RU2548774C1 - Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle - Google Patents

Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle Download PDF

Info

Publication number
RU2548774C1
RU2548774C1 RU2014111570/15A RU2014111570A RU2548774C1 RU 2548774 C1 RU2548774 C1 RU 2548774C1 RU 2014111570/15 A RU2014111570/15 A RU 2014111570/15A RU 2014111570 A RU2014111570 A RU 2014111570A RU 2548774 C1 RU2548774 C1 RU 2548774C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hair
lungs
cadmium
content
cattle
Prior art date
Application number
RU2014111570/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ольга Сергеевна Короткевич
Кирилл Николаевич Нарожных
Татьяна Валерьевна Коновалова
Валерий Лаврентьевич Петухов
Ольга Игоревна Себежко
Ольга Александровна Зайко
Алексей Владимирович Купцов
Дмитрий Сергеевич Гревцов
Ирина Сергеевна Миллер
Мария Владимировна Стрижкова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет
Priority to RU2014111570/15A priority Critical patent/RU2548774C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548774C1 publication Critical patent/RU2548774C1/en

Links

Landscapes

  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: method comprises analysis of biosubstrate. The trace element analysis of the hair of cattle is carried out. The concentration of Fe and/or Ti in hair is determined and the regression equation is calculated: y=-0.3152x+0.0476, where x is content of Fe (mg/kg) in hair, y is content of Cd (mg/kg) in lungs. y=-18.672x+0.047, where x is content of Ti (mg/kg) in hair, y is content of Cd (mg/kg) in lungs.
EFFECT: method is precise, atraumatic and noninvasive, simple and easy to use.
3 tbl, 1 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к животноводству, ветеринарии, экологии и предназначено для использования в качестве теста на степень аккумуляции кадмия в легких крупного рогатого скота.The present invention relates to animal husbandry, veterinary medicine, ecology and is intended for use as a test for the degree of accumulation of cadmium in the lungs of cattle.

Кадмий является одним из самых опасных распространенных экологических загрязнителей, который способен вызывать серьезные изменения в организме (Незавитин А.Г. Проблемы сельскохозяйственной экологии / А.Г. Незавитин, В.Л. Петухов, А.Н. Власенко. - Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 2000. - 255 с.). Поэтому Российским СанПиНом (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: СанПиН 2.1.4.1074-01. - Введ. 2002-01-01. - М.: Минздрав России, 2002, - стр. 6) он отнесен ко 2-му классу опасности -«высоко опасным веществам». Кадмий токсичен, даже при не больших дозах. Основные пути поступления кадмия в организм - алиментарный и респираторный (Бокова Т.И. Экологические основы инновационного совершенствования пищевых продуктов: монография / Т.И. Бокова. - Новосибирск: Изд-во НГАУ, 2011. - с. 25).Cadmium is one of the most dangerous common environmental pollutants that can cause serious changes in the body (A. Nezavitin. Problems of agricultural ecology / A. G. Nezavitin, V. L. Petukhov, A. N. Vlasenko. - Novosibirsk: Science. Siberian Publishing Company RAS, 2000. - 255 p.). Therefore, the Russian SanPiN (Drinking water. Hygienic requirements for water quality of centralized drinking water supply systems. Quality control: SanPiN 2.1.4.1074-01. - Introduction. 2002-01-01. - M .: Ministry of Health of Russia, 2002, - p. 6) it is assigned to the 2nd hazard class - “highly hazardous substances”. Cadmium is toxic, even at low doses. The main routes of cadmium intake into the body are alimentary and respiratory (TI Bokova, Ecological Foundations of Innovative Improvement of Food Products: Monograph / TI Bokova. - Novosibirsk: Publishing House of the NSAU, 2011. - p. 25).

Исследования, проведенные на молодняке жвачных, показывают, что кадмий оказывает негативное влияние на темпы роста животных (Masaoka, Т. Effects of sulphur, molybdenum and Cd on the growth rate and trace element status in the ruminants and pigs / T. Masaoka, M. Anke, B. Groppel, F. Akahori // 6th Int. Trace Element Symp., 1989. - Vol. 2. - P. 510-525). Поэтому мониторинг уровня кадмия у животных необходимо проводить с целью его дальнейшей коррекции и снижения аккуляции в конечных продуктах животноводства. Это в свою очередь будет способствовать получению экологически безопасной продукции. Содержание многих химических элементов зависит от вида животных, направления и уровня продуктивности, возраста, экологических условий среды, сезона года и состояния здоровья (Желтиков А.И. Черно-пестрый скот Сибири / А.И. Желтиков, В.Л. Петухов, О.С.Короткевич - Новосибирск: НГАУ, 2010. 500 с.).Studies on young ruminants show that cadmium has a negative effect on animal growth rates (Masaoka, T. Effects of sulphur, molybdenum and Cd on the growth rate and trace element status in the ruminants and pigs / T. Masaoka, M. Anke, B. Groppel, F. Akahori // 6th Int. Trace Element Symp., 1989 .-- Vol. 2 - P. 510-525). Therefore, monitoring the level of cadmium in animals must be carried out with the aim of its further correction and reduction of accumulation in the final products of animal husbandry. This in turn will contribute to the production of environmentally friendly products. The content of many chemical elements depends on the type of animal, direction and level of productivity, age, environmental conditions, season of the year and health status (Zheltikov A.I. Black-and-white cattle of Siberia / A.I. Zheltikov, V.L. Petukhov, O .S. Korotkevich - Novosibirsk: NSAU, 2010.500 s.).

Существуют способы определения кадмия в пищевом сырье, которое получено уже после убоя животных (Продукты пищевые. Методика определения токсических элементов атомно-эмиссионным методом. - М.: Госстандарт России, 1997. - С. 10-21). Кроме того, известен способ определения кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота (Патент РФ №2426119) и свиней (Патент РФ №2342659). Недостаток первого метода заключается в том, что кровь не лучший показатель элементного состава организма, так как не отличается постоянством химического состава. Оба метода трудоемки для взятия образцов и подвергают животных значительному стрессу. От рассмотренных выше методов предлагаемый нами способ отличается тем, что проводят определение химического состава волоса, взятого от живых животных, методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Устанавливают концентрацию Fe и Ti в волосе для определения кадмия в легких. И рассчитывают уравнение регрессии:There are methods for the determination of cadmium in food raw materials, which was obtained after the slaughter of animals (Food products. Method for the determination of toxic elements by the atomic emission method. - M.: Gosstandart of Russia, 1997. - S. 10-21). In addition, there is a method of determining cadmium in the muscle tissue of cattle (RF Patent No. 2426119) and pigs (RF Patent No. 2342659). The disadvantage of the first method is that blood is not the best indicator of the elemental composition of the body, since it does not differ in the constancy of the chemical composition. Both methods are time consuming for sampling and subject animals to significant stress. From the methods discussed above, our proposed method is characterized in that the chemical composition of the hair taken from live animals is determined by the method of atomic emission spectrometry with inductively coupled plasma. Set the concentration of Fe and Ti in the hair to determine cadmium in the lungs. And the regression equation is calculated:

у=-0,3152х+0,0476, где х - содержание Fe (мг/кг) в волосе,y = -0.3152x + 0.0476, where x is the Fe content (mg / kg) in the hair,

у - содержание Cd (мг/кг) в легких.y - the content of Cd (mg / kg) in the lungs.

у=-18,672х+0,047, где х - содержание Ti (мг/кг) в волосе,y = -18.672x + 0.047, where x is the Ti content (mg / kg) in the hair,

у - содержание Cd (мг/кг) в легких.y - the content of Cd (mg / kg) in the lungs.

Заявленным способом решается задача оценки накопления кадмия в легких крупного рогатого скота герефордской породы. Поставленная задача достигается с помощью определения концентрации Ti и Fe в волосе с последующим расчетом уровня кадмия в легких с использованием уравнения регрессии. По содержанию Fe и/или Ti в волосе устанавливают содержание кадмия в легких.The claimed method solves the problem of assessing the accumulation of cadmium in the lungs of cattle of Hereford breed. The task is achieved by determining the concentration of Ti and Fe in the hair, followed by calculating the level of cadmium in the lungs using the regression equation. The content of Fe and / or Ti in the hair determines the cadmium content in the lungs.

Пример выполненияExecution example

Пробы волос были взяты у бычков герефордской породы в возрасте 18 месяцев в области холки. Волос для анализа был тщательно промыт.Чтобы очистить волос от загрязнения, навеску волос помещали в колбу с дистиллированной водой и потом пробу перемешивали в течение одной минуты миксером со скоростью вращения 1000 об/мин. Затем воду меняли до 10 раз, повторяя эту процедуру. Потом волос промывался в ацетоне марки ОСЧ 49-5 в течение двух минут, после чего промывался 3 раза дионизированной водой. И высушивался при комнатной температуре.Hair samples were taken from bulls of Hereford breed at the age of 18 months in the withers area. The hair was thoroughly washed for analysis. To cleanse the hair from contamination, a hair sample was placed in a flask with distilled water and then the sample was mixed for one minute with a mixer at a speed of 1000 rpm. Then the water was changed up to 10 times, repeating this procedure. Then the hair was washed in acetone grade OSCH 49-5 for two minutes, after which it was washed 3 times with deionized water. And dried at room temperature.

Для анализа взвешивали навеску массой 100 мг и помещали в кварцевую чашку. Чашку с навеской пробы ставили в холодную кварцевую печь. Температуру печи поднимали до 250°C. Пробу выдерживали при данной температуре 15 минут. Затем температуру поднимали до 450°C и выдерживали 15 минут. Затем пробу оставляли в печи остывать до комнатной температуры. После обугливания проба перетиралась в кварцевых чашках до состояния порошка черного цвета. Затем из подготовленной пробы отбирали навеску массой 10 мг и смешивали с 50 мг графитового порошка и 40 мг спектроскопического буфера (15% NaCl и графитовый порошок). Непосредственно для анализа отбиралось 20 мг из полученной смеси.For analysis, a 100 mg sample was weighed and placed in a quartz cup. A sample cup was placed in a cold quartz furnace. The temperature of the furnace was raised to 250 ° C. The sample was kept at this temperature for 15 minutes. Then the temperature was raised to 450 ° C and held for 15 minutes. Then the sample was left in the oven to cool to room temperature. After carbonization, the sample was ground in quartz dishes to a black powder state. Then, a sample weighing 10 mg was taken from the prepared sample and mixed with 50 mg of graphite powder and 40 mg of spectroscopic buffer (15% NaCl and graphite powder). Directly for analysis, 20 mg were taken from the resulting mixture.

Химические элементы в волосе определялись с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа на базе аналитической лаборатории Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН. Для проведения анализа были использованы двухструйный дуговой плазмотрон «Факел» и многоканальный атомно-эмиссионный спектрометр «Гранд» производства ООО «ВМК-оптоэлектроника» (Россия).Chemical elements in the hair were determined using atomic emission spectral analysis on the basis of the analytical laboratory of the Institute of Inorganic Chemistry named after A.V. Nikolaev SB RAS. For analysis, the Fakel two-jet arc plasmatron and the Grand multi-channel atomic emission spectrometer manufactured by VMK Optoelectronics LLC (Russia) were used.

Исследование проб легких проводили на базе биохимической лаборатории Сибирского научно-исследовательского проектно-технического института животноводства. Для анализа использовали атомно-абсорбционный спектрофотометр Shimadzu Perkin Elmer 360 (США).The study of lung samples was carried out on the basis of the biochemical laboratory of the Siberian Research and Design Institute of Animal Husbandry. For analysis, an atomic absorption spectrophotometer Shimadzu Perkin Elmer 360 (USA) was used.

Пробоподготовка для атомно-абсорбционного анализа происходила в следующей последовательности: посуду после мойки в мыльном растворе промывали водопроводной водой и ополаскивали бидистиллированной водой, потом сушили. Пробы (весом 100 г) измельчались до однородной массы, затем высушивались в печи при температуре 60-70°C около 12 часов до постоянной массы. Из полученного сухого остатка отвешивали 3 г, которые озоляли в муфельной печи при температуре 500-550°C. Через 10-15 часов минерализация заканчивалась, зола приобретала серый или белый цвет. После этого пробы остывали при комнатной температуре. Далее полученный зольный остаток массой 3 г растворяли в 3-х мл 50% соляной кислоты, затем пробы нагревались на электроплите для получения сухого осадка, затем этот остаток переносился в колбу путем разведение его в 25 мл дистиллированной воды. Полученный готовый раствор исследовался на элементный состав.Sample preparation for atomic absorption analysis took place in the following sequence: the dishes after washing in a soap solution were washed with tap water and rinsed with bidistilled water, then dried. Samples (weighing 100 g) were ground to a homogeneous mass, then dried in an oven at a temperature of 60-70 ° C for about 12 hours to constant weight. From the obtained dry residue, 3 g were weighed, which were ashed in a muffle furnace at a temperature of 500-550 ° C. After 10-15 hours, mineralization ended, the ash acquired a gray or white color. After this, the samples were cooled at room temperature. Next, the resulting ash residue weighing 3 g was dissolved in 3 ml of 50% hydrochloric acid, then the samples were heated on an electric stove to obtain a dry precipitate, then this residue was transferred to a flask by diluting it in 25 ml of distilled water. The resulting finished solution was investigated for elemental composition.

Исходя из результатов, представленных в таблице 1, можно отметить, что в легких бычков герефордской породы более других элементов аккумулируются Zn, а менее всего - Cd. По уровню концентрации химических элементов в легких можно расположить в виде возрастающего ряда: Cd<Pb<Cu<Zn. В то же время наибольшая фенотипическая изменчивость характерна для Cd, а наименьшая - для Zn.Based on the results presented in table 1, it can be noted that in the lungs of bulls of Hereford breed, Zn is accumulated more than other elements, and least of all, Cd. By the level of concentration of chemical elements in the lungs, it can be arranged in the form of an increasing series: Cd <Pb <Cu <Zn. At the same time, the greatest phenotypic variation is characteristic of Cd, and the smallest - for Zn.

Figure 00000001
Figure 00000001

В таблице 2 содержатся данные по содержанию некоторых химических элементов в волосе. По уровню аккумуляции химические элементы можно представить в виде возрастающего ранжированного ряда: Fe>Mn>Cu>Ti. Следовательно, железо в набольшей степени имеет накопление в волосе, а титан - в наименьшей. Высокая фенотипическая вариация наблюдается по Mn, а низкая - по Си. Это отражается в широком отношении крайних вариантов Mn, а узкое - Cu.Table 2 contains data on the content of certain chemical elements in the hair. By the level of accumulation, chemical elements can be represented as an increasing ranked series: Fe> Mn> Cu> Ti. Consequently, iron has the greatest accumulation in the hair, and titanium has the least. High phenotypic variation is observed for Mn, and low - for Cu. This is reflected broadly in extreme Mn variants, and narrow in Cu.

Figure 00000002
Figure 00000002

В таблице 3 показано, что между изученными показателями имеются достаточно высокие отрицательные корреляции. С целью прогнозирования уровня кадмия в легких были рассчитаны уравнения регрессии. По уровню железа и/или титана в волосе можно вычислить концентрацию кадмия в легких.Table 3 shows that there are fairly high negative correlations between the studied indicators. In order to predict the level of cadmium in the lungs, regression equations were calculated. By the level of iron and / or titanium in the hair, the concentration of cadmium in the lungs can be calculated.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, предложенные уравнения регрессии позволяют провести прижизненную малоинвазивную оценку содержания кадмия в легких, используя при этом только пробы волоса.Thus, the proposed regression equations allow for the intravital minimally invasive assessment of cadmium content in the lungs, using only hair samples.

Claims (1)

Способ определения кадмия в легких крупного рогатого скота, включающий анализ биосубстрата, отличающийся тем, что проводят микроэлементный анализ волоса крупного рогатого скота, определяют в волосе концентрацию Fe и/или Ti и рассчитывают уравнение регрессии:
у=-0,3152х+0,0476, где х - содержание Fe (мг/кг) в волосе,
у - содержание Cd (мг/кг) в легких;
у=-18,672х+0,047, где х - содержание Ti (мг/кг) в волосе,
у - содержание Cd (мг/кг) в легких.
A method for determining cadmium in the lungs of cattle, including a biosubstrate analysis, characterized in that a trace element analysis of cattle hair is carried out, the concentration of Fe and / or Ti in the hair is determined and the regression equation is calculated:
y = -0.3152x + 0.0476, where x is the Fe content (mg / kg) in the hair,
y - the content of Cd (mg / kg) in the lungs;
y = -18.672x + 0.047, where x is the Ti content (mg / kg) in the hair,
y - the content of Cd (mg / kg) in the lungs.
RU2014111570/15A 2014-03-25 2014-03-25 Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle RU2548774C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111570/15A RU2548774C1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014111570/15A RU2548774C1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2548774C1 true RU2548774C1 (en) 2015-04-20

Family

ID=53289484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014111570/15A RU2548774C1 (en) 2014-03-25 2014-03-25 Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548774C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775788C1 (en) * 2021-11-09 2022-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" Method for in vivo assessment of the degree of accumulation of contaminants in the body of animals, for example, sheep

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2426119C1 (en) * 2010-03-24 2011-08-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2426119C1 (en) * 2010-03-24 2011-08-10 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUKNA C.; ET AL. Determination of heavy metals in viscera and muscles of cattle// Bulg.J.veter.Med., 2006; Vol.9,N 1. - P. 35-41 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2775788C1 (en) * 2021-11-09 2022-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина" Method for in vivo assessment of the degree of accumulation of contaminants in the body of animals, for example, sheep

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Untea et al. Development and validation of a microwave digestion–FAAS procedure for Cu, Mn and Zn determination in liver
RU2426119C1 (en) Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle
RU2629605C1 (en) Method for lead level determination in cattle muscular tissue
RU2591825C1 (en) Method of determining cadmium content in cow liver
RU2421726C1 (en) Method to detect lead content in organs of cattle
RU2548774C1 (en) Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle
RU2555518C1 (en) Method of determining of copper content in muscle tissue of fish
RU2804796C1 (en) Method of assessing strontium content in muscle tissue of cattle
Mohamat-Yusuff et al. Profile of heavy metals level in catfish (Hexanematichthys sagor) and green mussel (Perna viridis) from Kong Kong Laut, Johor Straits
RU2761045C1 (en) Method for determination of iron content in muscle tissue of fish
Jinadasa et al. Trace Metal contents in muscle tissues of inland fish species in the North central province of Sri Lanka
RU2762614C1 (en) Method for determining the level of iron in the liver of pigs
RU2602915C1 (en) Method of determining concentration of lead in cattle lungs
Bukovjan et al. Arsenic deposition in tissues of the European hare (Lepus europaeus)
RU2758902C1 (en) Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue
Malinowska et al. Impact of agricultural chemicals on selected heavy metals accumulation in herb plants
RU2761031C1 (en) Method for determining level of zinc in pig kidney
Palczewska-Komsa et al. Fluoride in the bones of foxes (Vulpes vulpes Linneaus, 1758) and raccoon dogs (Nyctereutes procyonoides Gray, 1834) from North-Western Poland
Albashr et al. Determine the levels of heavy metal residues in different parts of chicken in the Tikrit and Beji cities of Iraq
Albashr et al. TJAS
Kliszcz et al. Assessment of earthworms activity based on eaten biomass from selected catch crops
Raicu et al. A review on the results obtained from the analysis of animal food products from meat in some European countries using GFAAS and FAAS techniques.
RU2590947C2 (en) Method of reducing content of cadmium and lead in meat mass of poultry
Riggs et al. Determining How Gavaging Laying Hens with Lead (Pb) Affects Lead Concentration in Table Eggs, Bone, blood, and Liver
Isamov et al. Content of biogenic and toxic elements in goat feed and milk

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160326