Hotline 247
04 6662 6362
 
Hà Nội
0968 378 899
 
Hồ Chí Minh
01289 777 888

Các phương pháp phân tích hàm lượng chì trong máu

BioMedia

>> Lựa chọn Hệ thống Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS

>> Quang phổ hấp thụ nguyên tử

Bài viết này cung cấp thông tin về các phương pháp thường được sử dụng để đo lượng chì trong máu, mô tả tóm tắt các đặc điểm bao gồm cả những ưu điểm và hạn chế của từng phương pháp. Dựa trên tài liệu này, người sử dụng có thể cân nhắc lựa chọn phương pháp khi có ý định tiến hành đầu tư phương pháp phân tích chì trong máu ở phòng thí nghiệm của mình.

P_BT_Lead1. Cơ sở phương pháp:

Chì là một kim loại độc hại và việc sử dụng tràn lan đã gây ra các vấn đề ô nhiễm môi trường cũng như ảnh hưởng tới sức khỏe con người một cách nghiêm trọng ở rất nhiều nơi trên thế giới. Phơi nhiễm chì ước tính gây ra 143.000 ca tử vong mỗi năm và chiếm 0,6% gánh nặng bệnh tật của thế giới. Chì là một chất độc tích tụ có ảnh hưởng đến hệ thống thần kinh, tuần hoàn, tiêu hóa, tim mạch và thận.

Nhiễm độc chì mãn tính thường gây ra các ảnh hưởng tới hệ huyết học như thiếu máu hoặc gây ra các rối loạn thần kinh như đau đầu, dễ bị kích thích, ngủ lịm, mất tỉnh táo, co giật, yếu cơ, mất điều hòa, run rẩy và bại liệt.

Nhiễm độc chì cấp tính có thể gây ra các rối loạn tiêu hóa (như biếng ăn, nôn mửa, đau bụng); tổn thương ở gan, thận; tăng huyết áp và các tác động lên hệ thần kinh (mệt mỏi, buồn ngủ, bệnh não), có thể dẫn tới co giật và chết.

Trẻ em là đối tượng đặc biệt dễ bị các tổn thương thần kinh do nhiễm chì. Dù nhiễm độc với liều lượng rất nhỏ cũng có thể gây ra các hậu quả nghiêm trọng và các tổn thương hệ thần kinh không thể phục hồi được. Ước tính, hàng năm nhiễm độc chì ở trẻ em gây ra khoảng 600.000 trường hợp có khiếm khuyết thần kinh.

Chuẩn đoán lâm sàng nhiễm độc chì có thể gặp khó khăn do nguyên nhân phơi nhiễm, biểu hiện nhiễm độc không rõ ràng. Quá trình nghiên cứu trong phòng thí nghiệm hiện là cách duy nhất đáng tin cậy để chuẩn đoán nhiễm độc chì cũng như đánh giá mức độ phơi nhiễm chì.

Ngày nay các phòng xét nghiệm thường đánh giá độ nhiễm độc chì thông qua xét nghiệm mẫu máu. Mặc dù có nhiều cơ quan, mô hoặc dịch sinh học của cơ thể như tóc, răng, xương và nước tiểu cũng phản ánh sự nhiễm độc chì của cơ thể, tuy vậy phương pháp xét nghiệm độ nhiễm độc chì bằng mẫu máu toàn phần được xem như là một cách hữu hiệu nhất trong xét nghiệm sàng lọc và chẩn đoán lâm sàng.

lead_spotlight2

2. Các phương pháp phân tích hiện có

Các phương pháp xét nghiệm lượng chì trong máu thường dùng nhất là phương pháp phổ hấp thu nguyên tử (AAS), phương pháp von-ampe hòa tan anot (ASV) và phương pháp quang phổ phát xạ plasma ghép nối khối phổ (IPC-MS).

Thêm vào đó, còn có phương pháp ASV sử dụng máy cầm tay có thể đo lượng chì trong máu tại hiện trường. Các phương pháp này có sự khác biệt rõ rệt ở khả năng phân tích (giới hạn phân tích và độ chính xác); giá thành (giá mua, chi phí bảo trì, yêu cầu cơ sở hạ tầng, hóa chất v.v); các yêu cầu về kỹ thuật (chuẩn bị mẫu, chuẩn hóa, tay nghề kỹ thuật viên).

Bảng so sánh các phương pháp phân tích trong việc phân tích chì trong máu

Phương pháp

Ưu điểm

Nhược điểm

Phổ hấp thu nguyên tử bằng ngọn lửa (FAAS) – Yêu cầu trình độ Kỹ thuật viên cơ bản- Phân tích nhanh– Thể tích mẫu nhỏ sử dụng “cốc Delves” (50-100 µl)– Chi phí đầu tư và vận hành thấp– Tương đối ít nhiễu

 

– Kết cấu vững chắc

– Giới hạn phát hiện tương đối cao (~10µl/dl)- Cần thời gian để phá mẫu và làm giầu mẫu nếu không sử dụng “cốc Delves”– Với lượng mẫu lớn cần sử dụng phương pháp phun sương tạo thể sol– Quan sát quá trình liên tục
Phổ hấp thu nguyên tử bằng lò grafit (GFAAS) – Giới hạn phát hiện tốt (<1-2 µl/dl)- Thể tích mẫu nhỏ– Chi phí đầu tư và vận hành vừa phải– Có khả năng đo đa nguyên tố (một số nhất định)– Tương đối ít nhiễu (nhiều hơn FAAS)

 

– Sử dụng rộng rãi, nhiều nhà cung cấp

– Thời gian phân tích dài hơn- Cần kỹ thuật viên có chuyên môn nhât định (cao hơn FAAS)– Độ nhiễu phổ cao hơn FAAS
Phương pháp von-ampe hòa tan anot trong phòng xét nghiệm (ASV) – Giới hạn phát hiện tốt (2-3 µl/dl)- Chi phí đầu tư và vận hành thấp– Phân tích nhanh– Thể tích mẫu nhỏ (~100 µl)– Thiết bị tương đối đơn giản – Cần kỹ thuật viên có chuyên môn nhât định (tương tự GFAAS)- Cần xử lý mẫu trước– Có thể bị ảnh hưởng bởi một vài yếu tố khác (như đồng)– Càng ngày càng ít phổ biến hơn
Thiết bị ASV xách tay – Xách tay: dùng đi hiện trường- Dễ dàng sử dụng, không yêu cầu kỹ thuật quá cao– Chi phí đầu tư và vận hành rất thấp– Giới hạn phát hiện chấp nhận được đối với một thiết bị cầm tay (3,3 µl/dl)– Phân tích nhanh – Kết quả không chính xác bằng các phương pháp khác- Chỉ đo được nồng độ nhỏ hơn 65 µl/dl– Với nồng độ trên 8 µl/dl nên xác nhận lại bằng một phương pháp khác thực hiện trong phòng xét nghiệm.
Phương pháp quang phổ phát xạ plasma ghép nối khối phổ (IPC-MS). – Giới hạn phát hiện rất nhỏ (~0,1 µl/dl)- Phân tích nhanh– Thể tích mẫu nhỏ (50-100 µl/dl)– Nhiễu phổ ít và có thể giải thích được– Có khả năng đo đồng vị

 

– Tính kinh tế cao nếu số lượng mẫu lớn

– Có khả năng đo đa nguyên tố

– Chi phí đầu tư và vận hành cao- Cần kỹ thuật viên có chuyên môn cao

a) Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử (AAS)

Phương pháp này dựa trên nguyên lý các nguyên tử tự do của mỗi nguyên tố sẽ hấp thu ánh sáng ở một bước sóng nhất định. Lượng ánh sáng bị hấp thụ tỷ lệ thuận với nồng độ nguyên tố cần phân tích trong mẫu. Để tiến hành phương pháp này trước tiên mẫu cần phải được hóa hơi nhằm tạo các nguyên tử cơ bản bền vững. Qúa trình này gọi là nguyên tử hóa và có thể được thực hiện bằng ngọn lửa (phổ hấp thu nguyên tử bằng ngọn lửa – FAAS) hoặc bằng lò đố điện – thường dùng nhất là lò grafit (phổ hấp thu nguyên tử bằng lò grafit – GFAAS). Mặc dù cả hai phương pháp này có nguyên tắc đo tương tự nhau, tuy vậy chúng có sự khác nhau lớn ở khả năng đo trực tiếp lượng chì trong máu (ví dụ như giới hạn phát hiện, dung lượng mẫu và quá trình chuẩn bị mẫu).

  • Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử bằng ngọn lửa (FAAS)

FAAS sử dụng ngọn lửa đốt từ hỗn hợp acetylene – không khí hoặc oxit nitơ – acetylene – không khí để nguyên tử hóa chì ở nhiệt độ từ 2000˚C – 3000˚C tùy loại khí sử dụng. Giới hạn đo của phương pháp này tùy thuộc vào quá trình chuẩn bị mẫu và phương pháp sử dụng. Ví dụ sử dụng phương pháp “cốc Delves” cho phép đo thể tích mẫu từ 50-100 µl với giới hạn phát hiện từ 10 – 30 µl/dl. Trong khi đó, nếu sử dụng phương pháp tạo thể sol khí, giới hạn phát hiện vào khoảng 100 µl/dl và cần thể tích mẫu lớn hơn. Thiết bị sử dụng FAAS có thể được lắp với bộ bơm mẫu tự động để có thể phân tích số lượng mẫu lớn hơn.

  • Phương pháp phổ hấp thu nguyên tử bằng lò grafit (GFAAS)

Hiện nay GFAAS là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng để đo lượng chì trong máu. GFAAS sử dụng một ống grafit được đốt nóng bằng điện để hóa hơi và nguyên tử hóa chất phân tích ở nhiệt độ lên tới 3000˚C. Thể tích mẫu có thể phân tích từ 10-50 µl. Sử dụng phương pháp này có thể đo lượng chì thấp tới 0,1 µl/dl, tuy nhiên trong xét nghiệm thông thường giới hạn đo dao động trong khoảng 1-2 µg/dl. Các thiết bị GFAAS thường được lắp đặt kèm với bộ bơm mẫu tự động cho phép xử lý lượng mẫu lớn hơn và độ chính xác cao hơn.

b) Phương pháp von-ampe hòa tan anot (ASV)

  • Thiết bị ASV sử dụng trong phòng xét nghiệm

Phương pháp đo ASV: một điện cực so sánh và một điện cực chì màng thủy ngân được nhúng vào mẫu máu; sau đó một dòng điện âm được cho đi qua điện cực màng thủy ngân trong vài giây làm cho chì và các cation trong mẫu tập trung lên bề mặt của điện cực này. Dòng điện sau đó được đổi chiều để làm tăng dần điện thế trong vài phút. Khi điện thế đạt tới giá trị đặc trưng cho nguyên tố chì, tất cả các ion chì sẽ được giải phóng ra khỏi điện cực và tạo thành một dòng điện có thể đo được. Dòng điện sinh ra tỷ lệ thuận với lượng ion chì được giải phóng và có thể được so sánh với dung dịch chuẩn để tính nồng độ chì trong mẫu phân tích. Để thực hiện kỹ thuật này mẫu cần được xử lý trước để chì tồn tại dưới dạng các ion tự do Pb2+.

Liên quan đến quá trình xử lý mẫu, thiết bị cần được hiệu chuẩn với các vật liệu phù hợp với phân tích máu. Các yếu tố ảnh hưởng tới kết quả:

ASV có thể được sử dụng với mẫu có thể tích microlit. Một vài thiết bị trong các phòng xét nghiệm thương mại có thể đo nồng độ chì trong khoảng 1-100 µl/dl, tuy nhiên độ lặp lại tốt nhất thu được với nồng độ chì lớn hơn 10 µl/dl. Mặc dù giá thành đầu tư và chi phí vận hành thấp nhưng ASV đang dần được thay thế bởi các phương pháp khác có độ nhạy và độ chính xác cao hơn.

  • Thiết bị ASV di động

Một thiết bị ASV cầm tay tên gọi “LeadCare” dùng để xác định lượng chì trong máu đã được phát triển trên cơ sở hợp tới với Trung tâm kiểm soát bệnh Hoa Kỳ, cho phép sử dụng ở các địa điểm không phải là phòng xét nghiệm ví dụ như phòng khám, trường học hoặc các đơn vị chăm sóc sức khỏe di động.

Thiết bị này cho kết quả trong khoảng 3 phút, sử dụng khoảng 50 µl mẫu máu. Dải đo nồng độ chì từ 3,3 – 65 µl/dl. Tất cả các dụng cụ sử dụng một lần đi kèm theo máy ví dụ như cốc, cảm biến, hóa chất đều đã được nhà sản xuất chuẩn hóa trước. So sánh với thiết bị sử dụng GFAAS, thiết bị này cho kết quả chính xác ở mức chấp nhận được và thường được dùng với mục đích sàng lọc.

c) Phương pháp quang phổ phát xạ plasma ghép nối khối phổ (IPC-MS).

IPC-MS là kỹ thuật đo đa nguyên tố trong đó sử dụng một nguồn cảm ứng cao tần plasma (một dòng khí được ion hóa ở nhiệt độ cực cao có chứa các electron và các ion tích điện dương) để nguyên tử hóa mẫu và sau đó ion hóa nguyên tử cần phân tích. Ion đi ra từ ngọn lửa plasma sẽ đi vào khối phổ, tại đây chúng được tách và đo dựa trên tỷ lệ khối lượng/điện tích (m/z). Hiệu quả của nguồn cảm ứng cao tần plasma trong việc tạo ra các ion từ các nguyên tử cần quan tâm, kết hợp với độ chọn lọc cao của bộ tứ cực (lọc ion), khả năng khuếch đại tín hiệu ion của đầu dò và nhiễu nền thấp đã giúp cho thiết bị có giới hạn phát hiện cực thấp (từ một phần nghìn tỷ – ppt tới một phần tỷ – ppb) cho hầu hết các nguyên tố.

Giới hạn phát hiện của phương pháp ICP-MS cho xét nghiệm trực tiếp chì trong máu vào khoảng 0,1 µl/dl. Ngoài ra IPC-MS còn có thể đo tỷ lệ đồng vị chì trong một mẫu từ đó cho phép xác định nguồn gốc chì

Hơn nữa, không như các phương pháp khác chỉ đo được một hoặc một vài nguyên tố trên 1 lần đo, IPC-MS có thể đo được nhiều nguyên tố trong một mẫu duy nhất với thể tích nhỏ từ 50-100 µl. Vì vậy, ICPMS là lựa chọn tối ưu cho các phòng thí nghiệm đa ứng dụng, và lượng mẫu phân tích lớn.

 (nguồn: WHO Library – ISBN 978 92 4 150213 9)

Dịch và tổng hợp BioMedia Việt Nam

Các bài viết cùng chủ đề

Các phương pháp phân tích hàm lượng chì trong máu

>> Lựa chọn Hệ thống Quang phổ hấp thụ nguyên tử AAS >> Quang phổ hấp thụ nguyên tử Bài viết này cung cấp thông tin về...