Спосіб визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі

Реферат: Спосіб визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі, відповідно до якого очищують пробу біоматеріалу в розчині ацетону, обробляють його в розчиннику, що містить концентровану азотну кислоту, випаровують розчин і виконують аналіз залишку методом атомно-абсорбційної спектрометрії. Розчинення проби біоматеріалу виконують в суміші концентрованої азотної і 10 % трихлороцтової кислот при співвідношенні кислот у суміші 4:1. UA 68456 U (12) UA 68456 U UA 68456 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів дослідження матеріалів і може бути використана в санітарно-гігієнічних дослідженнях, зокрема для обстеження дітей, осіб, що проживають на екологічно забруднених територіях, працівників з шкідливими умовами виробництва, чи в профілактичній медицині. Відомо, що особи, що працюють в шкідливих умовах, піддаються підвищеному ризику порушень обміну мікроелементів в організмі, що може призвести до патологічних змін в організмі, підвищенню захворюваності і зниженню професійного довголіття (Л.А.Ермаченко "Атомно-абсорбционный анализ в санитарно-гигиенических исследованиях", (под редакцией Л.Г.Подуновой, Изд-во "Чувашия", 1997, 207с.) [1]. Для оцінки елементного статусу організму найбільш часто використовують визначення вмісту хімічних елементів в нігтях, волоссі, крові чи сечі (B. Welz G. Schlemer and J. R Mudakov Palladium Nitrat-MagnesiumNitrat Modififier for Eltektrothermal Atomic Absorbtion Spectrometry. Part 5, Performance for the Deteremination of 21 Eletmetnts-J. Analitic Atomic Spectrometry, v. 7, 1992, c.257). Відомий спосіб визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі (Вестник восстановительной медицины, №1(29), 2009, с.35-39) згідно з яким було проведено дослідження зразків волосся 250 осіб, що працювали на титановому виробництві на вміст 25 елементів. Волосся стригли на потилиці в кількості не менш ніж 0,1мг. Для зняття поверхневого забруднення і знежирювання волосся використовували спосіб підготовки зразків волосся, рекомендований МАГATE. Для цього волосся обробляли ацетоном протягом 10-15 хвилин, потім тричі промивали дистильованою водою і сушили протягом 10-15 хвилин. Аналогічним способом виконували підготовку нігтів. Далі зразки біоматеріалів розміщували у тиглях і протягом не менш ніж 5 годин промивали ефіром, змінюючи ефір 3-4 рази, потім ефір зливали, а проби висушували при кімнатній температурі. Далі зразки піддавали аналізу атомноабсорбційним методом, для чого їх попередньо озолювали при температурі 450 °C, при додаванні в золу 2-3 крапель концентрованої хлорводневої кислоти з наступним фільтруванням. Як і в запропонованій корисній моделі, у відомому способі пробу біоматеріалу очищують, обробляють розчинником і аналізують мікроелементний статус організму людини атомноабсорбційним методом. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є обробка зразку ефіром протягом 5 годин, що шкідливо для здоров'я персоналу, особливо при довготривалому контакті, бо ефір має сильні летючі властивості, а в деяких випадках може бути причиною канцерогенних захворювань. Відомий спосіб оцінки мікроелементного статусу організму людини (Авт. свід. СРСР 1257520, кл. G01N33/48, 1986) згідно з яким зразок подрібненого волосся розміщують в тиглі, додають 30 % розчин тетраметиламонію (ТМА), розміщують в термостаті і залишають на 2 години при температурі 70-75 °C. До одержаного розчину додають бідистильовану воду і центрифугують. Фіксують об'єм. До осаду додають концентровану азотну кислоту, розміщують на водяній бані до повного розчинення осаду і додають пергидроль. Вміст кожного елементу визначають атомно-абсорбційним методом окремо. Як і в запропонованій корисній моделі, у відомому способі пробу біоматеріалу очищують, витримують у розчиннику і аналізують мікроелементний статус організму людини атомноабсорбційним методом. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є те, що ТМА мало розповсюджений в лабораторіях, що пов'язано із складністю його одержання і непридатністю для використання у більшості технологічних процесів. Прототипом вибраний спосіб визначення інтоксикації організму людини важкими металами [1, с.195]. Спосіб здійснюють таким чином. Зразки біоматеріалів (зокрема волосся і нігтів) подрібнюють і об'єднують в один зразок, який розміщують в суміші кислот: концентрованої азотної і 60 % хлорної у співвідношенні (2,0-2,5):1. Залишають на ніч. Зранку зразок випарюють, додають дистильовану воду, фільтрують. Аналіз вмісту елементів виконують окремо для кожного елементу атомно-абсорбційним способом. Як і в запропонованій корисній моделі, у способі-прототипі мікроелементний статус організму визначають шляхом очищення, обробки біоматеріалу в розчиннику і аналізу атомноабсорбційним методом. Причиною, що перешкоджає отриманню технічного результату, є використання для розчину біоматеріалів суміші концентрованих азотної і хлорної кислот. При виконанні за допомогою них розчинення біоматеріалу деякі токсичні матеріали, зокрема свинець і кадмій, визначення яких в організмі має особливе значення, через їх велику шкідливість, частково випадають в осад і відфільтровуються, що зменшує точність одержаних результатів. Крім того, використання суміші 1 UA 68456 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 концентрованих азотної і хлорної кислот шкідливо для здоров'я персоналу, а необхідність значних витрат часу, потрібних для розчинення зразку біоматеріалу, ускладнює виконання досліджень. Спосіб-прототип, як і вказані вище аналоги, достатньо трудомісткий, а в зв'язку з використанням шкідливих для організму людини речовин потребує особливо ретельного виконання і висококваліфікованих спеціалістів. Задача корисної моделі, є створення способу визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі людини. Технічний результат, який може бути одержаний при використанні запропонованого способу, полягає в підвищенні точності результатів досліджень і безпечності для обслуговуючого персоналу при здійсненні способу. Задача корисної моделі полягає в тому, що в способі визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі, відповідно до якого пробу біоматеріалу очищують в розчині ацетону, обробляють в розчиннику, що містить концентровану азотну кислоту, і виконують аналіз мікроелементного стану організму людини атомно-абсорбційним методом, пробу біоматеріалу розчинюють в суміші концентрованої азотної і 10 % трихлороцтової кислоти при співвідношенні кислот у суміші (4:1). Запропонована корисна модель відрізняється від прототипу тим, що пробу біоматеріалу розчинюють в суміші концентрованої азотної і 10 % трихлороцтової кислоти при співвідношенні кислот у суміші 4:1. Між суттєвими ознаками запропонованої корисної моделі і технічним результатом, якого можна досягти при її використанні, існує таким причинно-наслідковий зв'язок. При розчиненні проби біоматеріалу в суміші - концентрована азотна кислота і 10 % трихлороцтова (ТХО) при співвідношенні кислот 4:1 має місце розрив зв'язків у більшості білків. Відбувається денатурація білків і вивільнення металів, зокрема свинцю і кадмію, які залишаються в розчині і піддаються аналізу. Таким чином, важкі метали, зокрема свинець і кадмій, переходять до аналітичної проби в більш повному об'ємі, що дає можливість підвищити точність аналізу, тобто більш об'єктивно провести визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі, що особливо важливо в умовах значного забруднення навколишнього середовища. Спосіб здійснювався таким чином. Ектодермальний матеріал, зокрема волосся та/чи нігті, для зняття поверхневого забруднення і знежирювання обробляли способом підготовки зразків ектодермальних матеріалів згідно з рекомендаціями МАРАТЕ шляхом обробки ацетоном протягом 10-15 хвилин, подальшого промивання дистильованою водою і висушування протягом 10-15 хвилин. Далі пробу біоматеріалу розміщували в тиглях і заливали концентрованою азотною кислотою у кількості 4 мл і 10 % ТХО у кількості 1мл. Біоматеріали залишали на ніч. Після чого виконували випарювання на піщаній бані майже досуха при повільному нагріванні, додавали 1,5мл бідистильованої води, підігрівали до 80 °C і фільтрували після охолодження через промиті беззольні фільтри до мірних пробірок. Далі ополіскували тиглі 2-3 рази бідистильованою водою і додавали до фільтрату. Розчин доводять до 5 мл чи фіксують отриманий об'єм, якщо він перевищує 5мл. Готову пробу аналізували атомно-абсорбційним методом окремо для кожного мікроелемента. Далі наведені приклади використання способу для визначення мікроелементного складу нігтів і волосся. Приклад 1. Зрізи чистих нігтів збирали з усіх 10 пальців від кожного досліджуваного. Наважки складали 28мг. Для зняття поверхневого забруднення і знежирювання використовували спосіб, рекомендований МАГATE. Для цього нігті обробляли ацетоном протягом 15 хвилин, а потім тричі промивали дистильованою водою. Сушіння нігтів відбувалося при кімнатній температурі протягом 15 хвилин. Далі проби нігтів розміщували в тиглі, заливали концентрованою азотною кислотою (4мл) і 1мл 10 % ТХО і залишали на ніч. Випарювання виконували на піщаній бані досуха при повільному нагріванні. Додавали 1,5мл бідистильованої води, підігрівали до 80 °C і фільтрували після охолодження через промиті беззольні фільтри до мірних пробірок. Ополіскували тиглі 3 рази водою і додавали до фільтрату. Розчин доводили до 5мл і аналізували мікроелементний склад зразку методом атомно-абсорбційної спектрометрії. Результати досліджень наведені в Таблиці 1. Приклад 2. Окремі проби волосся (наважки 250мг) розміщали в тиглі і заливали 4мл концентрованої азотної та 1мл 10 % ТХО і залишали на ніч. Проби випарювали на водяній бані при повільному підігріванні майже досуха. Додавали 1,5мл бідистильованої води, підігрівали до 80 °C і фільтрували після охолодження через промиті беззольні фільтри до центрифужних пробірок. 2 UA 68456 U 5 Розчин доводили до 5мл, після чого виконували аналіз окремо кожного елемента методом атомно-абсорбційної спектрометрії. Результати аналізу наведені в Таблиці 2. Порівняльний аналіз результатів досліджень, виконаних запропонованим способом і способом-прототипом свідчать, що запропонований спосіб є більш точним і чутливим при аналізі наявності в організмі людини важких матеріалів Cu, Mn, Zn, Pb, Kd. Таблиця 1 Середні значення вмісту мікроелементів у пробах нігтів Середні значення Проби з додав. ТХО Проби без ТХО мідь манган 0,07±0,02 0,34±0,02 0,06±0,03 0,23±0,06 цинк 1,44±0,12 1,15±0,03 свинець 0,12±0,03 0,10±0,04 кадмій 0,26±0,04 0,18±0,02 Таблиця 2 Середні значення вмісту мікроелементів у пробах волосся Середні значення Проби з додав. ТХО Проби без ТХО мідь манган 0,20±0,01 0,27±0,05 0,16±0,06 0,25±0,04 цинк 1,25±0,3 1,2±0,3 свинець 0,13±0,04 0,12±0,02 кадмій 0,19±0,05 0,19±0,06 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб визначення вмісту важких металів в ектодермальному матеріалі, відповідно до якого очищують пробу біоматеріалу в розчині ацетону, обробляють його в розчиннику, що містить концентровану азотну кислоту, випаровують розчин і виконують аналіз залишку методом атомно-абсорбційної спектрометрії, який відрізняється тим, що розчинення проби біоматеріалу виконують в суміші концентрованої азотної і 10% трихлороцтової кислот при співвідношенні кислот у суміші 4:1. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3