Спосіб визначення хімічних елементів у біологічних рідинах і тканинах

1 Спосіб визначення ХІМІЧНИХ елементів у біологічних рідинах і тканинах, що включає застосування растрового електронного мікроскопа (РЕМ 101) і енергодисперсійного рентгенівського аналізатора, який відрізняється тим, що у зразках крові, виготовлених за методом "товстої краплі", і в бюптатах після їх висушування при 1=18-22°С та вакуумної обробки здійснюють якісне визначення Винахід належить до медицини внутрішніх хвороб, медичної хімії Мінеральний склад крові, з одного боку, відображає забезпеченість фізіологічних потреб організму в макроелементах і мікроелементах, а з другого боку - стан здоров'я людини як біоіндикатор негативного впливу навколишнього середовища, а також наявності патологічного процесу в організмі У організмі людини знайдено 81 ХІМІЧНИЙ елемент [6] Визначено добовий баланс макроелементів і мікроелементів для людини [5] З'ясовано біологічну роль багатьох мінеральних речовин у організмі людини Виділено ессенціальні мікроелементи, обов'язково необхідні елементи для забезпечення процесів метаболізму [8, 9] Встановлено, що надлишок або дефіцит окремих мікроелементів призводить до появи ппо- та ппермікроелементозів [3, 5, 6, 7] Отже, біологічна роль ХІМІЧНИХ елементів в організмі людини багатогранна Макроелементи в основному відіграють роль пластичного матеріалу в побутові тканин, підтримують осмотичний тиск, кислотно-лужну рівновагу, стан колоїдів Мікроелементи, знаходячись у взаємозв'язку з ферментами, гормонами, білками й іншими біологічно активними речовинами, беруть участь у процесах наявних ХІМІЧНИХ елементів шляхом реєстрації ЛІНІЙ характеристичного рентгенівського спектра у автоматичному режимі при таких параметрах прискорююча напруга - ЗОкВ, струм пучка ЮОмкА, струм конденсатора - 20мкА, енергетичне розрізнення на лінії МпКа-220еВ, термін набору імпульсів - 20с 2 Спосіб визначення ХІМІЧНИХ елементів у біологічних рідинах і тканинах за п 1, який відрізняється тим, що можлива ідентифікація наявних ХІМІЧНИХ елементів від натрію до ітрію за спеціальними таблицями величин енергій характеристичних рентгенівських ЛІНІЙ МпКасерій обміну білків, жирів, вуглеводів Задача винаходу застосувати рентгеноспектральний експрес-мікроаналіз для якісного визначення ХІМІЧНИХ елементів у біологічних рідинах і тканинах Завдання визначення наявності ХІМІЧНИХ елементів у біологічних рідинах і тканинах за допомогою растрового електронного мікроскопа (РЕМ 101) і енерго-дисперсійного рентгенівського аналізатора (ЕДАР) Для вирішення завдання використано рентгеноспектральний аналіз біологічних рідин і тканин, в яких здійснювалося визначення наявності ХІМІЧНИХ елементів, за рахунок можливостей растрового електронного мікроскопа (РЕМ 101) та енергодисперсійного рентгенівського аналізатора (ЕДАР) проводити дослідження в мікрооб'ємах на мікронному рівні При цьому завдяки реєстрації збудженого рентгенівського випромінювання з наступною енергетичною дисперсією ідентифікувалися наявні ХІМІЧНІ елементи за енергією характеристичних рентгенівських ЛІНІЙ МпКа серій від натрію до ітрію В якості аналогів розглядалися нижче перераховані методи дослідження ХІМІЧНИХ елементів у о 0 0 (О 61804 тів у біологічних рідинах (застосовано аналіз цільної крові) у пацієнтів беруть 0,5мл крові з вени Готують зразки за методом "товстої краплі" з нанесенням крові на покривне скло та висушуванням [1] npnt=18-22°C 1 Турбодиметричний метод визначення суль2 Для визначення наявності ХІМІЧНИХ елеменфатів на добуванні стійкої суспензії сульфату батів у біологічних тканинах (можливе застосування рію тканин будь-яких органів залоз, шлунка, кишок, 2 Метод визначення кальцію за кольоровими нирок та ш , а також шкіри, кісток) беруть бюптат з реакціями з них і вміщують на покривне скло, та також висуA) о-крезолфталешкомплексоном, шують при t=18-22°C Б) глюксаль-біс-2-оксіанілом, B) мурексидом при наявності гліцерину Готові зразки крові або бюптатів розміщують у камері растрового електронного мікроскопа (РЕМ 3 Метод визначення магнію за кольоровою 101), вакуумно обробляють і переносять у "мале реакцією з титановим жовтим поле" на екран 4 Метод визначення заліза за кольоровою реакцією з батефенантроліном За допомогою тонкого електронного пучка відбувається збудження в досліджуваному зразку 5 Метод визначення МІДІ за кольоровою реакхарактеристичного рентгенівського спектра з нацією з діетилдитюкарбаматом ступною дисперсією (із приставкою енерго6 Метод визначення ртуті (II) за тетрамеркудисперсійного рентгенівського аналізатора роатом МІДІ після співосадження її йодидом МІДІ ЕДАР), завдяки чому здійснюється реєстрація на7 Метод визначення фосфору за відновленявних ХІМІЧНИХ елементів При цьому реєструється ням фосфорно-молібденової кислоти характеристичне рентгенівське випромінювання у 8 Визначення свинцю методом полярографії вигляді ЛІНІЙ ХІМІЧНИХ елементів у електронзмінного струму після сухого озолення проби вольтах (еВ) 9 Метод визначення хлору меркуриметричним титруванням при наявності індикатора - дифенілДослідження проводиться при наступних пакарбазону раметрах При цьому за допомогою перелічених методів Прискорююча напруга ЗОкВ, - аналогів можливо визначення лише одного ХІМІЧСтрум пучка ЮОмкА, НОГО елемента у біологічних рідинах при викорисСтрум конденсатора 20мкА, танні одного методу, що не надає уяви про ХІМІЧЕнергетичне розрішення на лінії НИЙ склад в цілому МпКа 220еВ, В якості прототипу взято метод полуменевої Термін набору імпульсів 20с фотометрії для визначення ХІМІЧНИХ елементів у Визначення ХІМІЧНИХ елементів проводилося біологічних рідинах [2] за величинами енергій (Е) досліджуваних ЛІНІЙ У більшості клініко-діагностичних лабораторій характеристичного рентгенівського спектра, що використовується саме метод полуменевої фотоздійснювалося прибором автоматично Ідентифіметри для визначення неорганічних речовин у біокація ХІМІЧНИХ елементів проводилася за допомологічних рідинах гою спеціальних таблиць характеристичних рентгенівських ЛІНІЙ Мг|Ка серій елементів від натрію Недоліками прототипу є (Na) до ітрію (Y) (табл 1) За допомогою полуменевої фотометрії проводиться визначення найбільш легкозбудливих лужБуло використано даний метод визначення ХІних металів - натрію, калію, ЛІТІЮ, тобто оцінюєтьМІЧНИХ елементів (рентгенівського експресся дуже гранична КІЛЬКІСТЬ ХІМІЧНИХ елементів, при мікроаналізу) в двох групах хворих цьому дослідження однієї проби проводиться для Так, було проведене дослідження ХІМІЧНИХ виявлення окремого елемента елементів у біологічній рідині (ЦІЛЬНІЙ крові) у 137 Не проводиться за допомогою полуменевої хворих із гастродуоденальною патологією, що зафотометрії визначення мікроелементів тому, що знали зовнішнього радіаційного опромінення, прочутливість методу недостатня меневе навантаження було в межах "малого" - від 3,0 до 25сГр Дослідження потребують трудомісткості, тривалості, що пов'язано з ретельним промиванням Також проведено дослідження ХІМІЧНИХ елеежектора (розпилювача), приготуванням серій ментів у біологічних тканинах (бюптатах молочної стандартних розчинів залози) у 139 хворих на рак молочної залози, що При цьому методі має місце залежність реотримали променеву терапію, сумарна осередкова зультатів від природи молекул елементів, наявнодоза від 40 до 45 Гр сті фона та ш За результатами проведених досліджень, в Для ліквідації недоліків, наведених у аналогах обох групах хворих виявлена наявність таких ХІМІі прототипі, нами для визначення ХІМІЧНИХ елеменЧНИХ елементів крові натрію, магнію, алюмінію, тів у біологічних рідинах і тканинах застосовано кремнію, фосфору, сірки, хлору, калію, кальцію, метод рентгеноспектрального експреститану, ванадію, хрому, марганцю,заліза, кобальмікроаналізу за допомогою растрового електроту, нікелю, МІДІ, цинку, галію, германію, миш'яку, нного мікроскопа (РЕМ 101) і енерго-дисперсійного селену, брому, стронцію, ітрію, тобто у хворих у рентгенівського аналізатора (ЕДАР) [4] У медицикрові були наявні 25 ХІМІЧНИХ елементи, серед яких ні цей метод використано вперше є стронцій та ітрій, що свідчить про наявність радіаційного впливу в хворих Спосіб проводиться таким чином 1 Для визначення наявності ХІМІЧНИХ елеменбіологічних рідинах Так, для визначення окремих елементів у біологічних рідинах використовуються наступі методи 61804 Таблиця 1 Величина енергій хараісгеристичних рентгенівських ЛІНІЙ МпКа серій елементів (у електронвольтах) ХІМІЧНИЙ елемент Na Mg Al Si Р S СІ К Са Sc Ті V Сг Мп Fe Co Ni Си Zn Ga Ge As Se Br Rb Sr Y Порядковий Енергія характеристичномер ної рентгенівської лінії 11 1,041 12 1,253 13 1,486 14 1,739 15 2,013 16 2,307 17 2,621 19 3,312 20 3,690 21 4,088 22 4,508 23 4,949 24 5,411 25 5,894 26 6,398 27 6,924 28 7,471 29 8,040 ЗО 8,630 31 9,241 32 9,874 33 10,542 34 11,207 35 11,907 37 13,373 38 14,140 39 14,931 Запропонований спосіб рентгеноспектрального експрес-мікроаналізу (за допомогою растрового електронного мікроскопа РЕМ 101 і енергодисперсійного рентгенівського аналізатора ЕДАР) біологічних рідин і тканин для визначення наявності ХІМІЧНИХ елементів має такі ВІДМІННОСТІ 1 Проведення дійсно експрес-аналізу - повний аналіз визначення 27 ХІМІЧНИХ елементів у крові або в бюптаті потребує біля двох годин (причому з Комп'ютерна верстка О Воробей визначенням одночасно всіх елементів у одному зразку) 2 Реєстрація наявності ХІМІЧНИХ елементів можлива у широкому спектрі - від натрію (Na) до ітрію (Y), що надає глибокий аналіз наявності будь-яких неорганічних речовин 3 Здійснюється аналіз ХІМІЧНОГО складу не тільки крові, а й будь-якої тканини, що сприяє з'ясуванню можливого впливу екологічно несприятливих факторів, таких як важкі метали, радіація та ш 4 Проведення аналізу зразків на мікронному рівні у мікрооб'ємах свідчить про високу чутливість методу 5 Це абсолютно вірогідний, уніфікований метод тому, що в основі виявлення всіх ХІМІЧНИХ елементів є визначення їх за характеристичними рентгенівськими ЛІНІЯМИ МпКа серій елементів Література 1 Клінічна лабораторна діагностика Практичні заняття з клінічної біохімії / За ред М А Базарнової, З П Гетте - Київ Вища школа 1994 - С 225-249 2 Клінічна лабораторна діагностика Практичні заняття з клінічної біохімії / За ред М А Базарнової, З П Гетте - Київ Вища школа 1994 - С 214-224 3 Лубянова И П Роль повышенного содержания железа в организме в развитии патологии //Журн АМН України -1998 - Т 4, №3 -С 514-529 4 Методы минералогических исследований Справочник / Под ред А И Гинзбурга - Москва Надра, 1985 -С 404-424 5 Микроэлементозы человека Этиология, классификация, орган о патология / А П Авцын, А А Жаворонков, М А Риш, Л С Строчкова - Москва Медицина, 1991 -496с 6 Скальный А В Микроэлементозы человека (диагностика и лечение) -Москва, 2001 -С 51-54 7 Смоляр В И Гипо- и гипермикроэлементозы Київ Здоров'я -1989 -152с 8 Хухрянский В Г , Циганенко А Я , Павленко Н В Химия биогенных элементов - Київ Вища школа, 1990 -207с 9 Sorenson J RJ Essential metalloelement metabolism and radiation protection and recovery // Rad Res -1992 -V132, №1 -P 19-29 Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119