微量元素

微量元素
基本含义
微量元素(trace element)，又名痕量元素，未有统一认可的定义。

习惯上把研究体系(矿物岩石等)中元素含量大于1%称为常量元素或主要元素(major element)，把含量在1%-0.1%之间等那些元素称为次要元素(minor,subordinate)元素，而把含量小于0.1%称为微量元素,或称痕量元素。

有人把次要元素也看作微量元素，这取决于研究者的兴趣和对研究问题的帮助。

有人认为，在地壳和地球物理中除了O、Si、Al、Fe等几个丰度最大等元素外，其余的可称为微量元素。

我们又把人体中存在量极少，低于人体体重0.01%，称为微量元素。

具有一定生理功能，并且必须通过食物摄取的微量元素称为必需微量元素。

人体
人体是由50多种元素所组成。

根据元素在人体内的含量不同，可分为宏量元素和微量元素两大类。

凡是占人体总重量的万分之一以上的元素，如碳、氢、氧、氮、磷、硫、钙、镁、钠、钾等，称为常量元素；凡是占人体总重量的万分之一以下的元素，如铁、锌、铜、锰、铬、硒、钼、钴、氟等，称为微量元素（铁又称半微量元素）。

微量元素在人体内的含量真是微乎其微，如锌只占人体总重量的百万分之三十三。

铁也只有百万分之六十。

微量元素虽然在人体内的含量不多，但与人的生存和健康息息相关，对人的生命起至关重要的作用。

它们的摄入过量、不足、不平衡或缺乏都会不同程度地引起人体生理的异常或发生疾病。

微量元素最突出的作用是与生命活力密切相关，仅仅像火柴头那样大小或更少的量就能发挥巨大的生理作用。

值得注意的是这些微量元素通常情况下必须直接或间接由土壤供给，但大部分人往往不能通过饮食获得足够的微量元素。

根据科学研究，到目前为止，已被确认与人体健康和生命有关的必需微量元素有18种，即有铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等。

这每种微量元素都有其特殊的生理功能。

尽管它们在人体内含量极小，但它们对维持人体中的一些决定性的新陈代谢却是十分必要的。

一旦缺少了这些必需的微量元素，人体就会出现疾病，甚至危及生命。

比较明确的是约30%的疾病直接是微量元素缺乏或不平衡所致。

如缺锌可引起口、眼、肛门或外阴部红肿、丘疹、湿疹。

又如铁是构成血红蛋白的主要成分之一，缺铁可引起缺铁性贫血。

国外曾有报道：机体内含铁、铜、锌总量减少，均可减弱免疫机制(抵抗疾病力量)，降低抗病能力，助长细菌感染，而且感染后的死亡率亦较高。

微量元素在抗病、防癌、延年益寿等方面都还起着非常重要的作用。

元素与人体的关系
前面我们已经了解到人体内已经检出90种元素，但是这些元素在人体内含量差别很大，含量多的氧元素占身体总重量的65%，含量少的钴元素还不到十亿分之一。

经研究表明在人体中有11种元素含量较多，它们是氧、碳、氢、钙、磷、钾、硫、钠、氯、镁等。

其中氧、碳、氢、氮四种元素就占了人体总重量的99.95%，剩下0.05%含量的都是微量元素。

长期以来，人们对体内含量较多的元素十分重视，而对微量元素却重视不够。

其实，元素在人体里作用的大小不能以含量的多少来决定，有许多微量元素含量微乎其微，但作用却不可忽视，对矮小身材儿童头发中微量元素的分析发现，被测定
的42例矮小身材儿童，大多数患儿发中锌含量低于正常儿童；铜含量减少较多，可见儿童的生长发育除受遗传、内分泌、营养、运动及疾病等因素的影响，还与体内某些微量元素如锌、铜的缺乏有关。

人体微量元素缺乏的症状
1、锌缺乏
表现：食欲降低是婴幼儿缺锌的早期表现之一。

缺锌的孩子味觉减退，对酸、甜、苦、咸分辨不清；生长发育迟缓，身材矮小，体重不增；抵抗力差，反复感冒或腹泻；易患复发性口腔溃疡；缺锌还会损害孩子的味蕾功能，出现厌食。

富含微量元素锌的食物：生蚝、山核桃、扇贝、口蘑、香菇、羊肉、葵花子、猪肝、牛肝等。

2、铁缺乏
表现：缺铁性贫血对于育龄妇女和儿童的健康影响非常严重，重度缺铁性贫血可增加儿童和母亲的死亡率。

缺铁会损害儿童智力发育，使婴幼儿易激动、淡漠，对周围事物缺乏兴趣，还可造成儿童、青少年注意力、学习能力、记忆力异常。

铁缺乏的幼儿，铅中毒的发生率较无铁缺乏的儿童高3-4倍。

富含铁的食物：动物性食物，如肝脏、血和瘦肉；豆类、绿叶蔬菜、红糖、禽蛋类。

人乳的铁吸收率高达70%。

3、钙缺乏
表现：钙是儿童膳食中最容易缺乏的营养素之一。

快速成长中的婴幼儿长期摄食钙过低并伴有维生素D缺乏，日晒少，可引发生长发育迟缓、骨骼畸形、牙齿发育不良。

富含微量元素钙的食物：牛奶、奶酪、鸡蛋、豆制品、海带、紫菜、虾皮、芝麻、山楂、海鱼、蔬菜等。

检测方法
1-电化学分析法（目前在临床中已较少应用）
原理：根据溶液中不同微量元素的电化学性质及变化规律对其组分进行定性和定量的分析方法。

优点：仪器和试剂的成本较低、灵敏度较高，无需对样品进行分离即可测定。

缺点：试剂稳定性和重复性较差。

试剂易对环境产生污染。

危害工作身体健康。

2-原子吸收光谱法
原理：又称原子吸收分光光度法，是基于被测元素处于气态的基态原子对特征谱线的吸收作用来测定微量元素含量的一种分析方法。

分类：AAS 可分为冷原子吸收法、石墨炉原子吸收法、火焰原子吸收法和氢化物发生器法( hydride generation，HG) 等。

优点：快捷、准确、灵敏度高；临床微量元素检测领域的“金标准”；为微量元素测定应用最广泛的方法之一。

缺点：如测定不同元素需要更换光源，多种元素的同时测定有困难；分析复杂试样时干扰还比较严重。

高熔点元素的测定灵敏度低
3-电感耦合等离子体原子发射光谱法
原理：以原子发射为理论依据，以等离子体原子发射光谱仪为手段的分析方法。

优点：ICP-AES 具有多种元素同时检测、分析精度高( 分析精度可达ng /mL) 、样品检测范围广( 可同时对固态、液态及气态样品直接进行分析) 、动态线性范围宽
( 可同时测mg /mL、μg /mL和ng /mL 等不同动态线性范围的标本) 、光谱的特征性强、选择性好和干扰少等优点。

缺点：仪器价格昂贵、检测成本高，需与其他技术联用
4-电感耦合等离子体质谱法
是20 世纪80 年代发展起来的一种新的微量元素检测技术，可同时分析目前已知的所有元素，被誉为当代分析技术最激动人心的成就。

优点：检出限低、动态线性范围宽、干扰少、精密度高、分析速度快等优点，且进行同一样本多元素分析，降低分析时间和成本，可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。

缺点：仪器价格昂贵、检测成本高、样品制备困难。