崔宏恩， 姚紹衛(wèi)， 封志明， 張 超

(江蘇省計量科學研究院， 江蘇 南京 210023)

1 引 言

電解質檢測是臨床生化檢驗項目之一。目前各臨床實驗室除了采用常規(guī)生化分析儀測定電解質濃度之外還使用獨立的電解質分析儀測定K+、Na+、Cl-電解質，且很多醫(yī)院均在使用離子選擇電極法(ISE)檢測K+、Na+、Cl-電解質[1]。基質效應是指樣本中除分析物以外，所有其它成分在分析過程中所介導的分析誤差，影響分析物定量測定的準確性[2]。因基質效應而導致的檢測結果的偏差稱為基質偏差。獨立的電解質分析儀一般使用儀器自帶的水溶液基質的定標液進行定標，而生化分析儀的電解質模塊一般使用血清基質的校準品進行定標。一般同臺儀器上是不能同時操作的，應使用各自匹配的校準液標定后方可檢測。在實際工作中經常發(fā)生血清樣本在獨立的電解質分析儀上面進行檢測和類似水溶液基質的少量腦脊液樣本在生化分析儀上進行檢測的情況發(fā)生[3]。而血清與水溶液組成相差較大，存在基質效應會造成一定的基質偏差，但是基質效應的大小如何變化，相關文獻則少見報道。

2 材料與方法

2.1 材 料

2.1.1 儀器與試劑

MEDICAL公司Easylyte Plus電解質分析儀及配套試劑盒和水溶液基質定標液。HITACHI公司LABOSPECT 008全自動生化分析儀及配套試劑和血清補償基質校準品。兩種儀器電解質測定的原理均為離子選擇電極法(ISE)。

2.1.2 測試用標準物質

測試用的電解質分析儀檢定用標準溶液BW301為水溶液基質，人血清無機成分電解質標準物質GBW(E)090794、GBW(E)090795、GBW(E)090796為人血清基質，兩類標準物質均來自深圳市凱特生物醫(yī)療電子科技有限公司。

實驗用去離子水水質≤1.0 μS/cm；檢定用移液器經過國家計量部門校準。

2.2 方 法

電解質分析儀用水溶液基質定標液品分別對K+、Na+、Cl-進行項目校準，分別使用BW301和GBW(E)090794、GBW(E)090795、GBW(E)090796進行測定，記錄數(shù)據(jù)。全自動生化分析儀實驗參數(shù)均嚴格按照試劑盒要求設定。用配套校準品分別對K+、Na+、Cl-進行項目校準，分別使用BW301和GBW(E)090794、GBW(E)090795、GBW(E)090796進行測定，記錄數(shù)據(jù)。

2.3 統(tǒng)計學處理

使用Graphpad Prism 6.01統(tǒng)計軟件對以上兩組測定進行配對t檢驗及差異性顯著性分析，p<0.01的差異具有統(tǒng)計學意義(其中t檢驗，n=6；p<0.01， 用*表示；p<0.001，用**表示；p<0.000 1，用***表示)。對兩類不同基質的標準物質在不同濃度下測試水溶液基質標定過的電解質分析儀和人血清基質標定過的生化分析儀因基質效應所產生的基質偏差的大小(mean+SEM)進行統(tǒng)計分析，以人血清基質標定過的生化分析儀測試結果為參照。

3 結 果

使用水溶液基質的定標液對電解質分析儀校準后的測量結果和使用人血清基質的定標液對生化分析儀校準后的測量結果經配對進行t檢驗和對基質偏差統(tǒng)計分析，結果如下。圖1是使用BW301測試電解質分析儀和生化分析儀時K+的t檢驗結果，圖2是使用BW301測試電解質分析儀和生化分析儀時K+的基質偏差結果。

圖1 使用BW301測試時K+的t檢驗結果

圖2 使用BW301測試時K+的基質偏差結果

從圖1和圖2可以看出:使用水溶液基質的BW301在不同濃度下分別測試水溶液基質標定的電解質分析儀和人血清基質標定的生化分析儀的K+結果(t檢驗，n=6；*，p<0.01；***，p<0.000 1)，具有統(tǒng)計學差異，有明顯的基質效應。當K+標準值≥4.5 mmol/L時，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個正向偏差; 當K+標準值≤3.0 mmol/L時，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個負向偏差; 當K+的濃度在4.0 mmol/L左右時，可以忽略基質效應的影響。基質偏差隨樣品K+濃度的增加而增大。

圖3是使用BW301測試電解質分析儀和生化分析儀時Na+的t檢驗結果，圖4是使用BW301測試電解質分析儀和生化分析儀時Na+的基質偏差結果。從圖3和圖4可以看出:使用水溶液基質的BW301在不同濃度下分別測試水溶液基質標定的電解質分析儀和人血清基質標定的生化分析儀的Na+結果(t檢驗，n=6；***，p<0.000 1)，具有統(tǒng)計學差異，有明顯的基質效應。電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個負向偏差，基質偏差隨樣品Na+濃度的增加而增大。

圖3 使用BW301測試時Na+的t檢驗結果

圖4 使用BW301測試時Na+的基質偏差結果

圖5是使用BW301測試電解質分析儀和生化分析儀時Cl-的t檢驗結果，圖6是使用BW301測試電解質分析儀和生化分析儀時Cl-的基質偏差結果。從圖5和圖6可以看出:使用水溶液基質的BW301在不同濃度下分別測試水溶液基質標定的電解質分析儀和人血清基質標定的生化分析儀的Cl-結果(t檢驗，n=6；***，p<0.000 1)，其中Cl-標準值為80 mmol/L時的p值為0.448>0.01 ,Cl-標準值為100 mmol/L時測定Cl-的p值為0.074>0.01,不具有統(tǒng)計學差異，可以忽略基質效應的影響。其他濃度下p值均<0.000 1，具有統(tǒng)計學差異，有明顯的基質效應，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個負向偏差?；|偏差隨樣品Cl-濃度的增加而減小。

圖5 使用BW301測試時Cl-的t檢驗結果

圖6 使用BW301測試時Cl-的基質偏差結果

圖7 使用GBW(E)測試時K+的t檢驗結果

圖8 使用GBW(E)測試時K+的基質偏差結果

圖7、圖8分別是使用GBW(E)測試電解質分析儀和生化分析儀時K+的t檢驗結果和基質偏差結果。從圖7和圖8可以看出:使用人血清基質的GBW系列標準物質在不同濃度下分別測試水溶液基質標定的電解質分析儀和人血清基質標定的生化分析儀的K+結果(t檢驗，n=6；***，p<0.000 1)，當K+的標準值為7.02時，p值為0.762(>0.01)不具有統(tǒng)計學差異，可以忽略基質效應的影響;其他濃度的p值均<0.000 1，具有統(tǒng)計學差異，有明顯的基質效應，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個負向偏差?；|偏差隨樣品K+濃度的增加而增大。

圖9是使用GBW(E)測試電解質分析儀和生化分析儀時Na+的t檢驗結果，圖10是GBW(E)測試電解質分析儀和生化分析儀時Na+的基質偏差結果。從圖9和圖10可以看出使用人血清基質的GBW系列標準物質在不同濃度下分別測試水溶液基質標定的電解質分析儀和人血清基質標定的生化分析儀的Na+結果(t檢驗，n=6；***，p<0.000 1)，具有統(tǒng)計學差異，具有明顯的基質效應。電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個負向偏差，基質偏差隨樣品Na+濃度的增加而增大。

圖9 使用GBW(E)測試時Na+的t檢驗結果

圖10 使用GBW(E)測試時Na+的基質偏差結果

圖11是使用GBW(E)測試電解質分析儀和生化分析儀時Cl-的t檢驗結果，圖12是GBW(E)測試電解質分析儀和生化分析儀時Cl-的基質偏差結果。從圖11和圖12可以看出使用人血清基質的GBW系列標準物質在不同濃度下分別測試水溶液基質標定的電解質分析儀和人血清基質標定的生化分析儀的Cl-結果(t檢驗，n=6；*，p<0.01；***，p<0.000 1)，其中Cl-標準值為113.2 mmol/L時的p值為0.011 5>0.01，其他濃度下p值均<0.01，具有統(tǒng)計學差異，具有明顯的基質效應。當Cl-標準值≤113.2 mmol/L時電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個正向偏差，當Cl-標準值為133.5 mmol/L時電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比有一個負向偏差?；|偏差隨樣品Cl-濃度的增加而減小。

圖11 使用GBW(E)測試時Cl-的t檢驗結果

圖12 使用GBW(E)測試時Cl-的基質偏差結果

綜上結果分析，結合圖1、圖2、圖7、圖8，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比，基質偏差隨樣品K+濃度的增加而增大。結合圖3、圖4、圖9、圖10，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比，基質偏差隨樣品Na+濃度的增加而增大。結合圖5、圖6、圖11、圖12，電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比，基質偏差隨樣品Cl-濃度的增加而減小。

4 討 論

電解質分析儀和生化分析儀的測試結果表明基質效應引起的偏差隨著測試樣品K+和Na+濃度的增加而增大，隨著測試樣品Cl-濃度的增加而減小。

使用水溶液基質電解質標準物質作樣品和使用人血清基質電解質標準物質作樣品分別測試水溶液基質標定后的電解質分析儀和人血清基質標定后的生化分析儀的測試結果所表現(xiàn)出的基質效應引起的偏差變化趨勢是一樣的。使用電解質標準物質驗證電解質分析儀和生化分析儀的系統(tǒng)示值誤差時需要保持基質的一致性，基質不一致時需要根據(jù)相關數(shù)據(jù)支撐在校準曲線里做修正。

綜上所述，水溶液基質校準品與人血清基質校準品相比較而言，后者的基質更接近于新鮮人血清(臨床標本)。雖然人血清基質定標液在制備過程中經過過濾、透析或離子交換、添加劑等預處理后，其基質與新鮮人血清基質也略有差異，但相比于水溶性基質更令人滿意。目前JJG 1051—2009 《電解質分析儀檢定規(guī)程》只聲明適用于采用離子選擇電極法測定K+、Na+、Cl-離子濃度的醫(yī)用電解質分析儀的首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗，規(guī)程中規(guī)定了使用人血清無機成分電解質標準物質測試示值誤差項目的方法和范圍，3個檢測項目示值誤差的設定范圍均為±4.0%[4]，如表1所示，使用人血清基質電解質標準物質測試單獨的電解質分析儀時由基質效應引起的基質偏差帶來的示值誤差很多項目指標超過±4.0%，希望未來電解質分析儀檢定規(guī)程的修訂應進一步考察基質效應對檢定結果的影響，研制出不同基質的電解質國家標準物質時，應依據(jù)ISO 17511的規(guī)定嚴格考察標準物質的互換性[5]。

表1 結果分析 mmol·L-1

檢定過程中，應根據(jù)臨床的實際使用情況，在驗證電解質分析儀和生化分析儀電解質模塊系統(tǒng)示值誤差時應選擇與儀器定標基質一致或接近的電解質標準物質，盡可能真實地反映儀器示值誤差。與此同時，由于基質效應的存在，在實際檢定過程中線性誤差很容易超出規(guī)程中的技術范圍，建議規(guī)程修訂時采用線性相關性代替線性誤差指標，這樣可以有效避免基質效應對線性誤差的影響，儀器的線性相關性指標的應用比線性誤差更廣泛也更符合臨床實際情況[6]。另外基質效應的存在給臨床電解質分析儀的室內比對和室間質評的評價增加了難度[7]，測試臨床樣本時應注意調整電解質分析儀器的不同基質校準狀態(tài)，選擇與樣本相對應基質標定后的儀器進行測試對于電解質濃度的準確判斷更具有診斷意義。

5 結 語

本文從多種角度研究了電解質分析儀檢定過程中的基質效應，并對基質效應的變化規(guī)律進行了初步的探索。研究發(fā)現(xiàn)電解質分析儀與生化分析儀的測試結果相比顯示基質偏差的變化規(guī)律：基質偏差隨著樣品K+和Na+濃度的增加而增大，隨著樣品Cl-濃度的增加而減小;同時發(fā)現(xiàn)K+、Na+、Cl-在特定濃度范圍內的基質偏差較小，甚至可以忽略。此發(fā)現(xiàn)對于研制基質效應影響比較小的電解質標準物質和根據(jù)基質偏差的變化規(guī)律制定準確的電解質分析儀器的室內比對結果的精準系列修正值是一個啟發(fā)。另外電解質分析儀檢定過程中基質效應還有其它影響因素，比如不同基質成分的非分析物質對分析物參與反應的影響、試劑的組成成分、測試方法的原理等[8]，至于其作用機制如何尚需進一步的研究驗證。

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