人体内的微量元素是维持正常新陈代谢和生命活动的重要物质，通常以一定的浓度分布在人的体液和器官中，一般不超过人体总重量的0.01%。世界卫生组织（WHO）在1973年确认了14 种人体微量元素：铁（Fe）、锌（Zn）、铜（Cu）、锰（Mn）、铬（Cr）、钼（Mo）、Co（钴）、硒（Se）、镍（Ni）、钒（V）、锡（Sn）、氟（F）、碘（I）、硅（Si）。微量元素在体内不能合成，必须由外界摄入。微量元素的缺乏可影响到人体内分泌系统、血液循环系统、呼吸系统、消化系统功能的正常发挥，严重时会导致疾病的发生。因此，人体中微量元素水平的检测，对于疾病诊断与治疗，促进人体健康具有十分重要的意义。

1 人体微量元素

目前，从正常人体内检测出的化学元素有81 种，分为宏量元素和微量元素：宏量元素占人体总重量的99.95%，如氧（O）、碳（C）、氢（H）、氮（N）等。而微量元素的含量不超过人体总重量的0.01%，但其在人的正常生长发育过程中起着重要的作用，按其在人体内所起的生物学作用可分为：必需微量元素（I、Zn、Se、Cu、Mo、Cr、Co、Fe）、可能必需微量元素（Mn、Si、B、V、Ni）和非必需微量元素（F、Pb、Cd、Hg、As、AI、Sn）。

2 微量元素与人体健康

微量元素具有其独特的生理功能，在参与机体正常代谢和生长发育过程中起着十分重要的作用。医学研究表明，微量元素组成了金属酶的必需成分，如硒蛋白是微量元素硒在体内发挥生物学作用的主要功能形式，参与了人体内谷胱甘肽过氧化物酶家族、脱碘酶家族、硒磷酸化物合成酶等多种酶的合成和激活；构成了体内线粒体中的电子传递链的重要的载体，如微量元素铁是线粒体电子传递链的重要组成之一，线粒体铁代谢紊乱将会影响到细胞的能量代谢，导致各种疾病的发生。此外，微量元素还在协助体内物质运输、激素和维生素及核酸的合成、体液的渗透压和酸碱平衡的调节等方面发挥了独特的生理作用。因此，微量元素是机体进行正常生命活动的基础。

人体内微量元素的含量与其膳食习性、机体代谢、生活环境等密切相关，且各种微量元素含量通常在一定范围内保持动态平衡，微量元素的缺少或过剩，均会对机体正常的生命活动造成一定程度的影响。当微量元素缺乏时，会使其参与的代谢过程无法正常进行，机体表现出微量元素缺乏的相应症状；而当人体微量元素含量过量时，可引起人体发生疾病甚至中毒。研究表明，人体内的微量元素含量都有一个安全和适宜的范围，过高或过低均会对人体产生损害（表1）。反之，机体内代谢过程异常也会对微量元素的吸收、运输、利用、贮存和排泄等环节产生影响，所以，微量元素的检测在临床医学的应用，能准确了解人体内微量元素的平衡状态。从而反映人体的健康水平。

表1 微量元素失衡与疾病

3 微量元素的检测在临床医学的应用

我国微量元素的研究起步较晚，国内对微量元素分析检测起初主要用于工业及采矿，有少数医疗科研单位，出于科研目的，使用进口石墨炉原子吸收光谱仪进行人体微量元素检测。自1984 年召开的“全国第一届微量元素与健康学术研讨会”及“微量元素与健康研究会”的成立以来，微量元素检测的研究已成为现代医学的热门领域，而微量元素与疾病关系研究也随着检测方法不断深入，受到越来越多国内外学者的密切关注。因此，通过相关检测方法对人体内微量元素进行快速、准确、高效的进行检测分析，从而达到对疾病诊断与治疗的目的，已成为现代生命科学和临床医学研究的一种趋势。并且随着科技的不断发展，人们也将应用更多先进的技术，从而使得人体中微量元素分析的准确性得到有效的提高。

随着微量元素与健康的关系越来越受到人们的关注。微量元素常用的检测方法有：石墨炉原子吸收光谱法、同位素稀释质谱法、火焰原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、阳极溶出伏安法、原子发射光谱法、分子光谱法、X射线荧光光谱分析法、中子活化分析法、生化法、电化学分析法（也叫电位溶出法）等。而在临床医学上广泛应用的方法主要为：电化学分析法、原子吸收光谱法和生化法，但这三种检测方法存在着一定程度的局限性（表2）。

电感耦合等离子体质谱法（Inductivelycoupled Plasma-Mass Spectrum, ICP-MS）是一种可对同一样本的进行多元素分析的技术。能从同一个临床标本中获取大量的数据和信息，对珍贵的生化和临床标本分析（如活组织切片和婴幼儿血样）等具有特殊的意义。目前，ICP-MS 法因其具有操作简单，分析速度快、分析精密度高，检出限低、动态线性范围宽等优点，已广泛应用于环境、地质、生物、食品、医药等方面检测。ICP-MS 技术作为临床微量元素检测的有效手段，在疾病诊断与预防、保护人类健康方面将发挥重要作用。据报道，使用ICP-MS 法直接测定人体的全血、血清、头发、尿液等样品中的微量元素，不仅操作简单，而且稳定性和准确性高。与传统的无机分析技术（如原子吸收，电化学分析法，电感耦合等离子体光谱等）相比，在成本投入方面也显示出了一定优势。此外，利用液质联用、气质联用及原子光谱联用等技术与电感耦合质谱法相结合将会广泛应用于各类生物样品的微量元素测定中，可准确分析人体内微量元素的形态及作用，准确分析临床诊断的辅助性指标来研究其与疾病的相关性，作为疾病诊断与治疗的依据。

表2 微量元素检测方法比较

4 小结

微量元素含量的检测对人体疾病的诊断有着重要意义，人体微量元素可作为临床诊断的辅助性指标从分子水平的营养与代谢角度来反映人体健康状况，而ICP-MS 技术作为临床微量元素含量检测的可靠手段，具有灵敏度高和检出限低、定性与定量分析结果稳定、检测速度快等特点。但是基于这种原理的微量元素分析仪，在国内有一定的技术门槛。在国内微量元素生产厂家规模一般相对较小，暂时没有足够的研发及生产能力。随着ICP-MS 分析技术的日趋完善，ICP-MS 法将在微量元素与疾病的诊断和防治活动中发挥重要作用。