胞增多症、接触锌的工人等。锌中毒发生于治疗中过量涂布或服用过量的锌剂及锌容器储存食品时，以及工业污染中毒表现为恶心、呕吐、急性腹泻、腹痛和发热。

铁是有光泽的银白色金属，硬而有延展性，溶点为1535℃沸点3000℃有很强的铁磁性、并有很好的可塑性和导热性。

铁元素的生理意义儿童：35--280umol/L成人：40-310umol/L铁与人体内许多酶的活性有关，参与能量代谢、造血及免疫功能。体内的铁约72％以血红蛋白、3％以肌红蛋白、0.2％以其它复合物形式存在，其余则为储备铁。

缺铁的临床表现与疾病：

内科：缺铁可导致贫血、食欲不振、体重增长缓慢，肌肉运动能力、消化、吸收功能下降，易患关节炎，十二指肠炎，粘膜萎缩，还易患上呼吸道和皮肤粘膜感染，且不易康复。

妇产科：妇女由于月经和怀孕（胎儿生长需要大量铁元素）也会造成缺铁，缺铁者面色苍白、虚弱、疲劳、头痛、呼吸急促。

儿科：儿童导致贫血、注意力下降。缺铁还对儿童的消化循环、肌肉、内分泌、皮肤粘膜，免疫功能等，甚至对精神、智能、体格发育都有着不同程度的影响。缺铁婴儿可出现烦燥不安、对周围环境不感兴趣，反应慢，较笨拙、注意力不集中、理解力、记忆力下降。

与铁元素有关的疾病

1.降低：缺铁性贫血、感染贫血、失血过多、妊娠及婴儿生长期、尿毒症、急性病毒性肝炎、肝硬化、营养不良、糖尿病等。

2.增高：溶血性贫血、再障、巨幼贫、血红蛋白增多症、含铁血黄素沉着症、铅中毒、VB6缺乏导致利用减少等。

缺铁的防治

1.含铁丰富的食物：动物血液、动物肝脏、乌贼、黄鱼等。

2.补铁的药物：硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、补充维生素C等。

锰是银白色金属，质坚而脆。密度7.20g/ｍ。溶点1244℃沸点2097℃

一、锰元素的生理意义：0.029--1.2umol/L对人体有多种重要的生理作用，不但参与DNA、RNA和蛋白质的生物合成，而且对人体的生长、发育、繁殖、遗传信息的传递、内分泌活动及自由基的生成和灭活等方面均发挥重要作用。

二、缺锰的临床表现和疾病

内科：锰能保护血管、抗癌、延缓衰老，改善动脉粥样硬化者脂类代谢，防止进一步硬化，能改善记忆，有助于治疗糖尿病。锰与造血系统有密切关系，贫血病人的血液中，锰的含量降低。

儿科：儿童缺锰可导致生长发育停滞，智力下降，缺锰影响骨骼的生长，出现软骨障碍、骨骼畸形。

男性科：锰促进生长发育，锰还参与遗传信息和性腺的分泌，缺锰会导致精子减少、性欲减退以致不育、死胎等。

四、与锰元素有关的疾病

1.降低：侏儒症、贫血、肝硬化、肝癌、糖尿病、妊娠等

2.增高：感染性疾病患者锰浓度增加，常见于急性肝炎患者、坏死性肝硬化、心梗、锰中毒病人、肿瘤患者可见轻度或中度增高。

五、缺锰的防治

1.含锰丰富的食物：粗粮、坚果、茶叶、香焦、芹菜等。

改善饮食，纠正偏食，少食精米。正常人出现体重减轻、性功能低下、头发早白可怀疑锰摄入不足。

铜是紫红色光泽的金属密度8.92g/ｍ，溶点1083℃沸点2567℃

一、铜的生理意义9-34umol铜参与几十种酶的组成和活化，影响机体的生物转化、电子传递、氧化还原、组织呼吸等。铜与机体免疫力及清除自由基也有关系，并参与造血过程，影响铁的吸收，运送和利用。

二、缺铜的临床表现和疾病

内科：缺铜会出现大脑萎缩、神经元减少、运动失调、小细胞低色素贫血、关节炎、嗜睡等。铜可使老年人筋骨强壮、防止心脏病，铜有抗肝脏肿瘤作用，调节心搏。

儿科：儿童缺铜出现脸色苍白、长期腹泻，消瘦、发育迟缓，影响智力。婴儿缺铜导致骨、神经组织和肺发育不正常。

皮肤科：缺铜出现皮肤和头发变性、脂溢性皮炎、白癜风、毛发退色症、牛皮癣等。

三、缺铜的防治

1.含铜丰富的食物：动物肝、贝类、豆制品、核桃、牡蛎

2.补铜的药物：1％硫酸铜、葡萄糖酸铜。

钙是银白色的轻金属，质软密度1.54g/ｍ.溶点839℃沸点1481℃

一、钙的生理意义儿童1.0-2.5umol成人0.8-2.0umol钙是构成人体骨骼和牙齿的主要成份，并在肌肉应激，神经冲动传递，心动节律维持，血液凝固，细胞黏着等生理过程中有着举足轻重的作用。钙还参与血凝过程，并对一些酶系统起激活作用，此外，钙还是各种生物膜的一部分，是维持细胞内胶质完整性所必须的

二、缺钙防治1.含钙丰富的食物牛奶、豆类、山楂、柑桔

改善饮食、增加户外活动、服用钙剂、适量补充维生素D

镁银白色金属密度1.738g/ｍ溶点648.9℃沸点1090℃

一、镁的生理意义儿童0.68-2.06umol成人0.80-2.06umol镁对很多酶系统特别对与氧化磷酸化有关酶系统的生物活性极其重要，是维持心肌正常功能和结构所必须的。当心脏缺血损伤时，有维持心脏节律的作用，另外镁有抑制氟中毒的作用，并可控制胆固酵不正常沉淀。

缺乏：厌食、恶心、呕吐、嗜睡、注意力下降、抽搐、痉挛、心律不齐，可导致钾、钙等电解质紊乱。

过量：导致低钙血症，神经系统紊乱，甚至心脏完全传导阻滞或心捕停止。

二、缺镁防治1.含镁丰富的食物紫菜等海产品、花生、胡萝卜、黑枣、密桔等。2.以食疗为主，氧化镁、硫酸镁、氢氧化镁。

铅是带蓝色的银白色重金属质地柔软，密度11.3437g/ｍ溶点327.502℃沸点1740℃抗张强度小。

一、铅的生理毒性：主要累及神经、造血、消化、心血管和泌尿系统。对儿童智能产生不可逆的影响。1.铅中毒的诊断标准：A高铅血症连续两次静脉血铅水平为100-199ug/L、B轻度铅中毒连续两次静脉血铅水平为200-249ug/L、C中度铅中毒连续两次静脉血铅水平为250-449ug/L、重度铅中毒连续两次静脉血铅水平为≧450ug/L。成人铅中毒静脉血铅水平为≧400ug/L.

二、铅中毒的临床危害：

1.铅中毒能使儿童多器官，多系统受损，其临床经过缓慢、隐匿，且有不可逆性。由于儿童血脑屏障不成熟，中枢神经系统相脆弱，对铅中毒特别敏感。因此常表现容易激动，多动，注意力短暂、或反应迟钝、嗜睡、运动失调以及学习困难智力发育落后等，还能导致钙、锌、铁等各类营养素丢失，造成相关酶系统紊乱、失活引发疾病。

2.急性铅中毒的临床表现为恶心、呕吐、口中金属味、腹绞痛、大便带血、剧烈头痛、极度疲乏。慢性铅中毒表现以神经系统症状较突出、神经亢奋到衰弱、多发性神经炎、中毒性脑病，其次是消化系统症状、早衰等。

三、铅中毒的预防血铅水平往往要≧450ug/L，才有明显症状。被称为“隐匿杀手”。1.定期检测血铅水平，尽量少在含铅高的环境中停留，并养成良好的卫生生活习惯。2.铅中毒的治疗驱铅口服液二巯基琥珀酸依地酸二钠钙和二巯基丙醇联合驱铅，同时保护肝肾功能并监测微量元素水平。

镉是银白色或灰白色有光泽的软质金属，具有延展性密度8.642g/ｍ，溶点320.9℃沸点765℃

一、镉元素的生理毒性：0.003--0.06umol.镉会对呼吸道产生刺激，会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈，镉经呼吸被人体吸收，积存于肝脏或肾脏造成危害，尤以对肾脏损害最为明显。还可以导致骨质疏松和软化。

二、镉中毒的临床表现：镉在人体内的理想含量为零，人体内的镉都是出生后从外界环境中吸取的，主要通过食物、水和空气经呼吸道和消化道进入体内蓄积下来，吸入含镉气体可致呼吸道症状，经口摄入镉可致肝、肾症状。1.急性中毒：以呼吸道中毒早期表现咽痛、咳嗽、胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、无力、发热等症状，严重者可出现中毒性肺水肿或化学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量泡沫血色痰，可因急性呼吸衰竭而死亡。经消化道中毒潜伏期短，以10-20分钟后即可发生恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗、虚脱、上肢感觉迟钝、甚至出现抽搐、休克。2.慢性中毒：引起肾脏损害，主要表现为尿中含有在量的低分子量蛋白质，肾小球的滤过率功能虽多属正常，但肾小管的回收功能却减退，并且尿镉的排出增加。另外可导致肺气肿、贫血、嗅觉丧失、骨质疏松、前列腺癌等。

三、镉中毒的防治：1.远离污染环境，不用镀镉器皿储存食物，特别是酸性食品，保持室内良好的通风。2.对症治疗，防止肺气肿和肾损害，增加钙和磷酸盐的摄入，供给充足的锌和蛋白质，慎用依地酸二钠钙排镉。