RU2585369C1 - Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma - Google Patents
Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585369C1 RU2585369C1 RU2015123991/15A RU2015123991A RU2585369C1 RU 2585369 C1 RU2585369 C1 RU 2585369C1 RU 2015123991/15 A RU2015123991/15 A RU 2015123991/15A RU 2015123991 A RU2015123991 A RU 2015123991A RU 2585369 C1 RU2585369 C1 RU 2585369C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- blood
- nitric acid
- concentrated nitric
- internal standard
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/84—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving inorganic compounds or pH
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано в санитарно-гигиенических, экологических, лечебных и научных организациях, осуществляющих деятельность в области профпатологии и экологии человека при измерении массовых концентраций ванадия, хрома, марганца, никеля, меди, цинка, селена, стронция, таллия, свинца, кадмия и мышьяка в крови.The invention relates to the field of analytical chemistry and can be used in sanitary-hygienic, environmental, medical and scientific organizations operating in the field of occupational pathology and human ecology when measuring mass concentrations of vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, zinc, selenium, strontium, thallium, lead, cadmium and arsenic in the blood.
Актуальность определения тяжелых металлов и микроэлементов в биологических средах растет по мере ухудшения экологической ситуации, связанной как с работой промышленных предприятий, так и поступлением вредных и опасных химических соединений из выхлопных газов автотранспорта. Одним из механизмов токсического действия металлов является их способность встраиваться в биологически активные молекулы и ферменты, вытесняя на конкурентной основе жизненно важные элементы, изменяется микроэлементный состав в различных органах и тканях, вызывая биохимические сдвиги в организме, усугубляется развитие патогенеза и течение хронических заболеваний.The relevance of the determination of heavy metals and trace elements in biological media grows with the deterioration of the environmental situation associated with the work of industrial enterprises, as well as the supply of harmful and dangerous chemical compounds from the exhaust gases of vehicles. One of the mechanisms of the toxic effect of metals is their ability to integrate into biologically active molecules and enzymes, displacing the vital elements on a competitive basis, the microelement composition in various organs and tissues changes, causing biochemical changes in the body, and the development of pathogenesis and the course of chronic diseases are aggravated.
В этой связи необходима разработка и совершенствование методического обеспечения по определению количественного содержания кадмия, свинца, мышьяка, хрома, никеля, меди, цинка, марганца, ванадия, стронция, селена, таллия в цельной крови в широком диапазоне концентраций, в том числе и на уровне референтных концентраций, с использованием высокочувствительного метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой.In this regard, it is necessary to develop and improve methodological support for determining the quantitative content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in whole blood in a wide range of concentrations, including at the level of reference concentrations using a highly sensitive method of mass spectrometry with inductively coupled argon plasma.
Из уровня техники известны следующие способы определения металлов в крови, а именно:The following methods are known from the prior art for determining metals in the blood, namely:
- Методические указания МУК 4.1.1897-04 «Атомно-абсорбционное измерение массовых концентраций свинца, кадмия, цинка и никеля в крови», предназначены для определения массовой концентрации свинца, кадмия, никеля и цинка в крови методом атомно-абсорбционного анализа в графитовой печи. Этот способ основан на атомизации определяемых элементов за счет нагрева пробы до высокой температуры в графитовой печи или при распылении в пламя и измерении величины поглощения характеристического излучения. При этом пределы обнаружения свинца составляют 10 мкг/дм3, кадмия - 0,4 мкг/дм3, никеля - 20 мкг/дм3, цинка - 1000 мкг/дм3 (метод 1);- Guidelines MUK 4.1.1897-04 "Atomic absorption measurement of mass concentrations of lead, cadmium, zinc and nickel in the blood", are intended to determine the mass concentration of lead, cadmium, nickel and zinc in the blood by atomic absorption analysis in a graphite furnace. This method is based on the atomization of the elements being determined by heating the sample to a high temperature in a graphite furnace or by spraying in a flame and measuring the absorption value of the characteristic radiation. Moreover, the detection limits of lead are 10 μg / dm 3 , cadmium - 0.4 μg / dm 3 , nickel - 20 μg / dm 3 , zinc - 1000 μg / dm 3 (method 1);
- Методические указания МУК 4.1.2103-06 «Определение массовой концентрации ванадия в пробах крови методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией», предназначены для определения массовой концентрации ванадия в пробах крови методом атомно-абсорбционного анализа в графитовой печи, обеспечивают определение ванадия в диапазоне концентраций 1,50-15,00 мкг/дм3 (метод 2);- Guidelines MUK 4.1.2103-06 “Determination of the mass concentration of vanadium in blood samples by atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization”, designed to determine the mass concentration of vanadium in blood samples by atomic absorption analysis in a graphite furnace, provide the determination of vanadium in the range concentrations of 1.50-15.00 μg / dm 3 (method 2);
- Методические указания МУК 4.1.1899-04 «Атомно-абсорбционное измерение массовых концентраций селена в эритроцитах и плазме крови» предназначены для определения массовой концентрации селена в эритроцитах и плазме крови методом атомно-абсорбционного анализа. Метод основан на получении летучего гидрида селена, его термическом разложении и последующем измерении резонансного поглощения линии селена на атомно-абсорбционном спектрометре с гидридной приставкой в диапазоне концентраций 0,001-0,02 мкг/дм3 (метод 3).- Guidelines MUK 4.1.1899-04 "Atomic absorption measurement of mass concentrations of selenium in red blood cells and blood plasma" are intended to determine the mass concentration of selenium in red blood cells and blood plasma by atomic absorption analysis. The method is based on the production of volatile selenium hydride, its thermal decomposition, and subsequent measurement of the resonance absorption of the selenium line on an atomic absorption spectrometer with a hydride attachment in a concentration range of 0.001-0.02 μg / dm 3 (method 3).
Недостатками указанных известных методов являются длительность проведения анализа (методы 1, 2, 3); недостаточная чувствительность (метод 1, 2); сложность подготовки проб (метод 3).The disadvantages of these known methods are the duration of the analysis (
Также известен способ определения содержания тяжелых металлов в цельной крови (Патент РФ №2184973), согласно которому обрабатывают исследуемую пробу крови кислотой, проводят последующее озоление ее, обработку полученной золы концентрированной минеральной кислотой, выпаривание до состояния влажных солей, введение фонового раствора и определение содержания металлов с помощью инструментального метода, при этом в качестве кислоты для обработки исследуемой пробы и в качестве фонового раствора используют 0,5-5,0%-ный водный раствор азотной кислоты при объемном соотношении проба: кислота как 1:1, при этом перед озолением пробу подсушивают в два этапа при температуре 110°C и 250°C, озоление ведут при температуре 430°C, в качестве концентрированной минеральной кислоты для обработки полученной золы используют концентрированную азотную кислоту, а в качестве инструментального метода используют атомно-абсорбционную спектрофотометрию. Недостатком этого известного способа является то, что:Also known is a method for determining the content of heavy metals in whole blood (RF Patent No. 2184973), according to which the test blood sample is treated with acid, its subsequent ashing is carried out, the resulting ash is treated with concentrated mineral acid, evaporation to the state of wet salts, the introduction of a background solution and determination of metal content using the instrumental method, while 0.5-5.0% aqueous nitric acid solution is used as the acid for processing the test sample and as the background solution at a volume ratio of sample: acid as 1: 1, while before ashing the sample is dried in two stages at a temperature of 110 ° C and 250 ° C, ashing is carried out at a temperature of 430 ° C, concentrated ash is used as a concentrated mineral acid for processing nitric acid, and atomic absorption spectrophotometry is used as an instrumental method. The disadvantage of this known method is that:
- в процессе озоления пробы происходит потеря легко летучих соединений мышьяка, селена, что снижает точность определения;- in the process of ashing of the sample, the loss of easily volatile compounds of arsenic, selenium occurs, which reduces the accuracy of determination;
- измерение каждого ингредиента проводится последовательно, что значительно увеличивает время проведения анализа по сравнению с измерением нескольких элементов одновременно;- the measurement of each ingredient is carried out sequentially, which significantly increases the analysis time in comparison with the measurement of several elements simultaneously;
- метод атомно-абсорбционной спектрофотометрии, указанный в патенте, не позволяет определять мышьяк, ванадий, стронций, селен, таллий;- the method of atomic absorption spectrophotometry specified in the patent does not allow determination of arsenic, vanadium, strontium, selenium, thallium;
- чувствительность метода не позволяет определять концентрации никеля, хрома, марганца, свинца на уровне референтных значений.- the sensitivity of the method does not allow to determine the concentration of Nickel, chromium, manganese, lead at the level of reference values.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, описанный в Методических указаниях МУК 4.1.1483-03 «Определение содержания химических элементов в диагностируемых биосубстратах, препаратах и биологически активных добавках методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой». Известный способ, охарактеризованный в указанных МУК, предназначен для определения химических элементов, в том числе, ванадия, хрома, марганца, никеля, меди, цинка, селена, стронция, таллия, свинца, кадмия и мышьяка в крови методом ICP-MS. Согласно известному способу отбирают пробу крови из локтевой вены (венозная, в условиях стационара) или из пальцев рук (капиллярная). Объем отобранной крови должен составлять не менее 1 мл. Далее производят ее пробоподготовку путем добавления к ней 0,3-1,0 мл концентрированной азотной кислоты и последующего помещения смеси в термоблок, разогретый до 115°C. Смесь выдерживают в термоблоке в течение 0,5-1,0 ч до гомогенизации пробы. Далее образец переносят в мерную пробирку, разбавляют деионизованной водой. Далее производят введение подготовленной пробы в пробоотборное устройство масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой, проводят измерения и определяют содержание конкретного металла с использованием ранее построенного градуировочного графика.Closest to the proposed method is the method described in the Guidelines MUK 4.1.1483-03 "Determination of the content of chemical elements in diagnosed biosubstrates, preparations and biologically active additives by mass spectrometry with inductively coupled argon plasma". The known method described in these MUKs is designed to determine chemical elements, including vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, zinc, selenium, strontium, thallium, lead, cadmium and arsenic in the blood by ICP-MS. According to the known method, a blood sample is taken from the ulnar vein (venous, in a hospital) or from the fingers (capillary). The volume of blood taken should be at least 1 ml. Next, it is sampled by adding 0.3-1.0 ml of concentrated nitric acid to it and then placing the mixture in a fuser heated to 115 ° C. The mixture is kept in the thermal block for 0.5-1.0 hours until the sample is homogenized. Next, the sample is transferred into a measuring tube, diluted with deionized water. Next, the prepared sample is introduced into the sampling device of the mass spectrometer with inductively coupled plasma, measurements are taken and the specific metal content is determined using the previously constructed calibration graph.
Однако указанный известный способ является недостаточно точным, чувствительным и селективным, т.к. не описывает конкретные условия применения октопольной реакционно/столкновительной ячейки, применения элементов сравнения (внутренний стандарт) для эффективного устранения полиатомных и изобарных наложений, транспортных помех, возможных погрешностей подготовки проб и учета дрейфа чувствительности масс-спектрометра.However, this known method is not sufficiently accurate, sensitive and selective, because It does not describe the specific conditions for the use of an octopole reaction / collision cell, the use of comparison elements (internal standard) for the effective elimination of polyatomic and isobaric overlays, traffic noise, possible errors in sample preparation and taking into account the sensitivity drift of the mass spectrometer.
Кроме того, данный метод не позволяет определять содержание некоторых металлов на уровне референтного, например хром - 0,7 мкг/дм3, ванадий - 0,1 мкг/дм3, и вместе с этим требует для анализа большую по объему пробу цельной крови.In addition, this method does not allow determining the content of some metals at the reference level, for example, chromium - 0.7 μg / dm 3 , vanadium - 0.1 μg / dm 3 , and at the same time requires a large volume sample of whole blood for analysis.
Кроме того, известный способ не соответствует современным требованиям метрологической аттестации, представляет лишь рекомендации в общем виде, а не точные режимы ведения анализа для различных биосубстратов.In addition, the known method does not meet the modern requirements of metrological certification, provides only general recommendations, and not the exact modes of analysis for various biosubstrates.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в повышении чувствительности и точности определения содержания металлов в крови на уровне от 0,05 мкг/дм3 при одновременном уменьшении объема необходимой для анализа пробы крови.The technical result achieved by the proposed method is to increase the sensitivity and accuracy of determining the metal content in the blood at a level of from 0.05 μg / dm 3 while reducing the volume of blood sample required for analysis.
Дополнительно на повышение точности влияет и то, что подготовка пробы проходит в одной пробирке, что снижает риск ее загрязнения или потери аналита.Additionally, the accuracy is also enhanced by the fact that sample preparation takes place in one test tube, which reduces the risk of contamination or loss of analyte.
Проведена аттестация метрологических характеристик для концентраций в диапазонах, характерных/возможных именно для цельной крови.The certification of metrological characteristics for concentrations in the ranges characteristic / possible for whole blood was carried out.
Указанный технический результат достигается предлагаемым способом определения содержания кадмия, свинца, мышьяка, хрома, никеля, меди, цинка, марганца, ванадия, стронция, селена, таллия в крови методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, включающим отбор пробы крови, проведение пробоподготовки путем добавления к пробе концентрированной азотной кислоты, нагрева смеси и разбавления ее деионизованной водой; введение подготовленной пробы в пробоотборное устройство масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой, проведение измерений и определение содержания конкретного металла с использованием градуировочного графика, при этом новым является то, что перед добавлением в пробу крови концентрированной азотной кислоты плотностью 1,415 г/см3 в пробу вводят комплексный раствор внутреннего стандарта тербия, индия и германия в деионизованной воде с массовой концентрацией каждого указанного элемента 100 мкг/дм3 при объемном соотношении указанного комплексного раствора к пробе крови как 1:1 или 1:2 соответственно и при объемном соотношении пробы крови к концентрированной азотной кислоте как 1:2 соответственно, нагрев смеси пробы с указанным комплексным раствором внутреннего стандарта и с концентрированной азотной кислотой производят на водяной бане при температуре 65-70°C до гомогенизации, а последующее разбавление полученной смеси деионизованной водой производят путем введения последней в объеме, составляющем в сумме с объемом смеси 100 об. ч, а перед введением подготовленной пробы в пробоотборное устройство масс-спектрометра осуществляют ее центрифугирование в течение 10 минут со скоростью 2700-3000 об/мин, причем проведение измерений в подготовленной пробе содержания конкретного металла в масс-спектрометре проводят с использованием реакционно/столкновительной ячейки при пропускании через нее гелия в качестве газа-реактанта со скоростью 4,5-5,0 см3/мин и при указанном измерении содержания свинца и таллия в качестве внутреннего стандарта используют тербий, при определении кадмия - индий или тербий, а при определении остальных металлов - германий.The specified technical result is achieved by the proposed method for determining the content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in the blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma, including blood sampling, sample preparation by adding concentrated nitric acid to the sample, heating the mixture and diluting it with deionized water; introducing the prepared sample into the sampling device of an inductively coupled plasma mass spectrometer, taking measurements and determining the content of a specific metal using a calibration graph, it is new that before adding concentrated nitric acid with a density of 1.415 g / cm 3 to the sample, it is introduced into the sample complex solution of internal standard terbium, indium and germanium in deionized water with a mass concentration of each of said element 100 g / dm 3 at a volume ratio ukazannog a complex solution to a blood sample as 1: 1 or 1: 2, respectively, and when the volume ratio of a blood sample to concentrated nitric acid is 1: 2, respectively, the mixture of the sample with the specified complex solution of the internal standard and with concentrated nitric acid is heated in a water bath at a temperature 65-70 ° C until homogenization, and subsequent dilution of the resulting mixture with deionized water is carried out by introducing the latter in a volume amounting to a total of 100 vol. h, and before introducing the prepared sample into the sampling device of the mass spectrometer, it is centrifuged for 10 minutes at a speed of 2700-3000 rpm, moreover, the measurements in the prepared sample of the specific metal content in the mass spectrometer are carried out using a reaction / collision cell at passing helium through it as a gas-reactant at a rate of 4.5-5.0 cm 3 / min and measuring at said lead and thallium is used as an internal standard terbium, when determining cad Ia - indium or terbium, and the determination of other metals - germanium.
При нагреве на водяной бане смеси пробы с комплексным раствором внутреннего стандарта и с концентрированной азотной кислотой время гомогенизации составляет 45-60 минут.When a mixture of a sample with a complex solution of an internal standard and with concentrated nitric acid is heated in a water bath, the homogenization time is 45-60 minutes.
Указанный технический результат достигается за счет следующего.The specified technical result is achieved due to the following.
Предлагаемый способ отличается от прототипа условиями пробоподготовки, выбором внутреннего стандарта для каждого определяемого элемента, а также использованием в масс-спектрометре реакционно/столкновительной ячейки с гелием для устранения полиатомных наложений.The proposed method differs from the prototype in terms of sample preparation, the choice of an internal standard for each element to be determined, as well as the use of a reaction / collision cell with helium in a mass spectrometer to eliminate polyatomic overlays.
Благодаря тому что перед добавлением в пробу крови концентрированной азотной кислоты плотностью 1,415 г/см3 вводят комплексный раствор внутреннего стандарта тербия, индия и германия в деионизованной воде с массовой концентрацией каждого указанного элемента 100 мкг/дм3, обеспечивается повышение точности и правильности анализа, учитывая возможные погрешности, связанные с процессом подготовки проб в известном способе.Due to the fact that before adding concentrated nitric acid with a density of 1.415 g / cm 3 to the blood sample, a complex solution of the internal standard of terbium, indium and germanium in deionized water with a mass concentration of each indicated element of 100 μg / dm 3 is introduced, increasing the accuracy and accuracy of the analysis, taking into account possible errors associated with the process of preparing samples in a known manner.
Благодаря тому что нагрев смеси пробы с указанным комплексным раствором внутреннего стандарта и с концентрированной азотной кислотой производят на водяной бане при температуре 65-70°C до гомогенизации, обеспечивается извлечение аналита из крови (раскрытие пробы), не происходит потеря летучих соединений, т.к. температура обработки проб достаточно низкая. Нагрев до такой температуры не требует специального сложного оборудования.Due to the fact that the heating of the sample mixture with the specified complex solution of the internal standard and with concentrated nitric acid is carried out in a water bath at a temperature of 65-70 ° C until homogenization, the analyte is extracted from the blood (opening of the sample), there is no loss of volatile compounds, because . sample processing temperature is quite low. Heating to this temperature does not require special sophisticated equipment.
Выполнение перед введением подготовленной пробы в пробоотборное устройство масс-спектрометра ее центрифугирования в течение 10 минут со скоростью 2700-3000 об/мин позволяет отделить нерастворенный углеродный остаток пробы для исключения засорения микроаэрозольного распылителя масс-спектрометра.Performing centrifugation of the prepared sample into the sampling device of the mass spectrometer for 10 minutes at a speed of 2700-3000 rpm allows separating the undissolved carbon residue of the sample to prevent clogging of the microaerosol atomizer of the mass spectrometer.
Использование при проведении измерений реакционно/столкновительной ячейки при пропускании через нее гелия в качестве газа-реактанта со скоростью 4,5-5,0 см3/мин обеспечивает разделение ионов аналита и мешающих полиатомных ионов с сохранением высокой чувствительности способа.The use of a reaction / collision cell when passing helium through it as a reactant gas at a speed of 4.5-5.0 cm 3 / min ensures the separation of analyte ions and interfering polyatomic ions while maintaining the high sensitivity of the method.
А благодаря тому что комплексный раствор внутреннего стандарта содержит тербий, индий и германий, обеспечивается как повышение чувствительности способа, так и повышение точности определения, т.к. исследования показали, что именно если при измерении содержания свинца и таллия в качестве внутреннего стандарта использовать тербий, при определении кадмия - индий или тербий, а при определении остальных металлов - германий, то найденные значения этих химических элементов в реальной пробе крови будут практически полностью совпадать с аттестованными средними значениями их в сертифицированных пробах крови SERONORM.And due to the fact that the complex solution of the internal standard contains terbium, indium and germanium, it provides both an increase in the sensitivity of the method and an increase in the accuracy of determination, since Studies have shown that it is precisely if terbium is used as the internal standard when measuring the lead and thallium content, indium or terbium is used as the cadmium determination, and germanium is used as the other metals, then the found values of these chemical elements in a real blood sample will almost completely coincide with certified average values in certified SERONORM blood samples.
Таким образом, заявляемый технический результат обеспечивается за счет совокупности определенных операций, их последовательности и режимов в заявляемом способе, а также за счет совокупности реагентов, используемых при пробоподготовке.Thus, the claimed technical result is achieved due to the totality of certain operations, their sequence and modes in the claimed method, as well as due to the totality of reagents used in sample preparation.
Предлагаемый способ был опробован в лабораторных условиях. Для его реализации были использованы следующие вещества и оборудование:The proposed method was tested in laboratory conditions. The following substances and equipment were used for its implementation:
- многоэлементный калибровочный стандарт с концентрацией 10 мг/л серебра, алюминия, мышьяка, бария, бериллия, кальция, кадмия, кобальта, хрома, цезия, меди, железа, галлия, магния, марганца, натрия, никеля, свинца, рубидия, селена, стронция, таллия, урана, ванадия, цинка в 5%-ной азотной кислоте (Multi-element Calibration Standart 2А, USA);- multi-element calibration standard with a concentration of 10 mg / l of silver, aluminum, arsenic, barium, beryllium, calcium, cadmium, cobalt, chromium, cesium, copper, iron, gallium, magnesium, manganese, sodium, nickel, lead, rubidium, selenium, strontium, thallium, uranium, vanadium, zinc in 5% nitric acid (Multi-element Calibration Standart 2A, USA);
- кислота азотная плотностью 1,415 г/см3 особо чистая по ГОСТ 701-89;- nitric acid density of 1.415 g / cm 3 highly pure GOST 701-89;
- деионизованная вода, ГОСТ Р 52501;- deionized water, GOST R 52501;
- комплексный раствор внутреннего стандарта с содержанием элементов сравнения висмута, германия, индия, лития6, скандия, тербия, иттрия 10 мг/дм3;- a complex solution of an internal standard with the content of comparing elements of bismuth, germanium, indium, lithium 6 , scandium, terbium, yttrium 10 mg / dm 3 ;
- раствор настройки чувствительности масс-спектрометра с содержанием лития, магния, иттрия, церия, таллия, кобальта 1 мкг/дм3 или 10 мкг/дм3;- a sensitivity adjustment solution for a mass spectrometer containing lithium, magnesium, yttrium, cerium, thallium,
- аргон жидкий высокой чистоты (99,998%), ТУ-2114-005-00204760-99;- liquid argon of high purity (99.998%), TU-2114-005-00204760-99;
- гелий газообразный высокой чистоты (99,995%), ТУ 0271-135-31323949;- gaseous helium of high purity (99.995%), TU 0271-135-31323949;
- масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой с октопольной реакционно/столкновительной ячейкой Agilent 7500cx со следующими характеристиками:- Inductively coupled plasma mass spectrometer with an Agilent 7500 cx octopole reaction / collision cell with the following characteristics:
диапазон сканирования масс, а.е.м.: 2-260;mass scanning range, amu: 2-260;
пределы обнаружения: бериллий ≤1,5 нг/дм3, индий ≤0,5 нг/дм3, висмут ≤0,5 нг/дм3;detection limits: beryllium ≤1.5 ng / dm 3 , indium ≤0.5 ng / dm 3 , bismuth ≤0.5 ng / dm 3 ;
чувствительность (имп./с на 1 мг/дм3): литий (7) ≥30·106, стронций (88) ≥80·106, таллий (205) ≥40·106;sensitivity (imp./s per 1 mg / dm 3 ): lithium (7) ≥30 · 10 6 , strontium (88) ≥80 · 10 6 , thallium (205) ≥40 · 10 6 ;
кратковременная стабильность, СКО: ≤3%;short-term stability, standard deviation: ≤3%;
долговременная стабильность, СКО: ≤4%;long-term stability, standard deviation: ≤4%;
двузарядные ионы (церий2+/церий+): ≤3%;doubly charged ions (cerium 2+ / cerium + ): ≤3%;
оксидные ионы (оксид церия II/церий): ≤1,5%;oxide ions (cerium II / cerium oxide): ≤1.5%;
уровень фона на массе 9: <5 имп./с;background level at mass 9: <5 pulses / s;
скорость работы детектора: ≥100 мкс на 1 ион;detector speed: ≥100 μs per 1 ion;
микроаэрозольный распылитель MicroMist;MicroMist microaerosol spray;
перистальтический насос для подачи образца;peristaltic pump for sample supply;
распылительная камера с электронным Пельтье-охлаждением;spray chamber with electronic Peltier cooling;
диаметр инжектора 2,5 мм.injector diameter 2.5 mm.
- аттестованные образцы крови SERONORM (Норвегия).- certified blood samples SERONORM (Norway).
При проведении процессов приготовления растворов и подготовки проб к анализу соблюдают следующие условия:When carrying out the processes of preparing solutions and preparing samples for analysis, the following conditions are met:
- температура воздуха (20±5)°C;- air temperature (20 ± 5) ° C;
- атмосферное давление 630-800 мм рт. ст.;- atmospheric pressure 630-800 mm RT. st .;
- влажность воздуха от 30 до 80%.- humidity from 30 to 80%.
Выполнение измерений на масс-спектрометре проводят в лабораторных помещениях, оборудованных согласно требованиям руководства по эксплуатации прибора. Градиент температуры не должен превышать 2°C/час согласно «Инструкции и Руководству по настройке и эксплуатации масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой». Performing measurements on a mass spectrometer is carried out in laboratory rooms equipped in accordance with the requirements of the instrument manual. The temperature gradient should not exceed 2 ° C / hour according to the “Instructions and Guidelines for the setup and operation of an inductively coupled plasma mass spectrometer”.
Приготовление растворовSolution preparation
1. Основной многоэлементный стандартный образец с концентрацией массовых концентраций анализируемых элементов 10 мг/дм3.1. The main multi-element standard sample with a concentration of mass concentrations of the analyzed elements of 10 mg / DM 3 .
2. Раствор №1 с массовыми концентрациями ионов анализируемых элементов 100 мкг/дм3.2. Solution No. 1 with mass concentrations of ions of the analyzed elements of 100 μg / DM 3 .
Готовят из раствора основного многоэлементного стандартного образца с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мг/дм3.Prepared from a solution of the basic multi-element standard sample with mass concentrations of the analyzed elements of 10 mg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят автоматическим дозатором или пипеткой 0,5 см3 раствора основного многоэлементного стандартного образца с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мг/дм3 и доводят объем в колбе до метки 1%-м раствором азотной кислоты. Хранят 3-5 дней в полипропиленовых пробирках.Volumetric flask with 50 cm 3 of making a pipette or an automatic dispenser of 0.5 cm 3 of solution the main multi-element standard sample with mass analyzed elements concentrations of 10 mg / dm 3 and the volume in the flask to the mark with 1% solution of nitric acid. Store 3-5 days in polypropylene tubes.
3. Раствор №2 с массовыми концентрациями анализируемых элементов 50 мкг/дм3.3. Solution No. 2 with mass concentrations of the analyzed elements of 50 μg / DM 3 .
Готовят из раствора основного многоэлементного стандартного образца с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мг/дм3.Prepared from a solution of the basic multi-element standard sample with mass concentrations of the analyzed elements of 10 mg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят дозатором или пипеткой 0,5 см3 раствора основного многоэлементного стандартного образца с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мг/дм3 и доводят объем в колбе до метки 1%-м раствором азотной кислоты. Хранят 3-5 дней в полипропиленовых пробирках.Volumetric flask of 100 cm 3 is made pipette or dispenser 0.5 cm 3 of solution the main multi-element standard sample with mass analyzed elements concentrations of 10 mg / dm 3 and the volume in the flask to the mark with 1% solution of nitric acid. Store 3-5 days in polypropylene tubes.
4. Раствор №3 с массовыми концентрациями анализируемых элементов 10 мкг/дм3.4. Solution No. 3 with mass concentrations of the analyzed elements of 10 μg / DM 3 .
Готовят из раствора №1 с массовыми концентрациями анализируемых элементов 100 мкг/дм3.Prepared from solution No. 1 with mass concentrations of the analyzed elements of 100 μg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 50 см вносят дозатором или пипеткой 5 см3 раствора №1 и доводят объем в колбе до метки 1%-ым раствором азотной кислоты. Хранят 3-5 дней в полипропиленовых пробирках.In a volumetric flask with a capacity of 50 cm, add a dispenser or
5. Комплексный раствор внутреннего стандарта с массовыми концентрациями каждого элемента сравнения (германий, индий, тербий и могут быть и другие) 100 мкг/дм3.5. A complex solution of an internal standard with mass concentrations of each element of comparison (germanium, indium, terbium and there may be others) 100 μg / dm 3 .
Готовят из основного комплексного раствора с массовыми концентрациями элементов сравнения 10 мг/дм3.Prepared from the main complex solution with mass concentrations of the elements of comparison of 10 mg / DM 3 .
В мерную колбу вместимостью 50 см3 вносят дозатором или пипеткой 0,5 см3 основного комплексного раствора с массовыми концентрациями каждого элемента сравнения 10 мг/дм3 и доводят объем в колбе до метки 1%-м раствором азотной кислоты. Раствор хранят в полипропиленовой пробирке 2-3 дня.In a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 make a dispenser or pipette 0.5 cm 3 of the main complex solution with mass concentrations of each element of comparison of 10 mg / DM 3 and bring the volume in the flask to the mark with a 1% nitric acid solution. The solution is stored in a polypropylene tube for 2-3 days.
6. Комплексный раствор внутреннего стандарта с массовыми концентрациями каждого элемента сравнения (германий, индий, тербий) 1 мкг/дм3.6. An integrated internal standard solution with mass concentrations of each reference element (germanium, indium, terbium) 1 g / dm3.
0,5 см3 комплексного раствора внутреннего стандарта с массовыми концентрациями элементов сравнения 100 мкг/дм3 вносят дозатором или пипеткой в мерную колбу вместимостью 50 см3 и доводят объем 1%-м раствором азотной кислоты до метки. Переливают в полипропиленовую пробирку. Используют свежеприготовленным.0.5 cm 3 of a complex solution of an internal standard with mass concentrations of reference elements of 100 μg / dm 3 is pipetted or pipetted into a volumetric flask with a capacity of 50 cm 3 and the volume is adjusted with a 1% nitric acid solution to the mark. Pour into a polypropylene tube. Use freshly prepared.
7. Раствор азотной кислоты 1%-й.7. A solution of
Отмеренные дозатором или пипеткой 4,7 см3 концентрированной азотной кислоты плотностью 1,415 г/см3 смешивают с 493 см3 деионизованной воды, отмеренной цилиндром. Хранят в полиэтиленовой посуде.Measured with a dispenser or pipette 4.7 cm 3 of concentrated nitric acid with a density of 1.415 g / cm 3 are mixed with 493 cm 3 of deionized water, measured by a cylinder. Store in a plastic container.
8. Настроечный раствор с массовыми концентрациями лития, магния, иттрия, церия, таллия, кобальта 1 мкг/дм3. Применяют без дополнительных процедур подготовки.8. A tuning solution with mass concentrations of lithium, magnesium, yttrium, cerium, thallium,
Построение градуировочного графика производят с использованием растворов, приведенных в таблице 1.The construction of the calibration schedule is performed using the solutions shown in table 1.
Градуировочную характеристику устанавливают ежедневно на приготовленных градуировочных растворах. Рабочую серию, состоящую из 5-6 растворов, готовят непосредственно перед использованием путем разведения рабочих растворов определяемых элементов и комплексного раствора, содержащего элементы сравнения (внутренний стандарт) тербий, индий, германий (таблица 1).The calibration characteristic is set daily on the prepared calibration solutions. A working series consisting of 5-6 solutions is prepared immediately before use by diluting the working solutions of the elements to be determined and a complex solution containing comparison elements (internal standard) of terbium, indium, germanium (table 1).
Определение градуировочной зависимости, обработка и хранение результатов градуировки выполняются программным обеспечением масс-спектрометра.Determination of the calibration dependence, processing and storage of calibration results are performed by the mass spectrometer software.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.The proposed method is as follows.
- Производят отбор проб крови в химически чистые пробирки с добавлением антикоагулянта (гепарин) или в вакуумные пробирки с внесенным антикоагулянтом.- Blood samples are taken in chemically clean tubes with the addition of an anticoagulant (heparin) or in vacuum tubes with an anticoagulant added.
- Далее проводят подготовку проб крови способом кислотного растворения как наиболее оптимальным при проведении рутинного клинического анализа. Для этого пробу крови объемом 0,1 см (или 0,2 см3) дозатором вносят в конические градуированные пробирки из полипропилена вместимостью 15 см3, дозатором добавляют 0,1 см3 комплексного раствора внутреннего стандарта тербия, индия, германия с массовой концентрацией каждого элемента сравнения 100 мкг/дм3 и добавляют 0,2 см3 (или 0,4 см3) концентрированной азотной кислоты плотностью 1,415 г/см3. Пробирку закрывают крышкой, взбалтывают и нагревают на водяной бане при температуре (65-70)°C до гомогенизации, преимущественно, 45-60 мин. Затем доводят до 10 см3 деионизованной водой, центрифугируют 10 мин со скоростью 2700-3000 об/мин. На этом этап пробоподготовки закончен.- Then, blood samples are prepared by the method of acid dissolution as the most optimal during routine clinical analysis. For this, a blood sample with a volume of 0.1 cm (or 0.2 cm 3 ) is dispensed into a tapered graduated polypropylene tube with a capacity of 15 cm 3 , 0.1 cm 3 of a complex solution of the internal standard of terbium, indium, germanium with a mass concentration of each the comparison element is 100 μg / dm 3 and 0.2 cm 3 (or 0.4 cm 3 ) of concentrated nitric acid with a density of 1.415 g / cm 3 is added. The tube is closed with a lid, shaken and heated in a water bath at a temperature of (65-70) ° C until homogenization, mainly 45-60 minutes. Then it is brought to 10 cm 3 with deionized water, centrifuged for 10 minutes at a speed of 2700-3000 rpm. At this stage, the sample preparation is completed.
- Подготовленную для анализа пробу переносят в пробирку автоматического пробоотборника масс-спектрометра и для проведения измерений массовых концентраций химических элементов: кадмия, свинца, мышьяка, хрома, никеля, меди, цинка, марганца, ванадия, стронция, селена, таллия. Причем проведение измерений в подготовленной пробе содержания конкретного металла в масс-спектрометре проводят с использованием реакционно/столкновительной ячейки при пропускании через нее гелия в качестве газа-реактанта со скоростью 4,5-5,0 см3/мин.- A sample prepared for analysis is transferred to a test tube of an automatic sampler of a mass spectrometer and for measuring mass concentrations of chemical elements: cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium. Moreover, the measurements in the prepared sample of the content of a particular metal in the mass spectrometer are carried out using a reaction / collision cell while passing helium through it as a reactant gas at a speed of 4.5-5.0 cm 3 / min.
При реализации предлагаемого способа готовят две параллельные пробы крови, одновременно готовят холостую пробу. Можно еще приготовить и контрольную (проверочную) пробу. В качестве указанной контрольной пробы могут служить пробы крови с известной концентрацией (например, аттестованные образцы крови SERONORM (Норвегия)) или пробы с добавкой известного количества определяемого элемента.When implementing the proposed method, two parallel blood samples are prepared, while a blank sample is prepared. You can also prepare a control (verification) sample. As the specified control sample can serve blood samples with a known concentration (for example, certified blood samples SERONORM (Norway)) or samples with the addition of a known amount of the determined element.
Для каждой серии измерений готовят не менее двух холостых проб, повторяя процедуру подготовки проб, содержащих все компоненты, кроме исследуемой пробы. При этом используют посуду из той же партии, которая используется для анализа, и добавляют реактивы, что и в анализируемых пробах.At least two blank samples are prepared for each series of measurements, repeating the procedure for preparing samples containing all components except the test sample. In this case, utensils from the same batch that is used for analysis are used, and reagents are added as in the analyzed samples.
Массовая концентрация внутреннего стандарта в комплексном растворе должна быть одинаковой в градуировочных растворах, в анализируемых и в холостых пробах.The mass concentration of the internal standard in the complex solution should be the same in calibration solutions, in the analyzed and in blank samples.
При измерении свинца и таллия в качестве внутреннего стандарта рекомендуется использовать тербий, при определении кадмия - индий или тербий, при определении остальных элементов - германий.When measuring lead and thallium, it is recommended to use terbium as an internal standard, when determining cadmium - indium or terbium, and when determining the remaining elements - germanium.
При измерении растворов проб с массовой концентрацией выше 25 мкг/дм3 для таллия и свинца и 50 мкг/дм3 для остальных элементов в преимущественном варианте рекомендуется провести дополнительное разбавление пробы деионизованной водой, учитывая данное разбавление при вычислении результатов (коэффициент К).When measuring sample solutions with a mass concentration above 25 μg / dm 3 for thallium and lead and 50 μg / dm 3 for other elements, it is preferable to additionally dilute the sample with deionized water, taking into account this dilution when calculating the results (coefficient K).
Концентрацию химических элементов в пробе крови определяют с использованием градуировочного графика.The concentration of chemical elements in a blood sample is determined using a calibration graph.
Результат определения представляется как среднее из измерений двух параллельных проб.The result of the determination is presented as the average of the measurements of two parallel samples.
Массовую концентрацию определяемого элемента в крови рассчитывают по формуле:The mass concentration of the determined element in the blood is calculated by the formula:
где Where
C - массовая концентрация определяемого элемента в крови, мкг/дм3;C is the mass concentration of the determined element in the blood, mcg / dm 3 ;
- среднее значение (определено по градуировочному графику) массовой концентрации элемента в растворе пробы крови, мкг/дм3; - the average value (determined by the calibration graph) of the mass concentration of the element in the blood sample solution, mcg / dm 3 ;
- среднее значение (определено по градуировочному графику) массовой концентрации элемента в растворе холостой пробы, мкг/дм3; - the average value (determined by the calibration graph) of the mass concentration of the element in the solution of blank sample, µg / DM 3 ;
К - коэффициент разбавления;K is the dilution coefficient;
V1 - объем пробы, полученный в результате пробоподготовки, дм3;V 1 - sample volume obtained as a result of sample preparation, dm 3 ;
V0 - объем пробы крови, взятой для анализа, дм3.V 0 - the volume of a blood sample taken for analysis, dm 3 .
Полученные результаты, на примере измерений таллия и ванадия в крови (рабочая проба) предлагаемым способом, приведены в таблицах 2 и 3 (по этим значениям рассчитывают показатели повторяемости и воспроизводимости результатов). Одновременно по результатам определений (Xn) у указанных металлов, приведенным в таблицах 2 и 3 соответственно, можно судить о чувствительности метода (получены значения вблизи нижней границы диапазона).The results obtained, on the example of measurements of thallium and vanadium in the blood (working sample) of the proposed method, are shown in tables 2 and 3 (indicators of repeatability and reproducibility of the results are calculated from these values). At the same time, according to the results of the determinations (X n ) for these metals given in Tables 2 and 3, respectively, one can judge the sensitivity of the method (values obtained near the lower end of the range).
Для расчета относительной погрешности предлагаемого способа использовали способ «введено-найдено».To calculate the relative error of the proposed method used the method of "entered-found."
Для этого проводят анализ проб крови с добавлением в них определенного количества анализируемого компонента (добавка составляет 50-150% от найденной концентрации металла в рабочей пробе), в данном примере таллия и ванадия, для выяснения правильности и точности заявляемого способа (относительная погрешность). Полученные результаты измерений таллия и ванадия в подготовленной пробе с его добавкой в пробу крови приведены в таблицах 4 и 5 соответственно. В данном примере величина добавки таллия в пробу крови была равна 0,05 мкг/дм3, добавка ванадия 0,5 мкг/дм3. Среднее обнаруженное значение внесенной добавки таллия составило 0,057 мкг/дм3, добавки ванадия - 0,49 мкг/дм3.To do this, an analysis of blood samples is carried out with the addition of a certain amount of the analyzed component (the additive is 50-150% of the found metal concentration in the working sample), in this example thallium and vanadium, to determine the correctness and accuracy of the proposed method (relative error). The obtained measurement results of thallium and vanadium in the prepared sample with its addition to the blood sample are shown in tables 4 and 5, respectively. In this example, the amount of thallium supplementation in the blood sample was 0.05 μg / dm 3 , and the addition of vanadium was 0.5 μg / dm 3 . The average detected value of the added thallium additive was 0.057 μg / dm 3 , and the addition of vanadium was 0.49 μg / dm 3 .
Данные, приведенные в таблицах 4 и 5, показывают, что предлагаемый способ характеризуется высокой точностью и правильностью анализа.The data shown in tables 4 and 5 show that the proposed method is characterized by high accuracy and accuracy of analysis.
Также в ходе лабораторных испытаний предлагаемого способа были установлены следующие его характеристики: диапазон измерений 12-ти элементов в крови, значения показателей точности, правильности, повторяемости и внутрилабораторной прецизионности. Полученные данные приведены в таблице 6.Also, during laboratory tests of the proposed method, the following characteristics were established: the measurement range of 12 elements in the blood, the values of accuracy, correctness, repeatability and intralaboratory precision. The data obtained are shown in table 6.
Приведенные в таблице 6 данные показывают, что предлагаемый способ позволяет с высокой точностью определять в крови 12 химических элементов в диапазоне концентраций 0,05-15000 мкг/дм3. Чувствительность заявляемого способа позволяет обнаружить низкие концентрации, в том числе на уровне референтных значений, а также высокие концентрации, связанные с интоксикацией организма химическими элементами указанных металлов.The data shown in table 6, the data show that the proposed method allows with high accuracy to determine 12 chemical elements in the blood in a concentration range of 0.05-15000 μg / DM 3 . The sensitivity of the proposed method allows to detect low concentrations, including at the level of reference values, as well as high concentrations associated with intoxication of the body with chemical elements of these metals.
В ходе лабораторных испытаний также проводили контроль результатов анализа реальных проб крови путем сопоставления со стандартными образцами крови SERONORM® L1, L2, L3 (Норвегия).During laboratory tests, the results of analysis of real blood samples were also monitored by comparison with standard blood samples SERONORM® L1, L2, L3 (Norway).
Результаты определения 12 элементов в стандартных образцах крови SERONORM уровня L1 и L2 (количество параллельных опытов n=5) приведены на Рис. 1. и Рис. 2. На Рис. 1 приведены результаты определения кадмия, свинца, мышьяка, хрома, никеля, меди, цинка, марганца, ванадия, стронция, селена, таллия в % относительно сертифицированных значений в образцах крови SERONORM уровня L1, на Рис. 2 - результаты определения кадмия, свинца, мышьяка, хрома, никеля, меди, цинка, марганца, ванадия, стронция, селена, таллия в % относительно сертифицированных значений в образцах крови SERONORM уровня L2.The results of determining 12 elements in standard blood samples of SERONORM level L1 and L2 (the number of parallel experiments n = 5) are shown in Fig. 1. and Fig. 2. In Fig. Figure 1 shows the results of the determination of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in% relative to the certified values in blood samples of SERONORM level L1, in Fig. 2 - results of determination of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in% relative to the certified values in blood samples SERONORM level L2.
Из представленных на Рис. 1 и 2 диаграмм видно, что содержание 12-ти химических элементов в сертифицированных пробах крови SERONORM уровней L1 и L2 соответствует диапазону установленных заявляемым способом их концентраций в реальных пробах крови, что доказывает точность предлагаемого способа.From those presented in Fig. 1 and 2 of the diagrams it can be seen that the content of 12 chemical elements in the certified SERONORM blood samples of levels L1 and L2 corresponds to the range of their concentrations in real blood samples established by the claimed method, which proves the accuracy of the proposed method.
В ходе лабораторных испытаний устанавливали влияние использования стандартного режима и использование реакционно/столкновительной ячейки при пропускании через нее гелия в качестве газа-реактанта со скоростью 4,5-5,0 см3/мин на результат анализа аттестованных проб крови на примере определения ванадия (таблица 7) и влияние различных элементов сравнения (тербия, индия, германия) комплексного раствора внутреннего стандарта на результат анализа аттестованных проб крови на примере определения ванадия, кадмия, свинца (таблица 8).In the course of laboratory tests, the effect of using the standard mode and the use of the reaction / collision cell when passing helium through it as a reactant gas at a rate of 4.5-5.0 cm 3 / min on the result of the analysis of certified blood samples using the example of determining vanadium was established (table 7) and the effect of various comparison elements (terbium, indium, germanium) of a complex solution of an internal standard on the result of the analysis of certified blood samples using the example of determination of vanadium, cadmium, lead (table 8).
Данные, приведенные в таблице 7, показывают, что погрешность определения содержания металлов (на примере ванадия для различных концентраций) в аттестованном образце с применением реакционно/столкновительной ячейки и внутреннего стандарта (элемент сравнения Ge) значительно ниже, чем при работе в стандартном режиме.The data shown in Table 7 show that the error in determining the metal content (for example, vanadium for various concentrations) in a certified sample using a reaction / collision cell and an internal standard (Ge reference element) is significantly lower than when operating in standard mode.
Данные, приведенные в таблице 8, показывают значение выбранного внутреннего стандарта (элемента сравнения) на результат анализа аттестованного образца крови. Из таблицы видно, что, например, при измерении кадмия более эффективно (снижение значений погрешности анализа) использовать индий или тербий, при измерении свинца (особенно для низких концентраций) - тербий по сравнению с германием, а для ванадия - германий по сравнению с индием и тербием.The data shown in table 8 show the value of the selected internal standard (element of comparison) on the result of the analysis of a certified blood sample. The table shows that, for example, when measuring cadmium it is more efficient (reducing the values of the analysis error) to use indium or terbium, when measuring lead (especially for low concentrations) - terbium compared to germanium, and for vanadium - germanium compared to indium and terbium.
В таблице 9 приведены условия реализации предлагаемого способа в реакционном режиме с применением гелия в качестве газа-реактанта с использованием реакционно/столкновительной ячейки. При этом перед проведением анализа, необходимо чтобы газ-реактант заполнил все подающие пути и реакционную ячейку, установить скорость потока гелия 10 мл/мин и оставить прибор на 30 минут для стабилизации, после чего можно проводить измерение аналитического сигнала.Table 9 shows the conditions for the implementation of the proposed method in a reaction mode using helium as a reactant gas using a reaction / collision cell. In this case, before analysis, it is necessary that the reactant gas fill all the supply paths and the reaction cell, set the helium flow rate to 10 ml / min and leave the device for 30 minutes to stabilize, after which the analytical signal can be measured.
Метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой ICP-MS обладает высокой селективностью, однако при анализе биообъектов сложного состава могут возникнуть интерференционные влияния (полиатомные наложения). Естественное содержание хлорид-ионов в составе биосубстратов обуславливает интерференционное наложение хлорид ионов ClO+ при определении ионов ванадия V51, ионов ArCl+ при определении мышьяка As75. Плазмообразующие газы также могут вызывать полиатомные помехи: определению ионов селена Se80 мешает наложение сигналов дважды заряженного иона аргона , ионам хрома Cr52-40Ar12C+ и 36Ar16O+. Такие помехи и устраняются предлагаемым способом с помощью реакционно-столкновительной обработки экстрагируемой плазмы. Для этого устанавливали оптимальную скорость потока газа - гелия, заполняющего реакционно/столкновительную ячейку. Полученные данные приведены на Рис. 1, 2, 3 и 4. На указанных рисунках представлено графическое изображение зависимости интенсивности аналитических сигналов определяемых ионов, а также мешающих их определению полиатомных ионов от скорости потока гелия: Рис. 3 - определение ионов ванадия; Рис. 4 - определение ионов мышьяка.The inductively coupled plasma mass spectrometry method ICP-MS is highly selective, but interference analysis (polyatomic overlays) may occur when analyzing bioobjects of complex composition. The natural content of chloride ions in the composition of biosubstrates determines the interference superposition of chloride ions ClO + when determining vanadium ions V 51 , ArCl + ions when determining arsenic As 75 . Plasma-forming gases can also cause polyatomic interference: the detection of doubly charged argon ions interferes with the determination of Se 80 selenium ions , chromium ions Cr 52 - 40 Ar 12 C + and 36 Ar 16 O + . Such interference is eliminated by the proposed method using reaction-collision processing of the extracted plasma. For this, the optimal gas flow rate was determined - helium filling the reaction / collision cell. The data obtained are shown in Fig. 1, 2, 3, and 4. The figures show a graphical representation of the dependence of the intensity of the analytical signals of the ions being determined, as well as the interfering determination of the polyatomic ions on the helium flow rate: Fig. 3 - determination of vanadium ions; Fig. 4 - determination of arsenic ions.
Анализ приведенного графического изображения на Рис. 3 и Рис. 4 показывает, что при скорости потока газа-реактанта - гелия, 2-3 см3/мин разделения не происходит. Оптимальное подавление мешающего влияния без потери чувствительности при определении металлов предлагаемым способом происходит при скорости потока гелия 4,5-5,0 см3/мин. Необходимо отметить, что такое добавление гелия в плазмообразующий газ приводит к минимизации интенсивности полиатомных ионов из группы , 40Ar12C+ и 36Ar16O+.The analysis of the given graphic image in Fig. 3 and Fig. 4 shows that at a flow rate of the reactant gas - helium, 2-3 cm 3 / min separation does not occur. Optimal inhibition interfering effect without loss of sensitivity in the determination of metals by the proposed method takes place at a helium flow rate of 4.5-5.0 cm 3 / min. It should be noted that such an addition of helium to a plasma-forming gas minimizes the intensity of polyatomic ions from the group , 40 Ar 12 C + and 36 Ar 16 O + .
В таблице 10 приведены рекомендуемые элементы внутреннего сравнения для каждого измеряемого элемента, диапазоны измерения и массы изотопов, используемых при измерении.Table 10 shows the recommended elements of internal comparison for each measured element, the measurement ranges and the mass of isotopes used in the measurement.
Таблица 11 показывает различие при определении ванадия предлагаемым способом и методом прототипа.Table 11 shows the difference in the determination of vanadium by the proposed method and the prototype method.
Таким образом, заявляемый способ характеризуется следующими преимуществами перед известным:Thus, the claimed method is characterized by the following advantages over the known:
- более высокой точностью и чувствительностью;- higher accuracy and sensitivity;
- применением реакционной ячейки для эффективного устранения полиатомных и изобарных наложений;- the use of a reaction cell to effectively eliminate polyatomic and isobaric overlays;
- применением способа «внутреннего стандарта» для снижения транспортных помех, погрешностей подготовки проб, дрейфа чувствительности масс-спектрометра;- application of the “internal standard” method to reduce transport interference, sample preparation errors, sensitivity drift of the mass spectrometer;
- более простым способом подготовки проб, проходящим практически в одной пробирке, что снижает риск загрязнения пробы от посуды и возможные потери при необходимости переноса пробы, что также влияет на точность определения;- a simpler method of sample preparation, passing in almost one test tube, which reduces the risk of contamination of the sample from dishes and possible losses if it is necessary to transfer the sample, which also affects the accuracy of determination;
- проведена метрологическая аттестация для концентраций в диапазонах, характерных/возможных именно для цельной крови.- metrological certification was carried out for concentrations in the ranges characteristic / possible for whole blood.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123991/15A RU2585369C1 (en) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015123991/15A RU2585369C1 (en) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2585369C1 true RU2585369C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015123991/15A RU2585369C1 (en) | 2015-06-19 | 2015-06-19 | Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2585369C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649136C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method for gold and cobalt alloying additives determination in semiconductor materials based on tin dioxide |
RU2696011C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-07-30 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью | Method of determining blood content of rare-earth elements: yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
CN110082465A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-02 | 沈阳和合医学检验所有限公司 | A method of measurement people's Pb in Blood, cadmium content |
CN112730591A (en) * | 2021-01-25 | 2021-04-30 | 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 | Sampling and testing method for determining content of trace impurity elements in high-purity germanium tetrafluoride |
RU2808059C1 (en) * | 2023-08-11 | 2023-11-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се | Method for creation of standard calibration samples of chemical elements in the form of dry films for laser spectrometry of biological samples |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1497569A1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-07-30 | Московский научно-исследовательский институт гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана | Method of determining content of heavy metals in blood |
SU1702322A1 (en) * | 1988-06-17 | 1991-12-30 | Научно-Исследовательский Институт Краевой Патологии | Method of heavy metals determination in the biological fluids |
SU1735774A1 (en) * | 1989-10-17 | 1992-05-23 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method for determining heavy metals in biologic objects |
RU2184973C1 (en) * | 2001-05-24 | 2002-07-10 | Пермский научно-исследовательский клинический институт детской экопатологии | Method to determine the content of hard metals in whole blood |
RU2336532C2 (en) * | 2006-05-24 | 2008-10-20 | Федеральное государственное учреждение науки "Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method of person's blood test for ecologically safe heavy metals content |
-
2015
- 2015-06-19 RU RU2015123991/15A patent/RU2585369C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1497569A1 (en) * | 1988-03-17 | 1989-07-30 | Московский научно-исследовательский институт гигиены им.Ф.Ф.Эрисмана | Method of determining content of heavy metals in blood |
SU1702322A1 (en) * | 1988-06-17 | 1991-12-30 | Научно-Исследовательский Институт Краевой Патологии | Method of heavy metals determination in the biological fluids |
SU1735774A1 (en) * | 1989-10-17 | 1992-05-23 | Томский политехнический институт им.С.М.Кирова | Method for determining heavy metals in biologic objects |
RU2184973C1 (en) * | 2001-05-24 | 2002-07-10 | Пермский научно-исследовательский клинический институт детской экопатологии | Method to determine the content of hard metals in whole blood |
RU2336532C2 (en) * | 2006-05-24 | 2008-10-20 | Федеральное государственное учреждение науки "Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека | Method of person's blood test for ecologically safe heavy metals content |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Методические указания. МУК 4.1.1483-03 Определение содержания химических элементов в диагностируемых биосубстратах, препаратах и биологически активных добавках методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой. Введены в действие 30.06.2003. Разделы 4, 9-12, 14. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2649136C1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-03-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Method for gold and cobalt alloying additives determination in semiconductor materials based on tin dioxide |
RU2696011C1 (en) * | 2019-05-06 | 2019-07-30 | Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью | Method of determining blood content of rare-earth elements: yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium by mass spectrometry with inductively coupled plasma |
CN110082465A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-02 | 沈阳和合医学检验所有限公司 | A method of measurement people's Pb in Blood, cadmium content |
CN112730591A (en) * | 2021-01-25 | 2021-04-30 | 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 | Sampling and testing method for determining content of trace impurity elements in high-purity germanium tetrafluoride |
CN112730591B (en) * | 2021-01-25 | 2023-12-22 | 云南临沧鑫圆锗业股份有限公司 | Sampling and testing method for measuring content of trace impurity elements in high-purity germanium tetrafluoride |
RU2808059C1 (en) * | 2023-08-11 | 2023-11-22 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова Министерства здравоохранения Российской Федерации (Сеченовский университет) (ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И.М. Сеченова Минздрава России (Се | Method for creation of standard calibration samples of chemical elements in the form of dry films for laser spectrometry of biological samples |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2585369C1 (en) | Method of determining content of cadmium, lead, arsenic, chromium, nickel, copper, zinc, manganese, vanadium, strontium, selenium, thallium in blood by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
CN105784831A (en) | Method for detecting trace elements in human body whole blood through inductively coupled plasma mass spectrometry method | |
Jarrett et al. | Eliminating molybdenum oxide interference in urine cadmium biomonitoring using ICP-DRC-MS | |
Field et al. | Direct determination of ultra-trace levels of metals in fresh water using desolvating micronebulization and HR-ICP-MS: application to Lake Superior waters | |
RU2627854C1 (en) | Method of quantitative determination of aluminium, vanadium, tungsten, iron, cadmium, cobalt, magnesium, manganese, copper, nickel, lead, strontium, titanium, chrome, zinc in atmospheric air by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
CN103323412B (en) | Thiocyanate spectrophotometry method for detecting iron content of high-temperature alloy | |
Pacquette et al. | Determination of total iodine in infant formula and nutritional products by inductively coupled plasma/mass spectrometry: single-laboratory validation | |
CN103063732A (en) | Method for measuring contents of chromium, nickel, arsenic, selenium, cadmium, mercury and lead in urine | |
Nixon et al. | Evaluation of a tunable bandpass reaction cell for an inductively coupled plasma mass spectrometer for the determination of chromium and vanadium in serum and urine | |
RU2738166C1 (en) | Method of measuring weight concentrations of arsenic, cadmium, lead, mercury in meat and meat-containing products by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
CN113866255B (en) | Inductively coupled plasma mass spectrometry detection of 10 elements in peripheral blood | |
Galusha et al. | Ultra-trace element analysis of human follicular fluid by ICP-MS/MS: pre-analytical challenges, contamination control, and matrix effects | |
CN112540116B (en) | Method for detecting six trace elements in whole blood by using internal standard combined solution | |
Dede | A case study for measurement uncertainty of heavy metal analysis in drinking water with inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) | |
RU2466096C1 (en) | Method of determining concentration of vanadium in atmospheric air by inductively coupled plasma mass spectrometry (versions) | |
RU2696011C1 (en) | Method of determining blood content of rare-earth elements: yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium and lutetium by mass spectrometry with inductively coupled plasma | |
CN113984872B (en) | Inductively coupled plasma mass spectrometry detection of 10 elements in peripheral blood | |
CN111122463A (en) | Arsenic-free detection method for iodide ions in trace serum sample for individual iodine nutrition evaluation | |
Yang et al. | Determination of vanadium in biological fluids using HR-ICP-MS | |
Bamonti et al. | Accurate high throughput quantification of selenium in biological samples–the potential of combining isotope dilution ICP-tandem mass spectrometry with flow injection | |
US20240085358A1 (en) | Method for detecting adsorption performance of microplastics for heavy metals using low-field nmr relaxation method | |
Kruger et al. | Trace elements in human follicular fluid: development of a sensitive multielement ICP-MS method for use in biomonitoring studies | |
Vanhoe et al. | Determination of lithium in biological samples by inductively coupled plasma mass spectrometry | |
CN104713834B (en) | A kind of quantitative approach of atomic spectrograph | |
CN106168610A (en) | Fluorimetric HPLC measures the method for concentration of Clozapine in blood plasma |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170620 |