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嘉峪檢測網(wǎng) 2025-10-28 21:41
本文適用于采用電化學(xué)法、原子吸收法、質(zhì)譜法對人體樣本進(jìn)行微量元素項目檢測的微量元素分析儀。含上述方法學(xué)的產(chǎn)品也可參照執(zhí)行，其他方法學(xué)不適用。
微量元素分析儀的結(jié)構(gòu)及組成
開發(fā)者可根據(jù)擬申報產(chǎn)品的具體特征，詳細(xì)描述產(chǎn)品工作原理、結(jié)構(gòu)組成（包括軟件組件以及配合使用的附件）、各模塊的具體組成、產(chǎn)品的主要功能及各組成模塊的功能、產(chǎn)品圖示（如結(jié)構(gòu)示意圖等）、使用方法以及區(qū)別于其他同類產(chǎn)品的特征等內(nèi)容。
不同方法學(xué)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)組成具有顯著差異，分別描述如下：
1 電化學(xué)法產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成及主要功能
電化學(xué)法產(chǎn)品通常由自動進(jìn)樣模塊（可選）、極譜模塊/溶出模塊、軟件等組成。極譜模塊/溶出模塊主要有電極組、控制模塊等組成。舉例如下：
（1）電極組。常采用三電極方式，含工作電極、對電極（輔助電極）、參比電極。工作電極是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的地方，與對電極形成電流回路；參比電極不易極化，開展電勢參考基準(zhǔn)研究。參比電極可采用飽和甘汞電極等；對電極可采用鉑電極等。溶出法與極譜法的工作電極有很大區(qū)別，溶出法常采用表面靜止的液體或固體電極，如玻碳預(yù)鍍膜汞電極；而極譜法常采用滴汞電極、靜汞電極等表面能夠周期性更新的液體電極。
（2）控制模塊：可實現(xiàn)信號的接收、處理、顯示、控制等功能。極譜法還需具有汞滴控制功能，實現(xiàn)每一次檢測都是新的汞滴。
2 原子吸收法產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成及主要功能
原子吸收法產(chǎn)品通常由自動進(jìn)樣模塊（可選）、主機(jī)模塊、軟件等組成。主機(jī)由光源、原子化模塊（火焰、石墨爐、鎢舟）、分光模塊（單色器等）、檢測模塊（光電倍增管等）、控制模塊等組成。常與空氣壓縮機(jī)、空氣過濾器、乙炔氣源配合使用。舉例如下：
光路部分：可包含光源、分光模塊、光信號接收模
塊等?？蓪崿F(xiàn)特定光譜的產(chǎn)生、選擇、接收。明確光源類型，復(fù)合燈可以產(chǎn)生多種特定波長光。
（2）氣路部分：可包含空氣過濾部件、壓力平衡罐、空氣管路、乙炔氣體管路、壓力監(jiān)測傳感器等?？諌簷C(jī)輸出的高壓空氣經(jīng)過濾、壓力平衡后進(jìn)入到霧化器中。乙炔鋼瓶輸出的乙炔氣體經(jīng)管路輸出到霧化室中。
（3）火焰原子化模塊：可包含噴霧器、霧化室、燃燒器等。液體樣本經(jīng)毛細(xì)管吸入到噴霧器中，高速流動的助燃?xì)猓ǔ閴嚎s空氣）在噴霧器出口處形成負(fù)壓，將樣本霧化。生成的氣溶膠與助燃?xì)夤餐M(jìn)入到霧化室，在霧化室內(nèi)與燃?xì)猓ǔ橐胰玻┗旌希旌暇鶆蚝筮M(jìn)入到燃燒器，從燃燒頭（常為一狹長的縫）噴出并點(diǎn)燃，實現(xiàn)樣本的原子化。見圖1。霧化效果與檢測準(zhǔn)確度密切相關(guān)。
圖1火焰原子化模塊工作原理示意圖
（4）石墨爐/鎢舟原子化模塊：常由加熱電源、石墨管、爐體等組成。利用電能加熱盛放試樣的石墨容器，使之達(dá)到高溫，樣本經(jīng)干燥、灰化后，達(dá)到原子化。石墨管外壁通常采用氬氣進(jìn)行保護(hù)。
（5）控制部分：可實現(xiàn)信號的接收、處理、顯示、控制等功能。如可實現(xiàn)對氣路工作壓力監(jiān)控，火焰監(jiān)控，異常報警提醒等功能。可在助燃?xì)怏w（壓縮空氣）壓力過低等情形下，自動切斷氣源，熄滅火焰。
3 質(zhì)譜法產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及組成
質(zhì)譜法產(chǎn)品為電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Inductively Coupled Plasma Source Mass Spectrometer，ICP-MS），通常由進(jìn)樣模塊、質(zhì)譜模塊、軟件組成。其中質(zhì)譜模塊一般由離子源、接口部分、質(zhì)量分析器、檢測器、真空系統(tǒng)等組成。見圖2。主要結(jié)構(gòu)組成及主要功能的描述舉例如下：
（1）進(jìn)樣系統(tǒng)：可由蠕動泵、霧化器、霧化室、半導(dǎo)體制冷裝置等組成。將樣本轉(zhuǎn)化為氣體、蒸汽或氣溶膠形式，半導(dǎo)體制冷裝置使霧化室溫度恒定在3℃左右。液體樣本常采用氣動霧化或超聲霧化，固體樣本常采用微波消解等方式進(jìn)行前處理。
（2）離子源：可由射頻發(fā)生器、等離子體矩管、耦合線圈以及供氣系統(tǒng)等組成。霧化后的樣本在載氣的帶動下進(jìn)入到ICP炬管，被去溶、蒸發(fā)、離子化，形成高溫等離子氣流。ICP源的工作氣多為氬氣、氮?dú)饣驓宓旌蠚狻?/span>
（3）接口部分：可由采樣錐、截取錐等組成的多錐結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)將ICP噴射的高溫等離子體氣流進(jìn)行降溫，形成離子束，完成常壓到高真空的階梯過渡。
（4）離子透鏡：將負(fù)離子、光子、中性離子等攔截過濾，將樣本離子聚焦后傳輸?shù)劫|(zhì)量分析器中。
（5）質(zhì)量分析器：質(zhì)量分析器是ICP-MS的核心組成部分，目前應(yīng)用最廣是四極桿質(zhì)量分析器，由4根平行的金屬或表面鍍有金屬的極棒組成，相對兩根為一組。將離子按質(zhì)核比進(jìn)行分離。
（6）離子檢測器：可由離子收集器和放大器組成，目前應(yīng)用最多的為電子倍增管檢測器。收集質(zhì)量分析器分離后的離子，并將其轉(zhuǎn)化為電流電壓信號，再對信號進(jìn)行放大、處理、分析。
（7）真空系統(tǒng)：可由機(jī)械泵、分子泵、密封閥、真空管道等形成級聯(lián)真空系統(tǒng)，常采用常壓-低真空-高真空的三級差分真空，維持各部分需要的真空環(huán)境。通常四級桿、檢測器等在高真空下工作，在低真空下可能會出現(xiàn)放電擊穿相關(guān)器件。
應(yīng)詳細(xì)寫明通過研究確定的關(guān)鍵組件信息。
圖2 ICP-MS結(jié)構(gòu)組成示意圖
微量元素分析儀產(chǎn)品的主要工作原理
產(chǎn)品的工作原理有電化學(xué)法、原子吸收法、質(zhì)譜法等。
1 電化學(xué)法常采用電位溶出法、極譜法。
溶出法：此方法分為富集和溶出兩個過程。先在恒電位下將待測元素富集到工作電極表面，再利用化學(xué)試劑的氧化或還原作用使其溶出，一種元素的溶出時間與其濃度成正比，依次來進(jìn)行定量分析，可測量鎘、鋅、銅、鉛等元素。
極譜法：在產(chǎn)品的電極之間施加一個變化的電壓，當(dāng)達(dá)到分解電壓時，被測物質(zhì)開始在工作電極還原，產(chǎn)生極譜電流。極譜電流隨電壓的升高而極巨增大，并逐漸達(dá)到極限值，這樣得到的電流-電壓曲線，稱為極譜波。極譜波的半波電位，是被測物質(zhì)特征值，用于進(jìn)行定性分析，電流大小由被測物質(zhì)的濃度決定，用于進(jìn)行定量分析。該方法需使用汞，可測量鋅、鐵、鈣、鎂、錳等元素，靈敏度相對低一些。
2 原子吸收法常采用火焰法、石墨爐法/鎢舟法等。
原子吸收法的主要差異為原子化的方法不同，火焰法利用可燃?xì)怏w（乙炔、丙烷、氫氣等）高溫燃燒，使待測樣本原子化；石墨爐法/鎢舟法利用在石墨爐或鎢舟中產(chǎn)生的2000~3000℃的高溫使待測元素原子化。
主要工作過程為：當(dāng)空心陰極燈（復(fù)合或單元素）發(fā)射出的特定波長入射光穿過這種原子化后的原子蒸汽時，一部分光譜被待測元素基態(tài)原子吸收，未被吸收的部分透射過去。根據(jù)朗伯-比耳定律，吸光度大小與原子化器中待測元素濃度成正比，可計算出待測元素含量。不同的元素采用不同波長的光譜，如鋅213.9nm、鐵248.3nm、鈣422.7nm、鎂285.2nm、銅324.7nm，僅為示例，也可采用其他波長。
3 質(zhì)譜法為電感耦合等離子體質(zhì)譜。
樣本經(jīng)前處理后，在進(jìn)樣模塊中被霧化，然后進(jìn)入到電感耦合等離子體中，被電離成高溫等離子體。離子體經(jīng)過接口處理、離子透鏡聚焦后進(jìn)入到高真空的質(zhì)量分析器，然后根據(jù)不同荷質(zhì)比依次分離，分離后的離子由離子檢測器接收和計數(shù)測量。既可以按照特定荷質(zhì)比進(jìn)行定性分析，也可以按照離子數(shù)目進(jìn)行定量分析，也可同時測量多種元素。
有的產(chǎn)品會把不同方法學(xué)集成在同一臺儀器上，如火焰原子吸收法與溶出法集成、火焰原子吸收法與石墨爐（鎢舟）集成、溶出法與極譜法集成、溶出法與分光光度法集成等。
微量元素分析儀產(chǎn)品的主要風(fēng)險
產(chǎn)品的主要危險大致可包括五個方面，即：能量危險、生物學(xué)和化學(xué)危險、操作危險、信息危險、軟件危險。
1能量危險
電磁能：共同使用的設(shè)備（移動電話、離心機(jī)、生化分析儀等）對申報產(chǎn)品的電磁干擾，靜電放電對申報產(chǎn)品產(chǎn)生的干擾，申報產(chǎn)品正常工作中產(chǎn)生的電磁場對可能共同使用的其他設(shè)備的影響等引發(fā)的危險。
漏電流：漏電流過大對使用者造成電擊傷害。
機(jī)械能：墜落導(dǎo)致機(jī)械部件松動，導(dǎo)致測量錯誤、誤差過大或顯示異常。
運(yùn)動零件：部件運(yùn)動過程中觸碰導(dǎo)致機(jī)械部件復(fù)位故障，測量位置不準(zhǔn)，結(jié)果異常。
熱能危害：儀器工作過程中，會產(chǎn)生熱能，如果電路老化、使用時間過長、防護(hù)不當(dāng)，可能對操作者造成熱能傷害。
2生物學(xué)和化學(xué)危險
生物學(xué)：檢測完成后剩余樣本、試劑和廢棄物處理不當(dāng)引起的環(huán)境污染、交叉感染。極譜法產(chǎn)品產(chǎn)生的汞滴殘液處理不當(dāng)對環(huán)境污染。
化學(xué)：使用的清潔劑、消毒劑殘留引發(fā)的危險。
3操作危險
由不熟練/未經(jīng)訓(xùn)練的人員使用，未對使用者進(jìn)行培訓(xùn)或者使用者未按說明書中的要求進(jìn)行操作，造成的檢測失敗、檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。
使用不同廠家的或與分析儀不相匹配的試劑，造成的檢測失敗、檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。
產(chǎn)品的檢測裝置超過壽命或長時間未經(jīng)校準(zhǔn)，導(dǎo)致檢測結(jié)果不準(zhǔn)確。
未在制造商規(guī)定的使用環(huán)境條件下使用產(chǎn)品，可能造成檢測結(jié)果不準(zhǔn)確，產(chǎn)品壽命降低。
未按產(chǎn)品說明書的規(guī)定進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，造成產(chǎn)品工作不正常。如樣本霧化器管路和吸樣管中吸附少量纖維蛋白及微小凝塊，造成進(jìn)樣量減低，影響檢測結(jié)果。如氣體管路老化未定期更換，造成泄露。如乙炔氣體泄露可引發(fā)燃爆風(fēng)險，高濃度氬氣泄露可導(dǎo)致人員呼吸困難。
4信息危險
包括標(biāo)記缺少或不正確，標(biāo)記的位置不正確，不能被正確的識別，不能永久貼牢和清晰可辨，不能耐受溫度、摩擦及正常使用時可能遇到的溶劑和試劑的影響。
未對不正確的操作、與其他設(shè)備共同使用時易產(chǎn)生的危險進(jìn)行警告，未正確標(biāo)示包裝儲運(yùn)條件、消毒方法、維護(hù)信息、對所有標(biāo)識警告符號的闡述，未對因長期使用產(chǎn)生功能喪失而可能引發(fā)的危險進(jìn)行警告，未對合理可預(yù)見的誤用進(jìn)行警告等引發(fā)的危險。
5軟件危險
數(shù)據(jù)交換時醫(yī)療器械相關(guān)數(shù)據(jù)未設(shè)計授權(quán)訪問、修改、刪除，無法保證數(shù)據(jù)的保密性、完整性和可得性。
微量元素分析儀的主要性能指標(biāo)
電化學(xué)法產(chǎn)品建議制定檢出限、線性、準(zhǔn)確度、重復(fù)性、靈敏度（分辨力）、攜帶污染率等要求。
原子吸收法產(chǎn)品可參考GB/T 21187制定，如基線穩(wěn)定性、檢出限、線性、準(zhǔn)確度、重復(fù)性、分辨率、攜帶污染、氣路系統(tǒng)密封性等。火焰原子法產(chǎn)品還具有氣路保護(hù)、火焰監(jiān)測等；異常時，能自動切斷氣源及報警提示等功能。
質(zhì)譜法產(chǎn)品可參考YY/T 1740.3制定相應(yīng)指標(biāo)。
若具有自動加樣系統(tǒng)，建議制定相應(yīng)指標(biāo)要求，如加樣準(zhǔn)確度和重復(fù)性等。
微量元素分析儀的研究要求
1產(chǎn)品性能研究
申報產(chǎn)品各組成模塊性能的研究：應(yīng)根據(jù)綜述中有關(guān)申報產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成和各主要組成模塊的情況，開展詳細(xì)的研究，明確產(chǎn)品功能性指標(biāo)的評價方式。舉例如下：
1.1自動進(jìn)樣模塊研究：應(yīng)對加樣準(zhǔn)確度、重復(fù)性等進(jìn)行驗證，并開展驗證方案和驗證報告研究。質(zhì)譜法產(chǎn)品可參考GB/T 37837，明確樣本類型、前處理方式等內(nèi)容。
1.2 電化學(xué)法模塊研究：明確采用的電化學(xué)方法，如電位溶出法、極譜法等。電位溶出法應(yīng)說明玻碳預(yù)鍍汞膜電極的工藝要求，研究電極汞膜的厚薄、均勻性等對檢測準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性的影響。極譜法工作中需使用汞滴，明確對含汞殘液處理要求。明確環(huán)境溫度對靈敏度的影響，該方法學(xué)檢測的局限性。
1.3 原子吸收模塊研究：（1）光路部分：明確光源類型，采用復(fù)合空芯陰極燈還是單元素?zé)艨招娟帢O燈；明確分光模塊類型、檢測器類型及數(shù)量；明確相應(yīng)的通道結(jié)構(gòu)。明確可檢測元素對應(yīng)的特定光譜波長。（2）氣路部分：火焰法需與乙炔氣體和壓縮空氣配合使用，研究乙炔純度、壓縮空氣中的水分含量、火焰溫度穩(wěn)定性對檢測的影響。說明氣路主要流動過程，如何保持氣體壓力的穩(wěn)定。（3）原子化模塊：明確原子化采用的類型，如火焰、石墨爐、鎢舟，說明具體結(jié)構(gòu)及原子化的主要過程。如說明火焰原子化模塊主要有霧化器、霧化室、燃燒頭組成，霧化性能直接影響檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。說明石墨爐/鎢舟加熱方式，工作溫度等。（4）安全性研究：火焰法常使用乙炔氣體，石墨爐/鎢舟原子吸收法常使用氬氣。乙炔泄露存在燃爆的風(fēng)險，人員吸入過量高濃度氬氣可造成呼吸困難，應(yīng)明確對氣路保護(hù)、火焰監(jiān)控的措施。原子化溫度通常在1800- 3000℃，應(yīng)明確相應(yīng)的防護(hù)措施。
1.4質(zhì)譜法研究：（1）質(zhì)譜模塊研究：可參考GB/T 33864、YY/T 1740.3對質(zhì)譜模塊主要性能進(jìn)行研究，如質(zhì)量范圍、質(zhì)量準(zhǔn)確性、質(zhì)量穩(wěn)定性、質(zhì)量分辨率、靈敏度、精密度、峰強(qiáng)度，并開展驗證方案和驗證報告研究。（2）其他關(guān)鍵部件研究：如四極桿的主要性能研究，電子倍增管的動態(tài)范圍和靈敏度研究，真空系統(tǒng)的實現(xiàn)方式及真空度研究，冷卻系統(tǒng)的研究等。（3）攜帶污染率研究：以Fe高濃度全血基質(zhì)樣本和空白溶液為待測樣本，按照高濃度樣本、高濃度樣本、高濃度樣本、零濃度樣本、零濃度樣本、零濃度樣本的順序為一組，在儀器上進(jìn)行測定驗證，計算攜帶污染率，開展驗證方案和驗證報告研究?？紤]到不同物質(zhì)在管道的吸附性差異，建議參照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或采用高、低吸附性物質(zhì)進(jìn)行驗證。
2臨床項目分析性能的研究
建議開發(fā)者綜合考慮申報產(chǎn)品的適用范圍、可檢測臨床樣本類型和可檢測的微量元素項目，選擇檢測項目最全的型號，對產(chǎn)品可檢測的所有臨床樣本類型進(jìn)行研究。研究應(yīng)結(jié)合配套試劑，對主要性能進(jìn)行系統(tǒng)性評估，可包含檢出限、線性、準(zhǔn)確度、精密度、攜帶污染率（若適用）等。
3 環(huán)境試驗
可參考GB/T 14710及其他適用的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，主要包括氣候環(huán)境條件、機(jī)械環(huán)境條件、運(yùn)輸條件等。開發(fā)者應(yīng)對上述項目進(jìn)行研究，并開展相應(yīng)的研究。
正常工作環(huán)境以產(chǎn)品標(biāo)稱為準(zhǔn)，但需經(jīng)相應(yīng)環(huán)境試驗驗證。明確標(biāo)識供電類型、電壓。
4產(chǎn)品有效期和包裝研究
應(yīng)當(dāng)開展產(chǎn)品有效期的驗證研究，報告中應(yīng)對申報產(chǎn)品中包含的易耗、易損、需定期更換或者具有固定使用壽命的主要元器件的情況進(jìn)行描述。詳述確定產(chǎn)品使用期限或者失效期的具體理由，給出產(chǎn)品使用期限或者產(chǎn)品失效期。具體參見《有源醫(yī)療器械使用期限注冊技術(shù)審查指導(dǎo)原則》的相關(guān)要求。
包裝及包裝完整性：在宣稱的有效期內(nèi)以及運(yùn)輸儲存條件下，保持包裝完整性的依據(jù)。
5軟件研究
5.1 軟件
該產(chǎn)品通常含有內(nèi)嵌式軟件和外控型軟件。注冊人應(yīng)按照《醫(yī)療器械軟件注冊審查指導(dǎo)原則（2022年修訂版）》要求開展軟件研究、外部軟件環(huán)境評估（若適用）以及GB/T 25000.51自測研究。內(nèi)容包括基本信息、實現(xiàn)過程和核心算法等內(nèi)容。軟件的安全性級別需結(jié)合軟件的預(yù)期用途、使用場景、核心功能綜合判定，通常為中等級別。
軟件版本命名規(guī)則：明確軟件完整版本全部字段的位數(shù)、范圍、含義，若軟件模塊（含醫(yī)用中間件）單獨(dú)進(jìn)行版本控制亦需開展其版本命名規(guī)則研究，并明確與軟件版本命名規(guī)則的關(guān)系。軟件和軟件模塊的版本命名規(guī)則均需與質(zhì)量管理體系保持一致。
5.2 網(wǎng)絡(luò)安全
若產(chǎn)品涉及電子數(shù)據(jù)交換（網(wǎng)絡(luò)、U盤等）、遠(yuǎn)程訪問與控制（實時、非實時）、用戶訪問（如醫(yī)務(wù)人員、患者、維護(hù)人員等），建議按照《醫(yī)療器械網(wǎng)絡(luò)安全注冊審查指導(dǎo)原則（2022年修訂版）》的要求，開展網(wǎng)絡(luò)安全研究。
6清潔、消毒研究
應(yīng)當(dāng)明確推薦的清潔和消毒方法及確定依據(jù)，并開展驗證的相關(guān)研究。
7可用性研究
應(yīng)參照《醫(yī)療器械可用性工程注冊審查指導(dǎo)原則》要求，按照中、低使用風(fēng)險醫(yī)療器械要求開展使用錯誤評估報告研究，包括基本信息、使用風(fēng)險級別、核心要素、同類醫(yī)療器械上市后使用問題分析、使用風(fēng)險管理、結(jié)論等內(nèi)容。
8其他安全有效性的研究
該產(chǎn)品（22-10-02）屬于列入《免于臨床評價醫(yī)療器械目錄》（2025年）（以下簡稱《目錄》），應(yīng)按照《列入免于臨床評價醫(yī)療器械目錄產(chǎn)品對比說明技術(shù)指導(dǎo)原則》要求，開展申報產(chǎn)品與《目錄》所述內(nèi)容的對比，以及申報產(chǎn)品與《目錄》中已獲準(zhǔn)境內(nèi)注冊醫(yī)療器械的對比說明研究。若有差異的，應(yīng)開展差異部分對安全有效性影響的分析研究。證明申報產(chǎn)品與《目錄》中產(chǎn)品具有基本等同性。
來源：嘉峪檢測網(wǎng)
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