Волосы являются хранителем информации о минеральном обмене веществ в человеческом организме в течение всего периода их роста. В статье представлены результаты исследований количественного определения 30 макро- и микроэлементов в человеческих волосах методом LIBS на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500. На основании полученных данных показана возможность применения лазерного анализатора LEA-S500 для изучения состояния элементного баланса в организме человека.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по аналитике
Под ред. Е.К. Белоглазкиной, В.Г. Ненайденко, И.П. Белецкой
Другие серии книг:
Мир химии
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир наук о Земле
Мир материалов и технологий
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #5/2014
В.Копачевский, Л.Боброва, М.Кривошеева
Анализ человеческих волос на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500
Просмотры: 4397
Волосы являются хранителем информации о минеральном обмене веществ в человеческом организме в течение всего периода их роста. В статье представлены результаты исследований количественного определения 30 макро- и микроэлементов в человеческих волосах методом LIBS на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500. На основании полученных данных показана возможность применения лазерного анализатора LEA-S500 для изучения состояния элементного баланса в организме человека.
Анализ волос – перспективный инструмент для клинического скрининга и диагностики критически важных микро- и макроэлементов в организме человека. Существуют данные, что результаты с аномальными содержаниями элементов в волосах не совпадают с другими биологическими индикаторами, например, такими как кровь, сыворотка крови, моча. [1] Специалисты расходятся во мнениях о том, что для постановки диагноза заболевания достаточно провести элементный анализ волос. Трудность заключается в том, что для них очень сложно количественно определить "нормальные" или референтные значения микроэлементов из-за естественной изменчивости состава волос, связанной с их цветом, возрастом человека, его этническим и географическим происхождением, вредными привычками и другими факторами.
Отметим преимущества такого объекта исследования. В то время как моча и кровь, как правило, показывают текущее или недавнее состояние организма, волосы дают информацию о большом временном отрезке. Волосы легче и безопаснее для сбора.

Спектральный анализ волос позволяет провести диагностику нарушений минерального обмена, выявить соотношение необходимых и токсичных микроэлементов в организме человека и определить скрытые причины заболеваний, приобретенные болезни обмена веществ, воздействие токсинов на производстве и в быту, при криминальных отравлениях и т.д. [2, 3].
Для определения содержания жизненно необходимых и токсичных элементов в биосубстратах (волосах) может успешно применяться лазерная атомно-эмиссионная спектрометрия (LIBS). Нами разработана методика количественного определения 30 макро- и микроэлементов в человеческих волосах методом LIBS на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500, который широко используется для прецизионных измерений при исследовании многих объектов окружающей среды и техногенных материалов [4–6].
Для проведения анализа достаточно 50–100 мг волос. Часто волосы сильно загрязнены следами металлов из внешних источников. Потенциальные загрязнители – шампуни, краски для волос, химические завивки. Поэтому перед исследованием образца его тщательно промывают по стандартной методике в соответствии с требованиями МАГАТЭ [7] и методическими рекомендациями МЗ СССР и ФЦГСЭН МЗ РФ [8]. В этом заключается минимальная пробоподготовка отобранной для анализа пробы. Затем прядь волос склеивают специально подобранным составом. Полученную таким образом пробу помещают в камеру образцов прибора и экспонируют согласно разработанному алгоритму (рис.1а и 1б).
Калибровка прибора обеспечивается применением международных сертифицированных стандартных образцов NCS DC 73347a и NCS ZC 81002b. Для калибровки прибора можно использовать образцы волос, предварительно многократно проанализированные альтернативными методами, например, ИСП-АЭС или ИСП-МС. Предлагаемый нами метод позволяет получить результаты в течение 10–15 минут. Благодаря экспрессности анализа можно изучать динамику поступления элементов за небольшие временные отрезки. Воспроизводимость результатов для разных элементов составляет от 10 до 20%.
Проведены исследования волос людей разного возраста и пола. Для анализа отбирали прядь волос длиной 3–4 см от корня в зоне телогена (т.е. в стадии покоя, которая длится 100 дней) согласно принятой методике для проведения элементного анализа [7, 8]. Измерения массовых долей выполняли на расстоянии 2,5–3 см в средней части пряди (рис.1а и 1б).
Результаты анализа позволяют сделать вывод, в какой мере массовые доли измеряемых элементов подпадают под референтные "нормальные" диапазоны содержания данных элементов в соответствии с возрастом и полом человека. В табл.1 и 2 представлены определяемые элементы, минимальные измеряемые массовые доли, референтные [2, 3] массовые доли элементов в волосах для различных возрастных групп и данные (ppm), полученные на лазерном анализаторе LEA-S500 как среднее из трех параллельных измерений.
С помощью лазерного анализатора элементного состава LEA-S500 можно проследить временную динамику накопления эссенциальных элементов в волосах с течением времени. Проведены исследования пряди волос 14-летней девочки. Волосы росли в течение двух лет. Прядь разбили на участки длиной 3 см, что условно соответствует периоду роста волос три месяца. На каждом намеченном участке произведено по три параллельных измерения, результаты которых усреднили. Всего сделали 27 измерений и построили диаграммы, отражающие динамику поступления 15 элементов (Zn, Fe, P, Si, Mg, Mn, Ca, Al, Ti, Cu, Sr, Ba, Cr, K, и Na) в течение двух лет (с 12 до 14 лет) с периодичностью три месяца.
На рис.2–5 приведена динамика изменения массовых долей девяти элементов из 15 проанализированных. Видно, что некоторые элементы, такие как цинк, фосфор, железо, хром, имели явно выраженную положительную динамику в процессе роста ребенка. Щелочные элементы барий, кальций и магний проявляют небольшую отрицательную динамику. Элементы алюминий и медь относительно стабильны. Разброс точек на графике определяется погрешностью измерения данных элементов.
Полученные результаты демонстрируют уникальную возможность применения лазерного анализатора LEA-S500 для выполнения детальных исследований волос по мере их роста и позволяют судить о состоянии организма, его метаболизме, оценить дефицит жизненно необходимых элементов и вовремя внести необходимые коррективы в режим питания человека, а при необходимости провести комплекс лечения.
Преимущества метода:
нет необходимости озолять образец, т.е. значительно уменьшается время пробоподготовки; сокращается время анализа (в 5–6 раз);
нет загрязнений от реагентов, материалов сосудов, аппаратуры при кислотном разложении матрицы в открытой системе и неконтролируемых потерь летучих элементов;
не нужны особо чистые реактивы;
значительно уменьшена стоимость выполнения анализа.
Метод может с успехом применяться для гигиенической оценки баланса химических элементов в биосистеме, основанной на изучении регионального микроэлементного паспорта населения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Barrett S. Commercial hair analysis: Science or scam. Journal of the American Medical Association. 1985, v.254, p.1041–1045.
2. Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Издательский дом "Оникс 21 век": Мир, 2004, 216 с.
3. Гресь Н.А., Скальный А.В. Биоэлементный статус населения Беларуси. – Минск: Харвест, 2011, 352 с.
4. Копачевский В.Д., Кривошеева М.А. Применение лазерного анализатора LEA-S500 для анализа химического состава материалов. – Новые огнеупоры, 2007, №9, c.32–35.
5. Копачевский В.Д. LEA-S500 – Универсальная мини-лаборатория контроля качества продукции. – Аналитика, №2, 2012, с.12–19.
6. Копачевский В.Д., Кривошеева М.А., Боброва Л.А., Клемято Д.В., Бойков В.Н. Анализ чистых материалов на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500. – Аналитика, №5, 2012, с.54–62.
7. Puchyr R.F., Bass D.A., Gajewski R., et al. Preparation of hair for measurement of elements by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). Biological Trace Element Research, 1998, v.62, p.167–182.
8. Методические рекомендации МЗ СССР и ФЦГСЭН МЗ РФ, 2003.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art