- 卫生检验样品处理技术
- 康维钧 汪川 牛凌梅主编
- 3924字
- 2025-03-15 05:47:35
第一章 绪论
一、我国卫生检验的发展简史
我国现代卫生检验始于20世纪初。1840年鸦片战争后,我国沦为半殖民地半封建社会,资本主义列强迫使清朝政府打开国门,资本主义商品经济不断地渗入和对我国资源和原材料疯狂地掠夺,被迫拉开了我国世界贸易的序幕。此时西方列强在各口岸设立了检验检疫机构,检验检疫相关法律不断地引入,直至1932年国民政府才颁布了我国第一部《商品检验法》,随后颁布了各种食品、牲畜、植物病虫害等检验检疫实施细则。
我国卫生检验与卫生化学教育先驱者林公际先生分别在1934年和1936年编著出版了《水检查法》和《卫生化学》。他在《卫生化学》一书序言中写道:“作者忝任卫生化学讲席将近十载,平日在教学及作业上,深知一般之需要。只以历年讲稿,多不惬意,不敢付诸剞劂,出而问世。去春来杭,课务稍暇,益以同事之怂恿,乃重治旧稿,增删损益,勉成兹编。是书出后,倘有助于药学学生之实修及从事卫生工作诸同好之参考,俾我国公共卫生伺候逐步向上则欣慰何似!”并指出:“公共卫生之推进,一方须凭借行政的力量,一方须依赖学术的研究。两者互为经纬,其效始著。关于行政问题,兹不具论,关于学术研究,则卫生化学实占重要之成分。盖卫生化学为论列一切饮食物,嗜好品,水、空气和土壤等之试验及其良否判定之学科。凡人类保健卫生之涉及化学问题者,殆无不属于卫生化学之应用范围。”林公际先生编著的《卫生化学》一书共分二十章,有营养概论,营养素一般试验法,各种饮食物、调味品、防腐剂、着色剂、水、土壤和空气检验法,以及细菌学试验法等,适应于药学校卫生化学教科之用。由此,早期卫生化学实则为卫生检验技术,即在20世纪20年代就开启了卫生检验高等教育课程。
1937年方乘编译出版了《饮料水标准检验法》,作为专述水的卫生分析教材供医学院医药学生使用。1946年,任职于上海商品检验局多年的李颖川编著出版了《食品检验及分析法》,作者自序中说该书根据美国Leach氏所著Food inspection and Analysis和我国商品检验局实际应用之方法加以增删改编而成,适宜于大学农科或化学系之教本。1949年新中国成立后第二军医大学率先开设了卫生化学课程,主要针对食物中的营养成分和有害物质的检测分析。
1957年原武汉医学院举办了卫生检验医师专修班,1958年四川医学院开办3年制卫生检验专科班。1973年6月卫生部军事管制委员会召开了全国高等医学院校教材改革经验交流会,会议纪要中明确指出,卫生专业不宜划分过细的专业有放射医学专业和卫生检验专业,有条件的院校可举办放射医学专业和卫生检验专业;同年卫生部指定四川医学院卫生系举办卫生检验专业师资培训班。1974年四川医学院卫生系创办了3年制卫生检验专业,1977年开始招收4年制卫生检验专业本科生,标志着卫生检验人才培养从岗位职业培训到系统化的复合型卫生检验高级人才的专业培养。1981年卫生检验学被纳入我国高等学校本科专业目录。1982年开始改为招收5年制卫生检验专业,授医学学士学位。1998年专业目录调整,教育部颁布的普通高等学校本科专业目录中将卫生检验专业并入预防医学专业而停止单独招生。2004年教育部批复同意四川大学等院校试办卫生检验专业(专业代码:100204S,理学4年制)。2012年教育部颁布“普通高等学校本科专业目录”,将卫生检验试办专业更名为“卫生检验与检疫”(101007),属医学门类(10)医学技术类(1010),纳入正式专业目录。
二、卫生检验的任务和特点
卫生检验(public health laboratory sciences)是公共卫生与预防医学的重要组成部分,包含卫生理化检验和卫生微生物检验,与预防医学与公共卫生事业的发展密切相关,被誉为公共卫生与预防医学的眼睛。
随着科学技术和工业的高速发展,环境污染和公害事件不断发生,人类赖以生存的自然环境遭到严重破坏,特别是21世纪高新技术日新月异,在给人类社会带来进步和繁荣的同时,也带来新的公共卫生问题和一系列新的挑战。全球变暖、臭氧层破坏、酸雨蔓延、水体污染和垃圾围城成为人类面临的重要环境危机。由于各种需要,全世界每年生产数十万种有毒化学物质,其中大多遁入大气或排入水体,使多数河流都受到不同程度的污染。更为突出和引起社会关注的是食品安全问题,国内外食品安全突发事件频繁发生,如二英污染、有毒大米、食品和食品包装材料中的塑化剂、乳和乳制品中的三聚氰胺、肉和肉制品中的瘦肉精等都给食品安全提出了新的挑战;慢病和营养相关疾病的不断出现,也引起国际医学界的极大关注。另外,人畜共患传染病和食源性传染病的病原体、传播途径和预防措施等,凡是涉及影响人类健康的各种危害因子的识别和检验均属于卫生检验之范畴。
卫生检验结果为制定卫生标准、评价环境质量、保证食品安全,及时发现、控制和疾病流行防控措施提供科学可靠的依据、信息和方法。因此,卫生检验的特点主要是涉及范围广阔,如种类繁多,如空气污染物、水体污染物、土壤污染物以及家用化学品中污染物的检测;食物营养成分、功能性保健食品中功效成分的分析,食品中的添加剂、农药残留、重金属、有机毒物等污染成分的检测、人畜共患传染病病原体以及食源性疾病微生物的快速鉴定;生物材料样品(血液、尿液、毛发和组织等)的监测等。
主要表现:①检测的样品种类繁多,包括气、水、食品、生物材料等。②分析对象广,有无机成分、有机成分,有小分子、大分子甚至细胞以及卫生微生物(包括病毒和细菌等)。③被测组分含量差别大,从常量到痕量甚至超痕量。④样品组成复杂,同样的被测组分,由于其来源不同,基体干扰可能大不相同。⑤涉及检测仪器和原理多样,包括紫外-可见分光光度法、分子荧光分析法、原子吸收分光光度法、原子荧光光谱法和电感耦合等离子体原子发射光谱法等光谱学分析方法;电位分析法、电导分析法、溶出伏安法和电位溶出法等电化学分析方法;经典液相色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、离子色谱法和毛细管电泳法等色谱分析方法;免疫分析技术、基因测序技术等现代分子生物学技术。
三、样品采集与前处理的目的和重要性
卫生检验的一般过程主要包括采样、试样前处理、选择方法及测定以及分析数据的处理与结果表达五个阶段。据有关文献统计,这五个阶段所需要的时间及劳动强度分别为:样品采集约占6%,样品前处理技术约占61%,检测约占6%,数据处理与报告约占27%。其中,样品采集和前处理技术所需的时间最长,约占整个分析时间的70%。由此可见,该阶段在卫生检验过程中占有重要的地位。
样品采集是指从整体中取出可代表全体组成的一小部分的过程,简称“采样”。合理的采样是分析结果准确可靠的基础。在实际检验工作过程中,首先要保证采集的试样均匀并具有代表性,否则,无论测定结果再准确也毫无意义。不同任务和监测目的应按照具体的规定进行采集。通常采集的样品多数是不能够直接进入仪器而被测试的。因此,需要对样品进行处理制备,使之成为仪器所需的测试样品,也称样品制备。样品制备主要包括试样的分解和预分离富集。样品前处理是准确检测分析待测物过程中的关键环节,检测结果的重复性和准确性以及方法的灵敏度都主要取决于样品前处理。然而样品前处理是一个既耗时又极易引入误差的过程,样品处理的好坏直接影响最终的检测结果。
因此,样品前处理应达到以下目的:①将样品中的待测组分从复杂的样品基体中分离出来,制成便于测定的形式。对于含量极低的待测组分,在测定前还需要对其进行富集浓缩,提高方法的灵敏度,降低检出限;②除去样品中对分析测定有干扰的共存组分,同时在样品处理过程中,不能引入被测物,尽可能减少被测组分的变化;③如果被测组分选定的分析方法难以检测,还需要通过样品衍生化与其他反应等处理方法,使被测组分转化为另一种易于检测的化合物,提高方法的灵敏度与选择性;④减缩样品的质量与体积,使前处理后的样品便于保存和运输,提高样品的稳定性;⑤除去样品中对分析仪器有害的组分,保护分析仪器和测试系统,从而延长仪器的使用寿命。
四、样品采集与前处理的主要方法和技术
卫生检验通常是基于政府职能的风险评估和日常监测,不同职能部门职责范围内与健康相关的检验检测均有样品采集指导原则,卫生检验样品采集必须按照规范或标准进行采集和保存。样品前处理是根据不同样品,如气体样品、液体样品和固体样品等,检测不同项目,如无机物、有机物、细菌和病毒等,样品的前处理方法也不同。在卫生理化检验待检样品中,除极少数样品可以直接测定外,绝大多数样品由于组成比较复杂,被测组分与样品中的其他组分结合在一起,共存组分有时会干扰测定。因此,样品在检测分析前,需要经过适当的前处理,消除干扰因素,浓缩富集被测组分,使样品能够满足卫生检验方法的要求。样品的前处理包括对样品进行溶解、分解、分离、提取和浓缩等过程,是卫生检测过程中十分重要的环节,其效果的好坏直接关系着检验工作的质量。处理技术主要有干灰化法、湿消化法、微波消解法、溶剂萃取法、固相萃取法、固相微萃取法、超临界流体萃取法、挥发和蒸馏法、顶空气相法和气体发生法等。
五、样品前处理方法的评价
样品前处理的方法很多,不同的待测组分要采用不同的前处理方法,即使同一待测物,样品基体不同,所采用的前处理方法也不尽相同。因此,对于不同样品中的分析对象必须根据实际情况进行具体分析,选择合适的前处理方法。
能否最大限度地除去影响测定的干扰组分和保证待测物的回收率,是衡量前处理方法有效与否的重要指标。在除去样品中原有干扰组分的同时,还要防止引入新的干扰组分。新的干扰组分主要来自所用的试剂中的杂质,操作环境中的灰尘,所用器皿不洁净或在样品处理过程中的腐蚀物等。因此,必须根据样品性质、分析目的和分析方法选择合适的试剂、器皿和前处理方法。回收率表示被分离组分回收的完全程度。在分离过程中,回收率越高表示分离效果越好。回收率低不仅影响检测方法的灵敏度和准确度,而且会使低浓度的样品难以测定。
(康维钧)