合作研究｜岛津HPLC-ICPMS助力砷中毒患者尿液中砷形态研究

导读

临床金属组学是金属组学的一个分支，主要研究尿液、血液和组织中的金属组。砷中毒的临床诊断主要依据尿中总砷的浓度，由于不同形态砷的毒性差异很大，分析尿中总砷超标的砷形态，可为精确治疗提供依据，也可用于了解砷中毒患者经二巯基丙烷钠治疗后体内砷的去向。首都医科大学附属北京朝阳医院职业病与中毒医学科是国家临床重点专科，多年来承担着中毒事件的处置工作。近期，岛津企业管理（中国）有限公司与该单位合作，利用LC20-Ai+ICPMS-2030测定了砷中毒患者经过治疗后不同时间段内尿液中不同形态和价态砷的含量分析。合作文章发表在Atomic Spectroscopy期刊上，岛津应用工程师宋晓红老师为第一作者，首都医科大学附属北京朝阳医院职业病与中毒医学科李惠玲老师为通讯作者。

砷中毒主要由砷化物引起，其中以毒性较大三氧化砷（俗称砒霜）多见，还包括二硫化砷（雄黄）、三硫化二砷（雌黄）及砷化氢等。一般经口、皮肤或伤口吸收，当体内的砷蓄积到中毒量，机体会产生一系列病理生理变化及其临床表现，临床表现为急性胃肠炎、神经系统、肝和砷功能损害等，严重者可危及生命。

砷形态分析强有力手段

图1. 岛津LC-20Ai+ICPMS-2030元素形态分析联用系统

•全PEEK的泵头和管路，更好的惰性

•TRM软件同时控制LC和ICPMS方法参数设置

•节约气体，提高工作效率

方法建立：文章中尝试了不同的梯度洗脱条件，优化了砷化合物的分离度和检测灵敏度。

表1.和表2.分别为优化的色谱参数和梯度洗脱参数。图2.为在表1.和表2.设定的参数条件下，各砷化合物的色谱图。

表1. 色谱参数

表2. 梯度洗脱参数

图2. 色谱图

1. 砷胆碱(AsC)+ 砷甜菜碱(AsB) 2. 二甲基砷(DMA) 3. 亚砷酸(As(Ⅲ)) 4. 一甲基砷(MMA) 5. 砷酸(As(Ⅴ))

临床应用

取服用雄黄粉后引起砷中毒患者的尿样进行尿砷形态分析，该患者随机尿检结果显示尿砷浓度6.7 µg/mL。采用二巯基丙磺酸钠治疗后，收集该患者的尿样进行尿砷浓度测定评估疗效。检测结果显示（见表3.），尿中AsC+AsB均未检出，其余形态砷在治疗过程中浓度逐渐下降，其中As(III)降低明显，至第16天未检出。第15天总砷结果显示＜0.1 µg/mL，低于中毒限值。雄黄中溶于水的As(III)及As(V)，进入体内后，一般认为砷在体内的简要代谢过程为：iAs（Ⅲ）→iAs（Ⅴ）→MMA（Ⅴ）→MMA（Ⅲ）→DMA（Ⅲ）→DMA（Ⅴ）→尿排出。本研究发现雄黄摄入后砷在体内代谢导致患者尿中DMA和MMA增高，明显高于健康人群。在用二巯基丙磺酸钠治疗后，As(III)被络合排出体外，其余各种形态的砷也逐渐减少。

表3. 砷中毒患者治疗后尿液测定结果（ng/mL）

结论

建立高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱（LC-ICP-MS）测定尿液中形态砷含量的检测方法，用于评估总砷超标患者体内形态砷的浓度。该方法可应用于健康人尿液、接受砷剂治疗的患者尿液和其他砷中毒患者尿液中砷形态的分析

专家观点

文章通讯作者李惠玲老师表示：砷的毒性与其存在的形态密切相关，生物样品中砷形态分析需要精准可靠的联用技术和仪器设备。岛津LC-20Ai和ICPMS-2030联用完成了砷中毒患者的中毒筛查及治疗过程中尿砷形态的检测。该方法实现了尿中砷形态良好的分离，准确度、灵敏度及稳定性均满足检测的需求。