Isotope dilution mass spectrometry applied in measurement uncertainty of serum creatinine concentration

doi:10.3969/j.issn.1673-8640.2021.03.007

Abstract

Abstract:

Objective To investigate the evaluation method for measurement uncertainties of serum creatinine concentration by isotope dilution mass spectrometry（ID-MS）. Methods We established a reference measurement procedure for the serum creatinine concentration by ID-MS. The uncertainty was evaluated according to the strict Guide to the Expression of Measurement Uncertainty（GUM） method. The strict GUM method meant that each uncertain component was analyzed and quantified in detail according to the measurement model. The calculation was based on the principle that relative values should be used in multiplication and division,and absolute values should be used in addition and subtraction. Meanwhile,traditional evaluation method and the Monte Carlo method（MCM） were used to evaluate the uncertainties of serum creatinine concentration. Results The measured specific serum creatinine concentration was 347.4 μmol/L. The combined standard uncertainty was 0.89% according to ID-MS measurement model and strict GUM principle. The uncertainty evaluated by the traditional method was 0.93%,which was 4.8% higher than that evaluated by the GUM method. The combined standard uncertainty was 0.64% by MCM,which was 27.9% lower than that evaluated by the strict GUM method. The 95% confidence interval of the measurement result by MCM was 343.1-351.8 μmol/L. Conclusions The result of uncertainty evaluated by the traditional method is higher than that of the strict GUM method,while the result of the MCM is lower than that of the strict GUM method. It is suggested that each uncertainty component should be strictly quantified and combined according to the GUM method. If possible,the MCM could be used to evaluate the uncertainty.

Key words: Isotope dilution mass spectrometry, Serum creatinine concentration, Measurement uncertainty, Monte Carlo method

CLC Number:

R446

ZHANG Weiwei, JING Rongrong, JI Huoyan, WANG Jianxin, WANG Feng, WANG Huimin. Isotope dilution mass spectrometry applied in measurement uncertainty of serum creatinine concentration[J]. Laboratory Medicine, 2021, 36(3): 263-269.

Figures/Tables 4

References 12

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测量次数	低标混合液			高标混合液			血清（NIST 967a LevelⅡ）
测量次数	分析物	标记物	比值	分析物	标记物	比值	分析物	标记物	比值
1	738 000	692 000	1.066 47	875 000	679 000	1.288 66	227 000	193 000	1.176 17
2	739 000	697 000	1.060 26	880 000	675 000	1.303 70	228 000	194 000	1.175 26
3	729 000	688 000	1.059 59	876 000	670 000	1.307 46	230 000	196 000	1.173 47
4	729 000	687 000	1.061 14	861 000	660 000	1.304 55	232 000	196 000	1.183 67
5	731 000	689 000	1.060 96	863 000	662 000	1.303 63	231 000	197 000	1.172 59
6	1 100 000	1 040 000	1.057 69	1 300 000	1 000 000	1.300 00	530 000	450 000	1.177 78
7	1 100 000	1 040 000	1.057 69	1 320 000	1 020 000	1.294 12	526 000	447 000	1.176 73
8	1 120 000	1 040 000	1.076 92	1 330 000	1 020 000	1.303 92	536 000	454 000	1.180 62
9	1 110 000	1 040 000	1.067 31	1 320 000	1 020 000	1.294 12	532 000	450 000	1.182 22
10	1 090 000	1 020 000	1.068 63	1 320 000	1 030 000	1.281 55	531 000	453 000	1.172 19
x		1.063 666			1.298 171			1.177 07
s		0.006 099			0.008 322			0.004 003
变异系数/%		0.573 39			0.641 06			0.226 069

测量次数	低标混合液			高标混合液			血清（NIST 967a LevelⅡ）
测量次数	分析物	标记物	比值	分析物	标记物	比值	分析物	标记物	比值
1	738 000	692 000	1.066 47	875 000	679 000	1.288 66	227 000	193 000	1.176 17
2	739 000	697 000	1.060 26	880 000	675 000	1.303 70	228 000	194 000	1.175 26
3	729 000	688 000	1.059 59	876 000	670 000	1.307 46	230 000	196 000	1.173 47
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5	731 000	689 000	1.060 96	863 000	662 000	1.303 63	231 000	197 000	1.172 59
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7	1 100 000	1 040 000	1.057 69	1 320 000	1 020 000	1.294 12	526 000	447 000	1.176 73
8	1 120 000	1 040 000	1.076 92	1 330 000	1 020 000	1.303 92	536 000	454 000	1.180 62
9	1 110 000	1 040 000	1.067 31	1 320 000	1 020 000	1.294 12	532 000	450 000	1.182 22
10	1 090 000	1 020 000	1.068 63	1 320 000	1 030 000	1.281 55	531 000	453 000	1.172 19
x		1.063 666			1.298 171			1.177 07
s		0.006 099			0.008 322			0.004 003
变异系数/%		0.573 39			0.641 06			0.226 069

序号	分量代号	次分量代号	分量名称	量值	单位	不确定度绝对值	分布类型	使用天平	不确定度相对值/%
1	S_MH		高标混合液中肌酐标准液质量	121.55	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.058 17
2	S_ML		低标混合液中肌酐标准液质量	97.27	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.072 69
3	S_C		标准液浓度	95.753 3	μg/g	0.088 11			0.092 02
4		Q_S1	标准品的质量	76 820	μg	70.71	矩形	天平1	0.092 0
5		Q_ST1	标准原液质量	40.111	g	0.000 5	矩形	天平2	0.001 247
6		Q_S2	稀释用标准原液质量	5.011 99	g	0.000 070 7	矩形	天平1	0.001 411
7		Q_ST2	标准应用液质量	100.246	g	0.000 5	矩形	天平2	0.000 499
8	I_MH		高标混合液中所加内标液质量	83.16	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.085 03
9	I_ML		低标混合液中所加内标液质量	83.33	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.084 86
10	I_MS		样品中所加内标液质量	166.40	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.042 49
11	W_S		样品质量	0.5422	g	0.000 070 71	矩形	天平1	0.013 04
12	R_H		高标混合液中2种物质峰面积比值	1.298 171		0.008 322	正态		0.641 06
13	R_L		低标混合液中2种物质峰面积比值	1.063 666		0.006 099	正态		0.573 39
14	R_S		样品中2种物质峰面积比值	1.177 07		0.004 003	正态		0.226 07
15	D_S		血清样品密度	1.024	mg/mL	0.001 155	矩形		0.112 9
16	P		标准品纯度	0.997	%	0.001 732	矩形		0.173 4
17	M		肌酐相对分子质量	113.1		无

序号	分量代号	次分量代号	分量名称	量值	单位	不确定度绝对值	分布类型	使用天平	不确定度相对值/%
1	S_MH		高标混合液中肌酐标准液质量	121.55	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.058 17
2	S_ML		低标混合液中肌酐标准液质量	97.27	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.072 69
3	S_C		标准液浓度	95.753 3	μg/g	0.088 11			0.092 02
4		Q_S1	标准品的质量	76 820	μg	70.71	矩形	天平1	0.092 0
5		Q_ST1	标准原液质量	40.111	g	0.000 5	矩形	天平2	0.001 247
6		Q_S2	稀释用标准原液质量	5.011 99	g	0.000 070 7	矩形	天平1	0.001 411
7		Q_ST2	标准应用液质量	100.246	g	0.000 5	矩形	天平2	0.000 499
8	I_MH		高标混合液中所加内标液质量	83.16	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.085 03
9	I_ML		低标混合液中所加内标液质量	83.33	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.084 86
10	I_MS		样品中所加内标液质量	166.40	mg	0.070 71	矩形	天平1	0.042 49
11	W_S		样品质量	0.5422	g	0.000 070 71	矩形	天平1	0.013 04
12	R_H		高标混合液中2种物质峰面积比值	1.298 171		0.008 322	正态		0.641 06
13	R_L		低标混合液中2种物质峰面积比值	1.063 666		0.006 099	正态		0.573 39
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15	D_S		血清样品密度	1.024	mg/mL	0.001 155	矩形		0.112 9
16	P		标准品纯度	0.997	%	0.001 732	矩形		0.173 4
17	M		肌酐相对分子质量	113.1		无

序号	分量代号	次分量代号	量值	单位	不确定度绝对值	分布类型	使用天平	概率分布表示
1	S_MH		121.55	mg	0.070 71	矩形	天平1	（121.479 29,121.627 1）
2	S_ML		97.27	mg	0.070 71	矩形	天平1	（97.199 29,97.340 71）
	S_C		95.753 3	μg/g
3		Q_S1	76 820	μg	70.71	矩形	天平1	（76 749.29,76 890.71）
4		Q_ST1	40.111	g	0.000 5	矩形	天平2	（40.110 5,40.111 5）
5		Q_S2	5.011 99	g	0.000 070 7	矩形	天平1	（5.011 919 3,5.012 060 6）
6		Q_ST2	100.246	g	0.000 5	矩形	天平2	（100.245 5,100.246 5）
7	I_MH		83.16	mg	0.070 71	矩形	天平1	（83.089 29,83.230 71）
8	I_ML		83.33	mg	0.070 71	矩形	天平1	（83.259 29,83.400 71）
9	I_MS		166.40	mg	0.070 71	矩形	天平1	（166.329 29,166.470 71）
10	W_S		0.542 2	g	0.000 070 71	矩形	天平1	（0.5421 292 9,0.542 270 71）
11	R_H		1.298 171	比值	0.008 322	正态		（1.298 171,0.008 322 2）
12	R_L		1.063 666	比值	0.006 099	正态		（1.063 666,0.006 099 2）
13	R_S		1.177 07	比值	0.004 003	正态		（1.177 07,0.004 003 2）
14	D_S		1.024	mg/mL	0.001 155	矩形		（1.022 845,1.025 155）
15	P		0.997	%	0.001 732	矩形		（0.995 268,0.998 732）
16	M		113.1		无