采血部位和血液成分会影响矿物质检测的结果

《PLOS One》：Blood draw site and blood matrix influence mineral assessment

钙、铜、铁、镁的浓度受血液采集部位（毛细血管或静脉）和样本基质（血浆或血清）影响，其中毛细血管样本矿物质浓度普遍较高2–11%，血清中钙和铜浓度更高，而血浆中铁浓度更高。研究通过严格控制前分析变量，采用ICP-OES方法验证了血液处理流程对检测结果的关键作用。

　　
本研究系统评估了血液采样部位（静脉采血与毛细血管采血）和样本基质（血浆与血清）对钙、铜、铁、镁四种矿物质浓度检测的影响。研究采用严格控制的实验设计，通过二次分析前已建立的队列数据，结合电感耦合等离子体质谱（ICP-OES）技术，发现四种矿物质在不同采样方式和基质间的浓度存在显著差异，且与既有文献存在矛盾，提示前处理变量对检测结果的重要影响。

在采样方法方面，研究对比了毛细血管采血与静脉采血两种方式。结果显示，毛细血管采血得到的血浆中钙、铜、铁、镁浓度分别比静脉血浆高6%、4%、11%、2%。这种差异可能与血液流动状态改变导致的溶血程度差异有关。毛细血管采血作为非抗凝血技术，可能造成少量溶血，而静脉采血使用抗凝管（EDTA）抑制溶血，从而影响矿物质释放量。值得注意的是，铁的浓度差异达11%，提示急性炎症或溶血状态可能对铁代谢产生显著影响。

关于样本基质差异，研究显示血清与血浆的矿物质浓度存在系统性偏差。钙、铜、铁、镁在血清中的浓度分别比血浆高2%、5%、7%、2%。这可能与两种基质中蛋白质结合状态不同有关。例如，铁在血浆中主要与转铁蛋白结合，而血清中因凝血因子消耗可能改变铁的分布形态。此外，血清因自然凝血产生的微聚体可能影响矿物质溶解度，而血浆通过抗凝剂快速分离可能保留更多游离矿物质。

实验设计严格控制了变量：选择60名健康成人进行双盲采样，每位受试者同时进行毛细血管和静脉采血，并分别分离血浆和血清样本。采用BD公司特制痕量元素检测管，确保容器背景污染低于检测限。检测仪器经过NIST标准校准，并通过Seronorm参考材料验证，确保分析精度。研究特别关注了容器污染问题，通过测试空管发现传统试管中可能含有0.5-2%的待测矿物质背景值，这解释了既往研究中的矛盾结果。

讨论部分揭示了前处理变量对矿物质检测的关键影响。例如，钙浓度的差异可能源于EDTA抗凝管对钙的结合作用（EDTA与钙形成稳定螯合物），在毛细血管采血中因未使用抗凝剂，血液中游离钙浓度自然升高。而血清中钙浓度高于血浆的现象，可能与凝血过程中产生的磷酸盐缓冲体系有关，这种自然存在的磷酸盐缓冲系统可能促进钙离子沉淀。

铜浓度的差异则与抗凝剂的选择有关。本研究使用K2-EDTA抗凝管，EDTA对铜的络合能力较弱，而既往研究多采用肝素或柠檬酸盐系统，这些抗凝剂可能通过不同机制影响铜的游离状态。铁浓度差异可能与溶血程度相关，毛细血管采血中约0.3%的溶血率会导致可溶性铁蛋白释放，而静脉采血通过标准化操作有效控制溶血率。

样本基质差异方面，血清中矿物质浓度普遍高于血浆的现象值得注意。这可能与血清中抗凝剂残留或凝血酶原激活物的影响有关。例如，在血清制备过程中，血小板释放的促凝血酶原激酶可能改变矿物质分布形态。铁浓度的血浆高于血清现象，可能与血清中转铁蛋白的消耗有关，而镁浓度的差异则可能源于凝血过程中产生的柠檬酸缓冲系统对镁的螯合作用。

该研究为实验室标准化提供了重要参考。建议建立三级质量控制体系：一级质量控制关注容器污染（如使用经认证的痕量元素管），二级质量控制监测样本处理过程中的物理化学变化（如凝血时间、离心参数），三级质量控制确保仪器分析的重复性（如每日标准物质验证）。对于临床检测，应建议采用统一标准化的容器和处理流程，并注明检测方法的具体参数。

研究局限性在于样本群体仅限于健康成年人，未来需扩展至慢性病患者和特殊生理状态人群。此外，未考虑季节、昼夜节律等生物节律因素，建议后续研究增加时间因素分析。在样本处理方面，虽然严格限制了变量，但未提及是否控制采血时间（如餐后状态）和运动前后的生理应激差异，这些因素可能影响矿物质检测值。

值得注意的是，本研究首次系统比较了四种矿物质在不同基质中的浓度差异。钙在血清中的异常升高可能影响骨质疏松症的诊断（血清钙>1.1mmol/L可能提示骨代谢异常），而铁浓度的血浆高于血清现象，为贫血诊断提供了新视角。铜浓度的基质差异提示血清铜可能更适合评估急性炎症反应，而血浆铜更适合营养状态评估。

该研究对临床实验室管理具有指导意义：建议建立标准化操作流程，包括统一容器品牌（如BD公司特制痕量管）、规范采血顺序（先静脉后毛细血管）、严格时间控制（采血后4小时内分离血清）、以及统一的消化处理流程（如统一酸浓度和消解时间）。同时，应定期进行容器背景检测，特别是对高灵敏度元素如铁、铜的检测容器需每年进行污染测试。

在质量控制方面，研究提出的冰冻保存（-70℃）和分批检测策略具有借鉴意义。建议实验室建立样本库，对存放在-70℃的样本进行定期复测，监控矿物稳定性。对于无法实时检测的实验室，可采用三重验证机制：标准物质定标、质控血清比对、容器污染背景测试。

该研究对基础医学研究也有启示价值。例如，镁浓度的基质差异可能解释了为何血清镁常被推荐用于临床检测，而血浆镁更适合营养学研究。铜浓度的血清高于血浆现象，可能与血清中α1-酸性糖蛋白等急性期反应蛋白的吸附作用有关，这为理解矿物质-蛋白相互作用提供了新思路。

在方法学改进方面，建议采用动态采样策略：在单次采血中同时获取毛细血管和静脉样本，分别按标准流程处理。同时，应开发微型检测装置，可直接在毛细血管采血管中进行即时检测（POCT），避免样本转移导致的污染和浓度变化。对于无法即时检测的样本，应建立标准化分装流程，如分装时避免金属污染，使用塑料容器分隔不同基质样本。

在临床应用方面，建议调整现有指南中的参考范围。例如，当前血清铁参考范围（7-27μg/dL）可能基于静脉采血数据，而实际在血清中浓度可能偏低。因此，临床解读需考虑样本基质差异，对血清检测结果应参考相应基质的标准值。对于矿物质缺乏症的筛查，建议优先选择静脉血浆检测，因其受采血部位影响较小。

总之，该研究揭示了前处理变量对矿物质检测的系统性影响，为建立标准化检测流程提供了科学依据。未来研究应着重开发智能化采血系统，集成实时抗凝、溶血监测和自动分装功能，同时建立多中心验证数据库，覆盖不同年龄、性别和种族群体，以增强结果的普适性。对于临床实验室，建议每季度进行容器污染测试，并建立差异补偿算法，根据样本基质自动校正检测结果。