» » Золотой стандарт определения элементного состава волос или ногтей

 
Акция

Золотой стандарт определения элементного состава волос или ногтей

Автор: admin от 18-06-2014, 17:32, просмотров: 1757

0

Подготовка проб к анализу (пробоподготовка)


Для разложения образцов ногтей и волос используют систему автоклавного вскрытия МКП-05 НПВФ («АНКОН-АТ-2», Россия). Навески анализируемых образцов составляют 60-100 мг. Образцы помещают в тефлоновые реакционные емкости автоклавов и добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты (HNO3) и 0.5 мл перекиси водорода (Н2О2). Реакционные емкости закрывают крышками и герметизируют в титановых кожухах аналитических автоклавов. Автоклавы помещают в электронагреватель и выдерживают 1 час при 160°С, 2 часа при 180°С и 1 час при 200°С. После охлаждения автоклавы открывают, полученные растворы переносят в полиэтиленовые бюксы, разбавляют деионизованной водой до 6 мл. В качестве контрольных образцов в тефлоновых реакционных емкостях проводят описанные выше процедуры без образца. Конечные растворы используют как контрольные.

Некоторые особенности анализа разными методами


Атомно-эмиссионный анализ (ICP-AES)


Содержание Li, В, Na, Mg, Al, Si, P, S, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Ba в пробах определяют методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.
Обычно используют следующие линии:

Таблица 1 1. Спектральные линии для определения содержания некоторых макро- и микроэлементов

Элемент

An. линия.

Элемент

Ан. линия.

Элемент

Ан. линия.

Элемент

Ан. линия,


hm


hm


hm


hm

Li

670.784

Si

251.612

V

292.402

Cu

324.754

В

249.678

P

213.618

Cr

267.716

Zn

213.856

Na

588.995

S

182.04

Mn

257.61

Sr

421.552

Mg Al

279.553 308.215

К Ca

766.491 393.366

Fe Co

259.94 228.616

Ba

493.409



Al

237.312

Ti

334.941

Ni

231.604




Время интегрирования при измерениях составляет порядка 5 сек. Определение содержания элементов в водных растворах проводят количественным методом с использованием эталонных растворов содержащих 0.5 и 10 мг/л исследуемых элементов. Содержание элементов в пробах рассчитывают с использованием программного обеспечения спектрометра. Предел обнаружения (ПО) рассчитывают как
ПO = Ci + 3*s

где: Ci - среднее значение содержания элемента i при измерениях контрольных образцов;
s - стандартное отклонение для элемента i при измерениях контрольных образцов.
Относительное стандартное отклонение для всех элементов не превышает 0.2 при измерении содержания этих элементов до 5*ПО и не превышает 0.1 при измерении содержания >5*ПО.

Масс-спектральный анализ (ICP-MS)


Содержание Li, Be, В, Al, P, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Br, Rb, Sr, Y, Zr, Mo, Nb, Rh, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Те, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Та, W, Re, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, Th и U в образцах определяют методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.
 
Определение элементов в образцах проводят количественным методом с использованием эталонных растворов содержащих от 1 до 500 мкг/л определяемых элементов. Для увеличения точности определения элементов используют внутренний стандарт - барий и стронций. Содержание этих элементов в пробах предварительно было определяют атомно-эмиссиониым методом.

Обработку масс-спектров и расчеты содержания элементов в пробах проводят с использованием программного обеспечения масс-спектрометра. Содержание Li, В, Ti, Cr, Ni, Си, Zn, Ge, Se, Br, Sr, Zr, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Те, Ba, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Yb, Hf, W, Re, Os, Ir, Pt, Hg, Tl и Pb в образце рассчитывают как среднее значение, измеренное по их изотопам. Предел обнаружения (ПО) рассчитывают как:

ПO = Ci + 3*s

где:
Сi - среднее значение содержания изотопа i при измерениях контрольных образцов;
s - стандартное отклонение для изотопа i при измерениях контрольных образцов.

Для элементов с несколькими изотопами, в дальнейших расчетах используют величину ПО для наиболее распространенного изотопа.
Относительное стандартное отклонение для всех элементов не превышает 0.3 при измерении содержания этих элементов до 5*ПО и не превышало 0.15 при измерении содержания >5*ПО.

Лазерно-искоровой эмиссионный метод


Для спектрального анализа образцов на спектрометре ЛИЭС (в состав которого входит спектрограф 2S36501225) доступны любые спектральные линии в диапазоне 185 – 915 нм с разрешением 0.007 - 0.01 нм (в диапазоне 185 - 415 нм) и 0.04 - 0.06 нм (в диапазоне 415 - 915 нм).

Пределы обнаружения элементного спектрального анализа твердых веществ на спектрометре ЛИЭС по критерию «3?» для большинства элементов лежат в диапазоне от менее 10-5?% (0.1 г/т) до 10-4?% (1 г/т).

Типичные времена многоэлементного анализа образцов – 1-3 мин.

В ЛИЭС мощное излучение лазера после фокусировки падает на поверхность образца, что приводит к образованию микроплазмы; излучение светящейся лазерной плазмы попадает в спектральный прибор и регистрируется в виде эмиссионного спектра; обработка спектра дает информацию об элементном и молекулярном составе материала. При этом вакуумизация или дополнительная обработка материала (нагрев, нагрузка и т.д.) не требуются, что позволяет разрабатывать переносные датчики. А пробоподготовка в случае исследования волос или ногтей заключается в формировании из биосубстратов таблетки, в которые и бьёт лазерный луч.

Используемый комбинированный метод


В практической деятельности рационально использовать специализированный комбинированный метод, предполагающий использование атомно-эмиссионного метода с индуктивно-связанной аргоновой плазмой в сочетании с масс-спектрометрией и лазерно-искровым методом. Такая система позволяет проводить многоэлементный анализ из одной пробы, что имеет важное значение при работе с биологическими жидкостями и тканями. Эмиссионный спектральный метод анализа основан на регистрации интенсивности спонтанно-излучающих атомов и ионов, составляющих плазму - ионизированный квазинейтральный газ. Принцип метода состоит в том, что во время нагревания образца атомы веществ возбуждаются и излучают свет на различных длинах волн в соответствии с их химической природой и состоянием возбуждённости. Инструментальная точность определения не ниже 5% от определяемого содержания. Для калибровочных растворов используются Государственные стандартные образцы раствора металлов, внесённые в Госреестр мер и измерительных приборов. Спектрохимическая система аттестована Госстандартом России. Используемая для работы спектрохимическая система в полной мере соответствует требованиям к современным аналитическим приборам, которые можно сформулировать следующим образом:
 
1)    высокая производительность,
2)    возможность многоэлементного анализа из одной пробы при ограниченном объёме пробы,
3)    высокая оперативность в получении результатов, в ряде случаев являющаяся решающим фактором
4)    высокая чувствительность на уровне нанограммов по критерию 2 или 3 в зависимости от области применения
5)    отсутствие помех, например типа высокого неустойчивого фона, матричных эффектов
6)    возможность анализа в широком диапазоне концентрации в пределах пяти-шести порядков без необходимости проведения дополнительных операций, например концентрирования, разбавления.
 

О возможности использования метода Атомной абсорбции (АА) для анализа элементного состава волос


В последнее время некоторые наши конкуренты стали применять для анализа волос метод атомной абсорбции (АА). Для исследования биологических образцов метод атомной абсорбции неудобен тем, что процесс измерения идет, как правило, последовательно и, поэтому, необходимо значительное количество исследуемого материала (значительно больше, чем можно получить, срезав локон волос). В некоторых позициях АА гораздо менее чувствительна, чем атомно—эмиссионная индуктивно связанная плазма (АЭС-ИСП). Метод АА как таковой можно использовать для исследования биологического материала. Но в данное время он практически не применяется при условии выбора между АА и АЭС (последний – с индуктивно связанной аргоновой плазмой, ИСП) по указанным причинам.

Достоинство метода АА - одно: относительная дешевизна. Прибор стоит порядка 10 тыс. евро, в то время как атомно-эмиссионный ~ 100 тыс. евро, а масс-спектрометр (в НМЦ «Микроэлемент» используются оба последних) - намного дороже, ~ 1 млн. евро. Особо следует отметить: в волосах йод (вследствие летучести) и германий (из-за влияния серы) нельзя мерить ни одним из этих 3 приборов! Некоторые наши недобросовестные конкуренты проводят такие измерения, чем вводят своих пациентов в заблуждение и назначают, как минимум, ненужные им препараты.
 
Что касается использования других методов для проведения элементного анализа, то все они (нейтронно-активационный, рентгеноструктурный и т.д.) имеют ограничения, в частности, невозможность определения такими методами тяжелых металлов и т.д.
Поэтому во всем мире для адекватной оценки элементного состава биологического образца в настоящее время применимы только метод атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой (АЭС-ИСП) в сочетании с методом масс-спектрометрии, которые и используются в НМЦ «Микроэлемент». Себестоимость такого комплексного исследования выше, чем при АА, однако только в этом случае можно гарантировать точность полученного результата.

Категория: Общие вопросы