基质效应生化检验

1、基基 质质 效效 应应江苏大学基础医学与医学技术学院江苏大学基础医学与医学技术学院 姜旭淦姜旭淦定量分析基本模式定量分析基本模式标准测定空白校准校准测定测定空白空白v使用纯分析物质配制于纯溶剂（如水）使用纯分析物质配制于纯溶剂（如水）后形成的后形成的标准标准或参考液，以这样的标准或参考液，以这样的标准液为准，求得各标本的分析结果。液为准，求得各标本的分析结果。 忽视了标本和标准处于完全不同忽视了标本和标准处于完全不同的基体状态的基体状态。v在标准液中，标准物单纯为分析物，当分析在标准液中，标准物单纯为分析物，当分析试剂与之反应时不会受到任何影响。试剂与之反应时不会受到任何影响。v标本中的分析物

2、处于许多各种非分析物的环标本中的分析物处于许多各种非分析物的环境中。当分析试剂和标本混和后，处于分析境中。当分析试剂和标本混和后，处于分析物周围的非分析物对分析物参与反应会有强物周围的非分析物对分析物参与反应会有强化或阻挠的影响。化或阻挠的影响。 使标本测定结果引入误差。使标本测定结果引入误差。v测定肌酐时，肌酐为分析物，样品中所有非测定肌酐时，肌酐为分析物，样品中所有非肌酐成分为肌酐的基体。肌酐成分为肌酐的基体。v同一个血清，作葡萄糖测定。葡萄糖为分析同一个血清，作葡萄糖测定。葡萄糖为分析物，则样品中所有非葡萄糖成分为葡萄糖的物，则样品中所有非葡萄糖成分为葡萄糖的基体。基体。v分析物和其对应

3、基体组成分析的样品。分析物和其对应基体组成分析的样品。v回收回收 (recovery)(recovery)：分析方法对于样品中分析物的适当增量：分析方法对于样品中分析物的适当增量能实际检出的能力。回收实验可以对分析方法使用纯标准液能实际检出的能力。回收实验可以对分析方法使用纯标准液为标准，检测样品为病人标本时，检验结果受基体效应的影为标准，检测样品为病人标本时，检验结果受基体效应的影响作估计。响作估计。v回收率接近回收率接近100100分析方法对于分析物无论在纯溶液中分析方法对于分析物无论在纯溶液中还是在复杂的基体环境中，反应能力是一致的，即分析不受还是在复杂的基体环境中，反应能力是一致的，即

4、分析不受基体影响。基体影响。v回收率明显偏离回收率明显偏离100100分析方法对于分析物处于的基体分析方法对于分析物处于的基体环境不同，反应能力有明显差别。因此回收实验可以对分析环境不同，反应能力有明显差别。因此回收实验可以对分析方法受基体效应的影响作出估计。方法受基体效应的影响作出估计。控制品、校准品等引入的基体效应控制品、校准品等引入的基体效应 各种室间调查用的控制品各种室间调查用的控制品(controls)(controls)，亦包括室内控制用的控制品和校准品亦包括室内控制用的控制品和校准品(calibrator)(calibrator)，都经过加工处理，例如：冰，都经过加工处理，例如：

5、冰冻、冷冻干燥、加稳定剂、添加某些分析物冻、冷冻干燥、加稳定剂、添加某些分析物等，都是处理过的材料等，都是处理过的材料(processed sample)(processed sample)。 都不是日常检验的新鲜病人标本都不是日常检验的新鲜病人标本v校准品：校准品：用来校准某检测系统（仪器试剂方用来校准某检测系统（仪器试剂方法程序）的，是考虑到具有基体效应的情况下，法程序）的，是考虑到具有基体效应的情况下，人为赋予校准品的校准值。因此校准品必须专用人为赋予校准品的校准值。因此校准品必须专用于某一检测系统于某一检测系统v同一个校准品用于不同仪器时，应该有不同的校同一个校准品用于不同仪器时，应该

6、有不同的校准值。准值。一、相关基本概念一、相关基本概念（一）基质（一）基质/基体（基体（matrix）v基质一词来源于拉丁语基质一词来源于拉丁语mater和希腊语和希腊语meter，意思是，意思是“母亲母亲”或或“子宫子宫”。v“反应溶液中或样品中除分析物以外反应溶液中或样品中除分析物以外的所有组分的所有组分”。（二）基质效应（二）基质效应（matrix effect） 美国临床标准化委员会（美国临床标准化委员会（NCCLS）文件中从两个角度定义：）文件中从两个角度定义：v样品中除分析物以外的其它成份对分析物测定值的影响；样品中除分析物以外的其它成份对分析物测定值的影响；v基质对分析方法准确测

7、定分析物的能力的干扰。基质对分析方法准确测定分析物的能力的干扰。v基质效应：来自于生物标本中基质效应：来自于生物标本中未知的或性质不明的物质或特未知的或性质不明的物质或特性性（如黏度，表面张力，蒸汽压）所引起干扰。（如黏度，表面张力，蒸汽压）所引起干扰。v国际标准化组织对国际标准化组织对“基质效应基质效应”所作定义：所作定义：“除被除被测定物质以外样本的物征，它可以影响到被测物的测定物质以外样本的物征，它可以影响到被测物的检测及测定结果检测及测定结果”（ISO15189）。）。vMiller和和Thomas等人所下的一个针对临床实验室的等人所下的一个针对临床实验室的“基质效应基质效应”的定义是

8、：的定义是：“不同于新鲜标本的反应不同于新鲜标本的反应特性使测定结果产生的偏差特性使测定结果产生的偏差”。（三）基质偏差（三）基质偏差(matrix bias)(matrix bias)v基质偏差基质偏差：基质效应所致分析结果的偏差。：基质效应所致分析结果的偏差。v对于临床实验室来说，首要目的是要准确地测定病人标本。对于临床实验室来说，首要目的是要准确地测定病人标本。因此，厂家在仪器与试剂的研制过程中和在方法学的选择过因此，厂家在仪器与试剂的研制过程中和在方法学的选择过程中，是以病人的新鲜血清标本作为程中，是以病人的新鲜血清标本作为“最佳最佳”的检测对象。的检测对象。此时，测定系统对新鲜血清标

9、本而言不考虑基质效应，也就此时，测定系统对新鲜血清标本而言不考虑基质效应，也就是说，认定该测定系统对新鲜血清标本的基质效应接近于零。是说，认定该测定系统对新鲜血清标本的基质效应接近于零。v当测定质控血清或校准品时，由于质控血清和校准品是经过当测定质控血清或校准品时，由于质控血清和校准品是经过加工处理过的，因此它的反应特性不同于新鲜血清标本的反加工处理过的，因此它的反应特性不同于新鲜血清标本的反应特性，使测定结果出现偏差。这就是基质效应。应特性，使测定结果出现偏差。这就是基质效应。（四）基质干扰（四）基质干扰（ matrix interference）v美国测试与材料学会（美国测试与材料学会（A

10、merican Sociaty of Testing and Material）的定义：干扰是由于一种物质的存在，影响另一）的定义：干扰是由于一种物质的存在，影响另一种物质的准确测定。种物质的准确测定。v基质干扰：主要指基质干扰：主要指一些化学性质明确的物质一些化学性质明确的物质（如胆红素，血（如胆红素，血红蛋白，维生素红蛋白，维生素C）所引起的基质效应所引起的基质效应，称为基质干扰，这，称为基质干扰，这些物质称为干扰物质。些物质称为干扰物质。v国际纯化学和应用化学联合会（国际纯化学和应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemist

11、ry）定义：不能被详细说明原因）定义：不能被详细说明原因的干扰，可用基质效应这一名词。的干扰，可用基质效应这一名词。（五）制备样品（五）制备样品（Processed material）v制备样品制备样品：用于仪器、试剂、或者检测系统校准的：用于仪器、试剂、或者检测系统校准的校准品（校准品（Calibrator）及用于）及用于EQAPT的样品（如的样品（如质控品）。质控品）。v通常是经过处理的混合人血清浆或类似物（模拟通常是经过处理的混合人血清浆或类似物（模拟人血清浆成分的），经过冰冻、冻干、过滤、透人血清浆成分的），经过冰冻、冻干、过滤、透析、加添加剂等处理后的制备样品，在特定的分析析、加添加

12、剂等处理后的制备样品，在特定的分析系统中的反应一般与新鲜病人样品不同，会使结果系统中的反应一般与新鲜病人样品不同，会使结果出现基质偏差。出现基质偏差。（六）校准偏差（六）校准偏差（calibration bias）与调查偏差（与调查偏差（survey bias）v通常认为测定新鲜（或冰冻）样品无基质效应，参通常认为测定新鲜（或冰冻）样品无基质效应，参考方法也无基质效应。考方法也无基质效应。v参考方法与常规方法测定同一批新鲜样品的结果一参考方法与常规方法测定同一批新鲜样品的结果一致，表示这项常规方法没有方法误差，如有差异则致，表示这项常规方法没有方法误差，如有差异则代表常规方法的代表常规方法的“

13、校准偏差校准偏差”。v用参考方法与常规方法测定校准品或质控品时，往用参考方法与常规方法测定校准品或质控品时，往往得不到一致的结果，这种偏差称往得不到一致的结果，这种偏差称调查偏差调查偏差。v基质效应基质效应= 调查偏差调查偏差-校准偏差校准偏差二、影响基质效应的因素二、影响基质效应的因素（一）（一）参考物（或质控物）参考物（或质控物）的组成的组成v检验科日常的主要测定物是病人新鲜血浆或血清，检验科日常的主要测定物是病人新鲜血浆或血清，测定方法的最佳条件就是依据新鲜血浆或血清而建测定方法的最佳条件就是依据新鲜血浆或血清而建立的。所以，理想的参考物（或质控物）应该和实立的。所以，理想的参考物（或质

14、控物）应该和实验室所用的临床标本的反应特性相一致（如用新鲜验室所用的临床标本的反应特性相一致（如用新鲜的，非冻干血清、血浆或全血的参考品）。的，非冻干血清、血浆或全血的参考品）。v加入添加剂、稳定剂，冻干等过程都是造成基质效加入添加剂、稳定剂，冻干等过程都是造成基质效应的主要原因应的主要原因。（二）（二）方法学方法学特异性特异性v基质效应与分析方法缺乏特异性有关。基质效应与分析方法缺乏特异性有关。v特异性的特异性的IFCC定义：一种分析方法能单独地测定出目标分析定义：一种分析方法能单独地测定出目标分析物的能力。如果分析方法的特异性差，那么基质中与目标分物的能力。如果分析方法的特异性差，那么基质

15、中与目标分析物相似的一些物质也同时被测定出。析物相似的一些物质也同时被测定出。v方法学不同对基质效应的敏感性不同。有些测定方法对基质方法学不同对基质效应的敏感性不同。有些测定方法对基质效应不敏感；有些测定方法对基质效应很敏感。效应不敏感；有些测定方法对基质效应很敏感。 例如，胆固醇和胆红素测定，需要用人血清型校准液。使用例如，胆固醇和胆红素测定，需要用人血清型校准液。使用人白蛋白配制的校准液，测定结果有差异；用牛白蛋白配制人白蛋白配制的校准液，测定结果有差异；用牛白蛋白配制的校准液，测定结果差异更大。的校准液，测定结果差异更大。（三）（三）试剂试剂的组分、构成及稳定性的组分、构成及稳定性v酶的

16、来源，纯度，浓度，活性都影响着方法的检测效酶的来源，纯度，浓度，活性都影响着方法的检测效率。率。v以测定胆固醇的试剂为例。以测定胆固醇的试剂为例。 不同来源的（微生物源性不同来源的（微生物源性和胰源性）胆固醇酯酶在水解胆固醇酯时效率不一样，和胰源性）胆固醇酯酶在水解胆固醇酯时效率不一样，就会产生基质效应。胆固醇氧化酶的活性还与就会产生基质效应。胆固醇氧化酶的活性还与pH值，值，离子强度，甚至去污剂，乳化剂的类型有关。离子强度，甚至去污剂，乳化剂的类型有关。（四）（四）分析仪分析仪的性能的性能v分析仪的性能仪器的设计与分辨率分析仪的性能仪器的设计与分辨率高性能高分高性能高分辨率能在一定程度上排除

17、基质效应的影响。辨率能在一定程度上排除基质效应的影响。v仪器设计中与基质效应有关的因素有样品、样品空仪器设计中与基质效应有关的因素有样品、样品空白、（酶活性测定时）加热单元的稳定性、吸样系白、（酶活性测定时）加热单元的稳定性、吸样系统的精确度、试剂样品的携带污染、分光光度计统的精确度、试剂样品的携带污染、分光光度计分辨率、自动化程度及分析后数据处理方式等。分辨率、自动化程度及分析后数据处理方式等。三、基质效应的检测与评价三、基质效应的检测与评价 美国临床和实验室标准化协会（美国临床和实验室标准化协会（Clinical and Laboratory Standards Institute， CL

18、SI）通过）通过EP14文件来解释基质效应，并提出相应的评价方法。文件来解释基质效应，并提出相应的评价方法。 实验室正确评价基质效应的规范性文件实验室正确评价基质效应的规范性文件1.首先明确基质效应评价的前提：首先明确基质效应评价的前提： 通常认为新鲜通常认为新鲜(或冰冻或冰冻)血清无基质效应；血清无基质效应； 决定性方法或参考方法无基质效应。决定性方法或参考方法无基质效应。2.选定制备物，如胆固醇定标物或质控物。选定制备物，如胆固醇定标物或质控物。3.按照一定程序，选择比较方法与被评价方法进按照一定程序，选择比较方法与被评价方法进行制备物胆固醇的基质效应检测。行制备物胆固醇的基质效应检测。4

19、.通过检测，发现存在基质效应，则需进一步评通过检测，发现存在基质效应，则需进一步评估基质偏差的大小。估基质偏差的大小。 实验方案设计实验方案设计基质效应评价过程基质效应评价过程常规参考常规参考常规方法常规方法参考方法参考方法新鲜血清新鲜血清制备物制备物校准偏差校准偏差调查偏差调查偏差调查偏差校准偏差基质偏差调查偏差校准偏差基质偏差【材料与方法】【材料与方法】v常规方法（可能存在基质效应）。常规方法（可能存在基质效应）。v参考方法或决定性方法（不存在基质效应）。参考方法或决定性方法（不存在基质效应）。v5份质控血清（分布在测定浓度范围内）。份质控血清（分布在测定浓度范围内）。v20份新鲜病人血清

20、（均匀地分布在测定浓度份新鲜病人血清（均匀地分布在测定浓度范围内）。范围内）。【操作】【操作】v溶解质控血清。溶解质控血清。v常规方法测定：将常规方法测定：将5份质控血清随机插入份质控血清随机插入20份新鲜病人血清份新鲜病人血清中，重复测定中，重复测定3次，每次测定前都要校准仪器。次，每次测定前都要校准仪器。v参考方法测定：测定参考方法测定：测定5份质控血清和份质控血清和20份新鲜病人血清，重份新鲜病人血清，重复测定复测定3次，得出每份标本的靶值，此操作应与常规方法测次，得出每份标本的靶值，此操作应与常规方法测定同时平行进行，避免标本因存放所引起的误差。定同时平行进行，避免标本因存放所引起的误

21、差。v将上述测定结果填入表。将上述测定结果填入表。【数据分析】【数据分析】v1.计算方法：计算方法：v计算出用参考方法和常规方法平行测定新鲜病人血清时，产计算出用参考方法和常规方法平行测定新鲜病人血清时，产生的校准偏差。生的校准偏差。v计算出用参考方法和常规方法测定质控血清时，产生的调查计算出用参考方法和常规方法测定质控血清时，产生的调查偏差。偏差。v基质效应基质效应= 调查偏差调查偏差-校准偏差。校准偏差。2. 作图分析作图分析v将将20份新鲜病人血清和份新鲜病人血清和5份质控血清，用参考方法和常规方份质控血清，用参考方法和常规方法的测定值（法的测定值（3次测定的平均数）作图分析。次测定的平

22、均数）作图分析。v以常规方法的测定值为以常规方法的测定值为Y轴，以参考方法的测定值为轴，以参考方法的测定值为X轴，轴，从图中的回归线可以看出基质效应的影响。从图中的回归线可以看出基质效应的影响。v如果如果X、Y的相关成线性，回归线上的相关成线性，回归线上Y方向的数据分散度在分方向的数据分散度在分析物不同浓度时恒定不变，则用简单的线性回归计算；析物不同浓度时恒定不变，则用简单的线性回归计算；v如果如果X、Y的关系出现曲线状，应以二元多项式回归计算；的关系出现曲线状，应以二元多项式回归计算；v如果数据的离散度因被测物浓度升高而呈比例增加，则可以如果数据的离散度因被测物浓度升高而呈比例增加，则可以将待评方法与对比方法的各项平均值作将待评方法与对比方法的各项平均值作logl0转换，同上作转换，同上作直线回归