JPWO2014132383A1 - 生体内元素検査方法 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、上記各種方法により元素の量を決定する場合、当該元素の荷電、結合状態など外殻電子の状態によって大きく影響を受けるので、目的とする元素をいつも同じ状態に置くことを目的とした前処理に大変な時間と費用を強いられる(非特許文献1〜3)。
本発明において、蛍光X線分析によるデータを、ミネラルの含有率に変換する変換係数Fの決定法としては、後に詳細に説明する第2の形態による、基準毛髪を使用する決定が最も好ましい。しかし、基準毛髪を使用しなくとも、ミネラルと硫黄とを含有する規定液について蛍光X線分析を行い、得られる信号比率とミネラルの濃度又は質量をグラフ化した検量線を用いて、この検量線から変換係数Fを得ることも可能である。
本形態における基準被検者としては、できるだけ病気を有さない健康人が好ましい。しかし、健康体で無くとも、誘導結合プラズマ質量分析により正確なミネラルの濃度が得られるので、基準としては差し支えない。また、基準被検者の人数は、洗浄のばらつきなどによる誤差を最小化させるために、多ければ多いほど良い。
本実施例においては、ミネラルとして、カルシウム(Ca)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)及び鉛(Pb)の測定を行った。
[1]基準となる毛髪:検査の対象となる被検者以外の3人(以下、「基準被検者」と称する)からそれぞれ、約0.2gの根元部分からの毛髪(根元3cmを約150本)を採集した。これらの毛髪を、以下「基準毛髪」と称する。
(a)蛍光X線分析:毛髪1本を蛍光X線分析装置にかけて、Mo−Kα由来又はCu−Kα由来のX線を照射して、発生した蛍光X線を測定することにより、蛍光X線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を1として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、基準信号比率P0,XRF(S)とした。(尚、ピーク面積を基準とする代わりに、ピーク高さを基準としても良い。)
(b)ICP−MS分析:基準毛髪(約0.2g)を秤量した後に、約3mLの濃硝酸に溶解させ、水を加えて10mLとした。又、各々のミネラル金属について、濃度が異なる標準液を複数調製して、ICP−MS分析を行い、得られたデータを基に検量線を作成した。基準毛髪の溶液についてICP−MS分析を行い、各々のミネラルについて得られた測定値を、前記検量線と比較して、溶液中のミネラル濃度を算出した。この濃度と、予め秤量された基準毛髪の重量から、基準毛髪に含有されるミネラルの含有率を、重量/重量比であるppm値として算出し、基準元素含有率M0,ICPとした。これらの数値を表1にまとめる。
F=M0,ICP/P0,XRF(S) (1)
MXRF=F・PXRF(S) (2)
実施例1の分析方法を用いて、実施例1における被検者以外の、16人の被検者について、毛髪におけるカルシウム、鉄、銅及び亜鉛の分析を行った。図1〜4は、これらの16人の被検者についての、毛髪分析結果を棒グラフ化したものである。
図1は、カルシウムの分析結果である。被検者3由来の毛髪について、他の被検者よりも高いカルシウム濃度(含有率)が見られる(2200ppm)。これは、典型的な「カルシウム・パラドックス」であり、カルシウムが不足している人体内において、細胞中のカルシウム濃度が上昇し、従って毛髪中におけるカルシウム濃度も上昇する。即ち、被検者3は、カルシウムが欠乏状態である。
図2は、鉄の分析結果である。被検者3、5及び10について、鉄の欠乏が見られる。図3は、銅の分析結果であり、全ての被検者について、銅の欠乏は見られない。図4は、亜鉛の分析結果であり、被検者12について、亜鉛の欠乏が見られる。
[1]基準となる毛髪:実施例1における基準被検者3人からそれぞれ、約0.2gの根元部分からの基準毛髪(根元3cmを約150本)を採集した。3人それぞれの基準毛髪(0.2g)を秤量した後に、約3mLの濃硝酸に溶解させ、水を加えて10mLとした。この溶液について、蛍光X線分析およびICP−MS分析を行った。ICP−MS分析の方法は、実施例1における基準毛髪のICP−MS分析と同じであった。
蛍光X線分析においては、スライドガラスの中心に、基準毛髪の溶液(1〜10μL)を滴下し、この溶液を乾燥させたのちに、残留物について分析を行った。スライドガラスを蛍光X線分析装置にかけて、残留物にMo−Kα由来又はCu−Kα由来のX線を照射して、発生した蛍光X線を測定することにより、蛍光X線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を1として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、基準信号比率P0,XRF(S)とした。これらの基準信号比率P0,XRF(S)及び実施例1と同じ方法により計測された基準元素含有率M0,ICPを、表3としてまとめる。
蛍光X線分析においては、基準毛髪の分析と同じように、スライドガラスの中心に、毛髪の溶液(10μL)を滴下し、この溶液を乾燥させたのちに、残留物について分析を行った。スライドガラスを蛍光X線分析装置にかけて、残留物にMo−Kα由来又はCu−Kα由来のX線を照射して、発生した蛍光X線を測定することにより、蛍光X線スペクトルを得た。このスペクトルを、硫黄由来のピークの面積を1として規格化し、各ミネラル由来のピークの面積を測定した。この規格化されたピーク面積を、信号比率PXRF(S)とした。被検者由来の毛髪の信号比率PXRF(S)を、表4としてまとめる。
ミネラルである、カルシウム、鉄、銅、亜鉛、砒素、カドミウム、水銀、鉛、チタン及びセシウムについて、それぞれの規定液を、0.10mg/mL〜2.0mg/mLの濃度範囲内で調製した。尚、全ての規定液について、チオ尿素を20mg/mLとした。硫黄の濃度としては、8.4mg/mLとなる。
これらの規定液それぞれの1〜10μLを、スライドガラス上に滴下し、乾燥させて、蛍光X線分析により、信号比率PXRF(S)を測定した。グラフにおいて、信号比率PXRF(S)の、滴下されたミネラルの質量Mに対する検量線を得た。これらの検量線を、図5〜14に図示する。又、これらの検量線における切片b及び傾きmを表5にまとめる。全てのミネラルの検量線について、良好な直線性が確認された。
検量線を基に、変換係数Fを求めることができる。本実施例においては、ミネラル金属として、カルシウムのみを対照とした。
この検量線の為に必要な規定液におけるカルシウム及び硫黄の濃度を検討した。実施例4においては、毛髪0.2gを溶解させて、10mL(約10g)の水溶液とした。毛髪における硫黄の含有率は約5%(50,000ppm)であり、従って、毛髪水溶液においての硫黄含有率は、この含有率の1/50(0.2/10)である1,000ppmとなる。又、毛髪中のカルシウム含有率としては、200〜2500ppm程度が予想される。即ち、前記毛髪水溶液においては、これらの含有率の1/50である4〜50ppmが予想される。従って、規定液においては、0.004〜0.05mg/mLのカルシウム及び1mg/mLの硫黄が必要となる。
濃度が異なるカルシウムの規定液(0.004、0.008、0.02、0.03、0.05mg/mL)を調製した。これらの規定液は、前記の毛髪水溶液におけるカルシウム含有率が200、400、1000、1500、2500ppmである場合に相当する。これらの規定液には、2.4mg/mLのチオ尿酸が含有され、硫黄の含有量としては1.0mg/mLとなり、前記の毛髪水溶液における硫黄含有率が5%である場合に相当する。
これらのカルシウム規定液を、スライドガラスに1〜10μLを滴下し、乾燥させた。残留物を、蛍光X線分析装置により分析して、基礎強度比率P0,XRF(S)を得た。この基礎強度比率をy軸にとり、規定液中のカルシウム含有率を50倍して、毛髪水溶液におけるカルシウム含有率に変換したものをx軸として、検量線を得た。この検量線を図15に示す。この検量線におけるy軸との切片bは0.006であり、傾きmは0.000732/ppmとなる。この傾きmの逆数は1,366ppmであり、この値を変換係数Fとする。本実施例における変換係数Fは、実施例1及び3において得られた変換係数Fと、良好に対応する。
この変換係数Fを用いて、実施例3における毛髪の水溶液の蛍光X線分析データを基に、式(1)を用いて、カルシウムの含有率MXRFを計算した。被検者1〜5由来の毛髪におけるカルシウム含有率MXRFを、表6にまとめる。元素含有率MXRFは、表4と良好に対応し、本実施例における変更係数Fの決定方法の有用性を立証するものである。
Claims (4)
- 蛍光X線分析により、被検者由来の毛髪に含有されるミネラルの、前記毛髪に含有される硫黄に対する信号比率PXRF(S)を測定し、前記信号比率PXRF(S)から、前記毛髪に含有される前記ミネラルの元素含有率MXRFを算出する為に、この算出に使用する変換係数Fを、前記信号比率PXRF(S)と乗算することを特徴とする生体内元素検査方法。
- 前記蛍光X線分析により、前記被検者以外から由来する毛髪である基準毛髪に含有される前記ミネラルの、前記基準毛髪に含有される前記硫黄に対する基準信号比率P0,XRF(S)を測定し、誘導結合プラズマ質量分析により、前記基準毛髪に含有される前記ミネラルの基準元素含有率M0、ICPを測定し、F=M0、ICP/P0、XRF(S)の式から、前記変換係数Fを算出する請求項1に記載の生体内元素検査方法。
- 前記毛髪にX線を照射させて生じる蛍光X線を検出して、前記蛍光X線分析を行う請求項1又は2に記載の生体内元素検査方法。
- 前記毛髪を溶媒に溶解させ、この溶液にX線を照射させて生じる蛍光X線を検出して、前記蛍光X線分析を行う請求項1又は2に記載の生体内元素検査方法。
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