RU2808907C1 - Способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей, в мокроте человека - Google Patents
Способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей, в мокроте человека Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808907C1 RU2808907C1 RU2022135139A RU2022135139A RU2808907C1 RU 2808907 C1 RU2808907 C1 RU 2808907C1 RU 2022135139 A RU2022135139 A RU 2022135139A RU 2022135139 A RU2022135139 A RU 2022135139A RU 2808907 C1 RU2808907 C1 RU 2808907C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- sputum
- mass concentration
- elements
- calibration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 206010036790 Productive cough Diseases 0.000 title claims abstract description 71
- 210000003802 sputum Anatomy 0.000 title claims abstract description 71
- 208000024794 sputum Diseases 0.000 title claims abstract description 71
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 12
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 claims abstract description 7
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000012482 calibration solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000008275 solid aerosol Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004807 desolvation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 11
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- 210000003296 saliva Anatomy 0.000 description 7
- 239000006161 blood agar Substances 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 4
- 210000000621 bronchi Anatomy 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 4
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 4
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 3
- 239000007330 chocolate agar Substances 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthine Chemical compound O=C1NC(=O)NC2=C1NC=N2 LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N Histamine Chemical compound NCCC1=CN=CN1 NTYJJOPFIAHURM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006154 MacConkey agar Substances 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N Thymidine Chemical compound O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N 0.000 description 2
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N adenosine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 aromatic amino acids Chemical class 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 2
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 239000006199 nebulizer Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 2
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UHDGCWIWMRVCDJ-UHFFFAOYSA-N 1-beta-D-Xylofuranosyl-NH-Cytosine Natural products O=C1N=C(N)C=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 UHDGCWIWMRVCDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 2-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589291 Acinetobacter Species 0.000 description 1
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 1
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010001478 Bacitracin Proteins 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N Beta-D-1-Arabinofuranosylthymine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1C(O)C(O)C(CO)O1 DWRXFEITVBNRMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000009079 Bronchial Spasm Diseases 0.000 description 1
- 208000014181 Bronchial disease Diseases 0.000 description 1
- 206010006482 Bronchospasm Diseases 0.000 description 1
- 239000002126 C01EB10 - Adenosine Substances 0.000 description 1
- 241000222122 Candida albicans Species 0.000 description 1
- 108010065152 Coagulase Proteins 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHDGCWIWMRVCDJ-PSQAKQOGSA-N Cytidine Natural products O=C1N=C(N)C=CN1[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O1 UHDGCWIWMRVCDJ-PSQAKQOGSA-N 0.000 description 1
- LEVWYRKDKASIDU-QWWZWVQMSA-N D-cystine Chemical compound OC(=O)[C@H](N)CSSC[C@@H](N)C(O)=O LEVWYRKDKASIDU-QWWZWVQMSA-N 0.000 description 1
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000305071 Enterobacterales Species 0.000 description 1
- 241000588921 Enterobacteriaceae Species 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 206010018910 Haemolysis Diseases 0.000 description 1
- 241000606790 Haemophilus Species 0.000 description 1
- 241000606768 Haemophilus influenzae Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000032923 Lobar pneumonia Diseases 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588655 Moraxella catarrhalis Species 0.000 description 1
- 206010035664 Pneumonia Diseases 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010059993 Vancomycin Proteins 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 1
- 229960005305 adenosine Drugs 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000011203 antimicrobial therapy Methods 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229960003071 bacitracin Drugs 0.000 description 1
- 229930184125 bacitracin Natural products 0.000 description 1
- CLKOFPXJLQSYAH-ABRJDSQDSA-N bacitracin A Chemical compound C1SC([C@@H](N)[C@@H](C)CC)=N[C@@H]1C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]1C(=O)N[C@H](CCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N[C@@H](CC=2N=CNC=2)C(=O)N[C@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)NCCCC1 CLKOFPXJLQSYAH-ABRJDSQDSA-N 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940124748 beta 2 agonist Drugs 0.000 description 1
- IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N beta-L-thymidine Natural products O=C1NC(=O)C(C)=CN1C1OC(CO)C(O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical compound NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 229940095731 candida albicans Drugs 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 230000036755 cellular response Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000019219 chocolate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 229960003067 cystine Drugs 0.000 description 1
- UHDGCWIWMRVCDJ-ZAKLUEHWSA-N cytidine Chemical compound O=C1N=C(N)C=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O1 UHDGCWIWMRVCDJ-ZAKLUEHWSA-N 0.000 description 1
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 239000010200 folin Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008588 hemolysis Effects 0.000 description 1
- 230000002949 hemolytic effect Effects 0.000 description 1
- 229960001340 histamine Drugs 0.000 description 1
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003834 intracellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003859 lipid peroxidation Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 210000003928 nasal cavity Anatomy 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- SUWZHLCNFQWNPE-LATRNWQMSA-N optochin Chemical compound C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 SUWZHLCNFQWNPE-LATRNWQMSA-N 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 210000003695 paranasal sinus Anatomy 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910001414 potassium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009101 premedication Methods 0.000 description 1
- 230000000770 proinflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 208000023504 respiratory system disease Diseases 0.000 description 1
- 239000012449 sabouraud dextrose agar Substances 0.000 description 1
- 150000003873 salicylate salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 1
- 229940104230 thymidine Drugs 0.000 description 1
- 231100000701 toxic element Toxicity 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229940035893 uracil Drugs 0.000 description 1
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N vancomycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=C2C=C3C=C1OC1=CC=C(C=C1Cl)[C@@H](O)[C@H](C(N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@H]3C(=O)N[C@H]1C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](C3=CC(O)=CC(O)=C3C=3C(O)=CC=C1C=3)C(O)=O)=O)[C@H](O)C1=CC=C(C(=C1)Cl)O2)=O)NC(=O)[C@@H](CC(C)C)NC)[C@H]1C[C@](C)(N)[C@H](O)[C@H](C)O1 MYPYJXKWCTUITO-LYRMYLQWSA-N 0.000 description 1
- 229960003165 vancomycin Drugs 0.000 description 1
- MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N vancomycin Natural products O1C(C(=C2)Cl)=CC=C2C(O)C(C(NC(C2=CC(O)=CC(O)=C2C=2C(O)=CC=C3C=2)C(O)=O)=O)NC(=O)C3NC(=O)C2NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(CC(C)C)NC)C(O)C(C=C3Cl)=CC=C3OC3=CC2=CC1=C3OC1OC(CO)C(O)C(O)C1OC1CC(C)(N)C(O)C(C)O1 MYPYJXKWCTUITO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229940075420 xanthine Drugs 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей в мокроте человека. Способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей в мокроте человека заключается в том, что осуществляют отбор проб индуцированной мокроты у пациента, после чего гомогенизируют пробу мокроты с использованием диспергатора, обеспечивающего разрушение мембран клеток и извлечение твердых частиц аэрозоля из биологической матрицы анализируемой пробы, уравновешивают анализируемые частицы в обработанной пробе в интенсивных ультразвуковых волнах, проводят фракционное разделение респирабельных аэрозольных частиц, устанавливают инструментальные параметры определения элементов, проводят процедуру десольватации градуировочных растворов и пробы в водном растворе 1%-ной азотной кислоты, строят градуировочную зависимость I = f(C), проводят процесс измерения методом ISP-MS c октопольной реакционной ячейкой, определяют массовую концентрацию элементов по градуировочным зависимостям I = f(C) в мкг/дм3, рассчитывают массовую концентрацию элементов в единичной пробе в мкг/дм3, рассчитывают массовую концентрацию элементов X в единичной пробе в мкг/дм3 по формуле:
,
где Сэлемента – массовая концентрация элемента в разбавленном растворе обработанной пробы индуцированной мокроты в 5 см3, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Схол – массовая концентрация элемента в холостой пробе, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Vобр – объем раствора обработанной пробы – 10 см3, см3; Vмокроты – объем анализируемой пробы индуцированной мокроты, взятый для анализа – от 1 до 3 см3, см3; 2,5 – коэффициент разбавления обработанной пробы; η – кратность разбавления раствора обработанной пробы – коэффициент разбавления. Вышеописанное изобретение позволяет определять элементный состав содержащегося в респирабельной фракции аэрозоля в мокроте человека методом ORS-ISP-MS с заданной точностью в единицах величин, допущенных к применению в Российской Федерации. 3 ил., 2 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения концентрации элементов в мокроте человека организациями, осуществляющими деятельность в области профпатологии и экологии человека.
Мокрота – это отделяемый из легких и дыхательных путей (трахеи и бронхов) патологический секрет трахеобронхиального дерева с примесью слюны и секрета слизистой оболочки полости носа и придаточных пазух носа. Данный секрет обладает бактерицидным эффектом, способствует выведению вдыхаемых мелких частиц и очищению бронхов. Любой процесс в легких, бронхах, трахее вызывает изменение биохимических свойств и клеточного состава мокроты. Исследование мокроты имеет большое диагностическое значение.
Известен способ анализа мокроты для выявления инфекций нетуберкулезной этиологии (J. Vandepitte, K. Engbaek, P. Piol, C.C. Heuck. Basic laboratory procedures in clinical bacteriology. World Health Organization Geneva. 1991. 132 p). Метод анализа заключается в макроскопическом описании характеристик мокроты (гнойная, слизисто-гнойная, с прожилками крови и т.д.) и микроскопическом исследовании. При микроскопическом исследовании пробу мокроты используют для приготовления мазка, который окрашивают специальными красителями, позволяющими сделать бактерии видимыми при помощи микроскопа. Результаты микроскопического исследования, окрашенного мазка мокроты по Граму, могут быть использованы для выбора антимикробной терапии при респираторных заболеваниях. Далее приведены возможные варианты ответов: грамположительные диплококки, окруженные пространством из не прокрашенных капсул (предположительно S. pneumoniae); мелкие грамотрицательные кокки (возможно, Н.influenzae); грамотрицательные диплококки, интрацеллюлярно или экстрацеллюлярно (предположительно В.саtarrhalis); грамположительные кокки в виде виноградной грозди (предположительно S.aureus); грамотрицательные палочки (предположительно энтеробактерий или Pseudomonas spp.); большие грамположительные дрожжеподобные клетки, часто с мицелием (предположительно Candida spp.)
Очевидными недостатками при визуальном наблюдении по полю в биологический микроскоп являются кривизна и окраска в изображении элементов структур исследуемых объектов. Метод анализа имеет очень узкие назначение и область применения. На основании микроскопического исследования возможно сделать заключение только о наличии или отсутствии в биоматериале кислотоустойчивых микобактерий. К недостаткам метода можно также отнести его низкую чувствительность. Положительный результат может быть получен только при значительном содержании микробных тел в мокроте: от 50 тыс. микробных клеток в 1 см3 (H.L. David, Bacteriology of mycobacterioses. Atlanta, USA, 1996). Этот метод не позволяет идентифицировать элементный состав биологического материала. Результат микроскопического анализа носит предварительный характер и требует дополнительных исследований.
Известен способ культивирования проб мокроты (Heineman H.S., Radano R.R. Acceptability and cost savings of selective sputum microbiology in a community teaching hospital. Journal of clinical microbiology. 1979. № 10. P. 567 – 573). При культивировании проб мокроты применяют следующие среды для выделения: кровяной агар; шоколадный агар; агар Мак-Конки; среду Левенштейна-Йенсена; декстрозный агар Сабуро; селективный кровяной агар для Haemophilus (бацитрацин или ванкомицин). В качестве реагентов для идентификации используют: диск с оптохином; V и XV факторы; коагулазу плазмы. В результате культивирования обычно устанавливают такие объекты, как: плоские, бесцветные колонии с вогнутым центром и зоной зеленого (α) гемолиза могут быть образованы S.pneumoniae; очень мелкие подобные дождевым каплям колонии, растущие как негемолитические колонии-спутники на кровяном агаре, и значительно более крупные прозрачные колонии на шоколадном или обогащенном кровяном агаре предположительно образованы Н.influenzae; хрупкие, сухие, сероватые колонии как на кровяном, так и на шоколадном агаре могут свидетельствовать о наличии В.catarrhalis; колонии среднего размера с золотистым оттенком характерны для S.aureus; колонии на агаре Мак-Конки предполагают наличие микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae, или Pseudomonas spp., или Acinetobacter; белесые, круглые "волосистые" колонии на кровяном или шоколадном агаре могут свидетельствовать о наличии Candida albicans.
Недостатками способа являются специфичность области применения; высокие требования к качеству питательной среды; длительный срок инкубации (от 20 дней до 12 недель). Метод не относится к области аналитической химии и не может быть использован для определения концентрации элементов в мокроте.
Известен способ физико-химического исследования белка в мокроте методом Лоури (Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: В 2 т. Т.1 – 2-е изд. – Мн.: Беларусь, 2002. – 495 с.: ил.). В основе метода Лоури лежит реакция с реагентом Фолина-Чокалтеу, активным компонентом которого является комплекс «молибдат – вольфрамат – фосфорная кислота». Метод количественного определения белка, основан на измерении концентрации окрашенных продуктов, образующихся в результате сочетания двух химических реакций: биуретовой реакции на пептидную связь и взаимодействия реактива Фолина-Чиокалтеу с ароматическими аминокислотами – тирозином, триптофаном и другими, входящими в состав белковых молекул. Существенное увеличение белка в мокроте можно обнаружить при туберкулезе и крупозной пневмонии.
Недостатком метода является сравнительно невысокая специфичность. Многие присутствующие в анализируемых образцах вещества мешают определению белка с реактивом Фолина. К ним относятся мочевая кислота, гуанин, ксантин, фенолы (за исключением нитрофенола), аминокислоты (глицин, тирозин, гистидин, цистин), гидразин, сульфат аммония. Реакция развивается с аденином, аденозином, цитозином, цитидином, урацилом, тимидином. Определение белка методом Лоури затрудняют тиоловые соединения, углеводы, глицерин, детергенты, хелатные реактивы, дисульфидные реагенты, ионы калия, ацетилацетон, салицилаты, антибиотики, гистамин и другие физиологические амины. Присутствие в белковых препаратах продуктов перекисного окисления липидов также может дать значительную ошибку. Некоторые из веществ, используемые для приготовления буферных растворов, способны влиять на определение белка по Лоури. Так, широко распространенный трис-буфер, помимо образования неспецифического окрашенного соединения, подавляет взаимодействие реактива Лоури с белками. На результат определения сказывается влияние детергентов, используемых для солюбилизации белков. Таким образом, при использовании метода Лоури большое число различных соединений может исказить картину действительного содержания общего белка и его фракций.
Наиболее близким аналогом является способ определения химических элементов в слюне и лаваже методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS). Способ определения химических элементов в слюне и лаваже основан на введении исследуемого раствора с помощью перистальтического насоса в распылитель; превращении его в аэрозоль под воздействием потока аргона; перемещении аэрозоля в плазму через центральный канал плазменной горелки, где под воздействием высокой температуры (7000 – 8000 °К) вещества, содержащиеся в пробе, диссоциируют на атомы и ионизируются; образовании положительно заряженных ионов, которые проходят через систему ионной оптики в анализатор; фильтрации ионов по отношению массы к заряду (m/z); детектировании интенсивности ионного потока; регистрации сигнала с последующим определением массовой концентраций элементов по установленной градуировочной характеристике. При определении содержания химических элементов в слюне и лаваже выполняют следующие процедуры: соблюдают требования к безопасности проведения работ и к квалификации лиц, работающих на масс-спектрометре; соблюдают условия выполнения измерений; подготавливают лабораторную посуду; готовят реактивы, градуировочные растворы; подготавливают спектрометр к работе; выбирают алгоритм устранения мешающего влияния матричных компонентов пробы; строят градуировочную зависимость I = f(C); проводят процесс измерения; рассчитывают концентрацию элементов по градуировочной зависимости I = f(C); проводят внутренний оперативный контроль. Диапазон определения зависит от определяемых элементов. Нижний предел обнаружения токсичных элементов (кадмий, мышьяк, ртуть, свинец и хром) в слюне и лаваже составляет (1·10-4 – 5·10-4) мкг/г, верхний предел – от 5·10-1 до 10·101 мкг/г. Нижний предел обнаружения для элементов побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях составляет от 1·10-4 до 1·10-1 мкг/г, верхний предел – от 5·10-1 до 5·102 мкг/г. Нижний предел обнаружения для щелочных элементов (калий, литий, натрий) составляет от 1·10-4 до 1·101 мкг/г верхний предел – от 5·10-1 до 5·103 мкг/г. Для повышения точности измерений все диапазоны определения элементов разбиты на несколько поддиапазонов. Значения относительной погрешности измерений при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышают 50 % (Определение химических элементов в биологических средах и препаратах методами атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой: Методические указания. – М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2003. – 56 с.).
Недостатком ближайшего аналога является ограничение в области применения данного метода. Этот метод не позволяет определять элементный состав в мокроте человека. Количество биологического материала необходимого для анализа в методике устанавливают по весу (m, г). Массовую концентрацию элемента в растворе обработанной пробы слюны или лаважа (С, мкг/дм3) рассчитывают по градуировочной зависимости I = f(C). Окончательный результат в единичной пробе выражают в мкг/г. Данный подход затрудняет обработку результатов, т.к. отсутствует формула расчета массовой концентрации элементов в единичной пробе (Х, мкг/г). В методике отсутствует регламентированная процедуры забора проб, нет ссылок на нормативные документы, устанавливающие правила взятия биологического материала. Не предусмотрены требования к квалификации медицинского персонала ответственного за забор проб слюны и лаважа.
Задачей настоящего изобретения является разработка высокоточного метода определения массовой концентрации элементов в мокроте с использованием масс-спектрометра с индуктивно связанной аргоновой плазмой с октопольной реакционной ячейкой (ORS).
Технический результат, на который направлено заявляемое изобретение, заключается в определении элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозоля в мокроте человека методом ORS-ISP-MS с заданной точностью в единицах величин, допущенных к применению в Российской Федерации.
Указанный технический результат достигается тем, что способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей в мокроте человека, заключается в том, что осуществляют отбор проб индуцированной мокроты у пациента, после чего гомогенизируют пробу мокроты с использованием диспергатора, обеспечивающего разрушение мембран клеток и извлечение твердых частиц аэрозоля из биологической матрицы анализируемой пробы, уравновешивают анализируемые частицы в обработанной пробе в интенсивных ультразвуковых волнах, проводят фракционное разделение респирабельных аэрозольных частиц, устанавливают инструментальные параметры определения элементов, проводят процедуру десольватации градуировочных растворов и пробы в водном растворе 1%-ой азотной кислоты, строят градуировочную зависимость I = f(C), проводят процесс измерения методом ISP-MS c октопольной реакционной ячейкой, определяют массовую концентрацию элементов по градуировочным зависимостям I = f(C) в мкг/дм3, рассчитывают массовую концентрацию элементов в единичной пробе в мкг/дм3, рассчитывают массовую концентрацию элементов X в единичной пробе в мкг/дм3 по формуле:
,
где Сэлемента – массовая концентрация элемента в разбавленном растворе обработанной пробы индуцированной мокроты в 5 см3, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Схол – массовая концентрация элемента в холостой пробе, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Vобр – объем раствора обработанной пробы – 10 см3, см3; Vмокроты – объем анализируемой пробы индуцированной мокроты, взятый для анализа – от 1 до 3 см3, см3; 2,5 – коэффициент разбавления обработанной пробы; η – кратность разбавления раствора обработанной пробы – коэффициент разбавления.
Воздействие частиц на бронхи разного порядка делает возможным использование индуцированной мокроты в качестве объекта для неинвазивного метода идентификации этиологического (химического) фактора идиопатических процессов в легких пациентов, подвергающихся воздействию промышленных аэрозолей или проживающих в условиях повышенной загрязненности воздушной среды. Гомогенизация образца с разрушением мембран клеток, уравновешивание анализируемых частиц в интенсивных ультразвуковых волнах и фракционное разделение респирабельных аэрозольных частиц повышает чувствительность этого способа определения. Применение октопольной реакционной ячейки снижает потери определяемых элементов.
Изобретение поясняется чертежами, где:
- на Фиг. 1 показана блок-схема определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозоля в мокроте человека методом ORS-ISP-MS;
- на Фиг. 2 показано изображение градуировочных зависимостей I = f(C) определения Al, As, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, V, Zn в индуцированной мокроте методом ISP-MS с октопольной реакционной ячейкой;
- на Фиг. 3 показано изображение градуировочных зависимостей I = f(C) определения Ba, Cd, Mo, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, W в индуцированной мокроте методом ISP-MS с октопольной реакционной ячейкой.
Предлагаемый способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозоля, в мокроте человека осуществляют следующим образом.
Отбор проб мокроты осуществляют в медицинском учреждении с привлечением квалифицированного медицинского персонала. Сбор свободно отделяемой мокроты осуществляют натощак или не ранее двух часов после еды. Процедура сбора мокроты у пациента включает: премедикацию β2-агонистами для предотвращения бронхоспазма; ингаляцию с 5 см3 0,9 % - ого изотонического раствора хлорида натрия; стимуляцию отхождения мокроты постукиванием по передней и задней стенкам грудной клетки; забор пробы; определение количества образца по объему в см3.
Объем анализируемой пробы мокроты должен составлять не менее 3 см3 для взрослых (около 1 см3 для детей).
Образцы хранят в стерильной емкости до 2-х часов при температуре (20 – 25)°С и до 24-х часов при температуре (2 – 8)°С.
Определение элементов в мокроте проводят после её гомогенизации с использованием диспергатора, обеспечивающего разрушение мембран клеток и извлечение твердых частиц аэрозоля из биологической матрицы анализируемой пробы: анализируемую пробу мокроты переносят в стеклянный сосуд диспергатора; добавляют ~ 2 см3 воды для лабораторного анализа и проводят гомогенизацию образца.
Гомогенизат мокроты количественно переносят в одноразовую пластиковую пробирку, объем пробы доводят до 10 см3 водой для лабораторного анализа и уравновешивают частицы с использованием интенсивных ультразвуковых волн.
Проводят фракционное разделение респирабельных аэрозольных частиц путем фильтрации анализируемой пробы через бумажный фильтр с примерным размером пор (3 – 5) мкм.
Устанавливают инструментальные параметры определения элементов.
Проводят процедуру десольватации пробы в водном растворе 1%-ой азотной кислоты: 2,00 см3 фильтрата переносят в пластиковую пробирку вместимостью 10 см3; добавляют 0,05 см3 концентрированной азотной кислоты; объем пробы доводят до 5 см3 водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивают.
Одновременно аналогичным образом подготавливают холостую пробу, заменяя пробу анализируемой мокроты на такой же объем воды для лабораторного анализа.
Определение массовой концентрации элементов проводят на масс-спектрометре с ORS в соответствии с Руководством по эксплуатации прибора.
Неспектральные и спектральные помехи от матричных компонентов пробы устраняют в процессе анализа с применением ORS и в качестве газа–реактанта используют гелий.
Массовую концентрацию элементов рассчитывают по градуировочным зависимостям I = f(C). Для построения градуировочных зависимостей используют государственные стандартные образцы (ГСО) утвержденного типа. Градуировочные растворы ионов элементов готовят в диапазоне концентраций от 0 до 1000,00 мкг/дм3.
Если измеренное значение массовой концентрации элементов в анализируемой пробе превышает верхнюю границу диапазона градуировочной зависимости, то обработанную пробу мокроты разбавляют раствором азотной кислоты с массовой долей 1%, но не более чем в 10 раз.
Массовую концентрацию элементов (Х, мкг/дм3) в единичной пробе рассчитывают по формуле (1):
где Сэлемента – массовая концентрация элемента в разбавленном растворе обработанной пробы индуцированной мокроты (в 5 см3), установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Схол – массовая концентрация элемента в холостой пробе, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Vобр – объем раствора обработанной пробы – 10 см3, см3; Vмокроты – объем анализируемой пробы индуцированной мокроты, взятый для анализа – от 1 до 3 см3, см3; 2,5 – коэффициент разбавления обработанной пробы; η – кратность разбавления раствора обработанной пробы – коэффициент разбавления.
Ниже приведены примеры реализации изобретения.
Примеры осуществления способа.
Пример 1.
В соответствии заявленным способом был проведен анализ респирабельной фракции аэрозолей в индуцированной мокроте плавильщиков металлургического цеха, участка рафинировочных котлов.
Отбор проб мокроты осуществляли с привлечением квалифицированного медицинского персонала в медицинском учреждении, в ФБУН ЕМНЦ ПОЗРПП Роспотребнадзора, в асептических условиях. Ингаляцию проводили с использованием небулайзера с 5 см3 0,9 %-ного изотонического раствора хлорида натрия. Суммарная продолжительность времени ингаляции составляла не более 10 минут. Отхождение мокроты стимулировали постукиванием по передней и задней стенкам грудной клетки. Пробу хранили не более 2-х часов при температуре (20 – 25)°С.
Для выделения твердых частиц аэрозоля из клеточных мембран мокроты использовали гомогенизатор/диспергатор.
Диспергатор обеспечивает разрушение мембран клеток исследуемого материала и предоставляет возможность извлечения твердых частиц аэрозоля из биологической матрицы анализируемого образца.
Для уравновешивания твердых частицы в анализируемом образце использовали ультразвуковые волны.
Гомогенизат мокроты количественно переносили в одноразовую пластиковую пробирку, объем пробы доводили до 10 см3 водой для лабораторного анализа и уравновешивали твердые частицы с использованием УЗ-ванны.
Для выделения респирабельных частиц аэрозоля, содержащихся в мокроте, обработанную пробу фильтровали через бумажный фильтр с примерным размером пор (3 – 5) мкм. Таким образом, частицы с аэродинамическим диаметром более 5 мкм абсорбировались на фильтре, а частицы с аэродинамическим диаметром 4 мкм и менее переходили в раствор фильтрата.
Для определения элементного состава 2,00 см3 фильтрата переносили в пластиковую пробирку вместимостью 10 см3; добавляли 0,05 см3 концентрированной азотной кислоты; объем пробы доводили до 5 см3 водой для лабораторного анализа и тщательно перемешивали.
Появившиеся в настоящее время новые направления масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой позволяют определять элементы с октопольной реакционной ячейкой (ORS). Приборная база этого метода позволяет устранять неспектральные и спектральные помехи от матричных компонентов, расширить диапазон градуировочных зависимостей, снизить предел обнаружения, определять элементы в сложных матрицах с использованием неразрушающего метода пробоподготовки и повысить точность определения.
Определение массовой концентрации элементов проводили на масс-спектрометре с ORS в соответствии с Руководством по эксплуатации прибора.
Массовую концентрацию элементов рассчитывали по градуировочным зависимостям I = f(C). Для построения градуировочных зависимостей использовали государственные стандартные образцы (ГСО) утвержденного типа. Градуировочные растворы ионов элементов готовили в диапазоне концентраций от 0 до 1000,00 мкг/дм3 (Фиг. 2–3).
Массовую концентрацию элементов (Х, мкг/дм3) в единичной пробе рассчитывали по формуле (1):
где Сэлемента – массовая концентрация элемента в разбавленном растворе обработанной пробы индуцированной мокроты (в 5 см3), установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Схол – массовая концентрация элемента в холостой пробе, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Vобр – объем раствора обработанной пробы – 10 см3, см3; Vмокроты – объем анализируемой пробы индуцированной мокроты, взятый для анализа – от 1 до 3 см3, см3; 2,5 – коэффициент разбавления обработанной пробы; η – кратность разбавления раствора обработанной пробы – коэффициент разбавления.
Содержание Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W и Zn в пробе определяли прямым методом. Правильность анализа оценивали сопоставлением полученных результатов с результатами контрольной процедуры методом добавок. Результаты определения массовой концентрации элементов в мокроте плавильщика металлургического цеха, участка рафинировочных котлов представлены в таблице 1.
Пример 2.
Аналогичным образом проводили анализ массовой концентрации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте определяли у плавильщиков металлургического цеха, участка рудно-термической печи.
Содержание Al, As, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, Sr, V, W и Zn в пробе определяли прямым методом. Результаты определения массовой концентрации элементов в мокроте представлены в таблице 2.
Правильность анализа оценивали сопоставлением полученных результатов с результатами контрольной процедуры: метод добавок. Сравнение результатов, полученных прямым методом с результатами контрольной процедуры, показывает, что найденные величины концентраций хорошо согласуются между собой в пределах погрешности до: 6,89 % – по алюминию; 9,06 % – по мышьяку; 7,63 % – по барию; 12,50 % – по кадмию; 8,66 % – по хрому; 1,74 % – по меди; 2,08 % – по железу; 9,99 % – по марганцу; 13,91 % – по молибдену; 12,29 % – по никелю; 4,59 % – по свинцу; 10,20 % – по сурьме; 10,63 % – по селену; 6,78 % – по олову; 5,74 % – по стронцию; 12,90 % – по ванадию; 5,20 % – по вольфраму; 4,95 % – по цинку.
Погрешность определения, по показателю внутрилабораторной прецизионности (σRл, %), не превышает установленных норм в методике.
Диапазон измерений массовой концентрации элементов, содержащихся в респирабельной фракции аэрозолей, в индуцированной мокроте составляет от 0,01 до 10000 мкг/дм3. Значения среднеквадратичного отклонения повторяемости и внутрилабораторной прецизионности, показателя правильности и точности измерений при доверительной вероятности Р=0,95 в методике составляют: σr – 15 %, σRл – 18 %, ±δсл – 20 %; ±δл – 41 % для диапазона измерений от 0,01 до 0,1 мкг/дм3; σr – 13 %, σRл – 15 %, ±δсл – 15 %, ±δл – 33 % для диапазона измерений от 0,1 до 1,0 мкг/дм3; σr – 10 %, σRл – 14 %, ±δсл – 10 %, ±δл – 30 % для диапазона измерений от 1,0 до 10 мкг/дм3; σr – 8 %, σRл – 10 %, ±δсл – 6 %, ±δл – 20 % для диапазона измерений от 10,0 до 100 мкг/дм3; σr – 5 %, σRл – 7 %, ±δсл – 7 %, ±δл – 15 % для диапазона измерений от 100,0 до 10000 мкг/дм3.
Таким образом, экспериментально показано, что заявляемый способ позволяет определять металлы и металлоиды с определенной точностью в единицах величин, допущенных к применению в Российской Федерации. Данный способ определения полезен для анализа влияния химического состава аэрозоля на локальный клеточный ответ (экспрессию генов, отвечающих за секрецию про- и противовоспалительных факторов в клетках бронхов), а также на формирования местного микробиоценоза.
Таблица 1 – Определение элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозоля в мокроте методом ISP-MS с октопольной реакционной ячейкой
| Пациент | Элемент | Массовая концентрация элементов, мкг/дм3 | |
| Контрольная процедура | |||
| Прямой метод | Метод добавок | ||
| Плавильщик металлургического цеха, участка рафинировочных котлов (Стаж работы 20 лет) |
Al | 96,40±19,28 | 95,98±19,20 |
| As | 8,43±2,53 | 8,51±2,55 | |
| Ba | 81,04±16,21 | 80,78±16,16 | |
| Cd | 0,77±0,25 | 0,72±0,24 | |
| Cr | 3,88±1,16 | 3,56±1,07 | |
| Cu | 489,46±73,42 | 494,11±74,12 | |
| Fe | 126,10±18,92 | 126,42±18,96 | |
| Mn | 15,85±3,17 | 15,97±3,19 | |
| Mo | 1,87±0,56 | 1,69±0,51 | |
| Ni | 9,13±2,74 | 9,00±2,70 | |
| Pb | 51,23±10,25 | 52,01±10,40 | |
| Sb | 9,34±2,80 | 9,67±2,90 | |
| Se | Менее 0,01 | Менее 0,01 | |
| Sn | 10,59±2,12 | 10,11±2,02 | |
| Sr | 245,03±36,75 | 256,18±38,43 | |
| V | 0,42±0,14 | 0,44±0,15 | |
| W | 227,82±34,17 | 216,28±32,44 | |
| Zn | 633,67±95,05 | 635,18±95,28 | |
| Плавильщик металлургического цеха, участка рафинировочных котлов (Стаж работы 19 лет) |
Al | 160,62±24,09 | 155,92±23,39 |
| As | 4,72±1,42 | 5,06±1,52 | |
| Ba | 51,32±10,26 | 49,79±9,96 | |
| Cd | 3,31±0,99 | 3,12±0,94 | |
| Cr | 4,70±1,41 | 5,01±1,50 | |
| Cu | 513,32±77,00 | 521,16±78,17 | |
| Fe | 104,65±15,70 | 102,98±15,45 | |
| Mn | 7,32±2,20 | 7,28±2,18 | |
| Mo | 2,07±0,62 | 1,94±0,58 | |
| Ni | 2,80±0,84 | 2,88±0,86 | |
| Pb | 19,22±3,84 | 19,35±3,87 | |
| Sb | 2,57±0,77 | 2,32±0,70 | |
| Se | 10,00±3,00 | 8,99±2,70 | |
| Sn | 94,55±18,91 | 92,48±18,50 | |
| Sr | 166,31±24,95 | 168,57±25,29 | |
| V | 0,17±0,06 | 0,15±0,05 | |
| W | 472,52±70,88 | 486,15±72,92 | |
| Zn | 710,45±106,57 | 722,36±108,35 | |
Таблица 2 – Определение элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозоля в мокроте методом ORS-ISP-MS
| Пациент | Элемент | Массовая концентрация элементов, мкг/дм3 | |
| Контрольная процедура | |||
| Прямой метод | Метод добавок | ||
| Плавильщик металлургического цеха, участка рудно-термической печи (Стаж работы 14 лет) |
Al | 138,43±20,76 | 135,11±20,27 |
| As | 4,88±1,46 | 5,10±1,53 | |
| Ba | 38,29±7,66 | 39,01±7,80 | |
| Cd | 0,46±0,15 | 0,49±0,16 | |
| Cr | 5,30±1,59 | 5,78±1,73 | |
| Cu | 579,05±86,86 | 589,23±88,38 | |
| Fe | 160,45±24,07 | 157,15±23,57 | |
| Mn | 24,23±4,85 | 22,16±4,43 | |
| Mo | 1,40±0,42 | 1,51±0,45 | |
| Ni | 4,20±1,26 | 4,59±1,38 | |
| Pb | 81,48±16,30 | 78,27±15,65 | |
| Sb | 2,21±0,66 | 2,43±0,73 | |
| Se | 0,49±0,16 | 0,38±0,13 | |
| Sn | 7,26±2,18 | 7,77±2,33 | |
| Sr | 128,58±19,29 | 136,18±20,43 | |
| V | 0,33±0,11 | 0,29±0,10 | |
| W | 41,03±8,21 | 42,00±8,40 | |
| Zn | 434,54±65,18 | 456,58±68,49 | |
| Плавильщик металлургического цеха, участка рудно-термической печи (Стаж работы 17 лет) |
Al | 23,93±4,79 | 25,12±5,02 |
| As | 2,88±0,86 | 2,63±0,79 | |
| Ba | 52,51±10,50 | 48,65±9,73 | |
| Cd | 0,15±0,05 | 0,17±0,06 | |
| Cr | 1,20±0,36 | 1,29±0,39 | |
| Cu | 554,55±83,18 | 548,72±82,31 | |
| Fe | 75,00±15,00 | 73,61±14,72 | |
| Mn | 15,77±3,15 | 14,47±2,89 | |
| Mo | 1,33±0,40 | 1,51±0,45 | |
| Ni | 1,90±0,57 | 1,68±0,50 | |
| Pb | 16,72±3,34 | 15,97±3,19 | |
| Sb | 1,50±0,45 | 1,66±0,50 | |
| Se | Менее 0,01 | Менее 0,01 | |
| Sn | 7,11±2,13 | 7,29±2,19 | |
| Sr | 102,81±15,42 | 107,65±16,15 | |
| V | 0,17±0,06 | 0,15±0,05 | |
| W | 6,11±1,83 | 6,29±1,89 | |
| Zn | 342,98±51,45 | 355,11±53,27 | |
Claims (3)
- Способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей в мокроте человека, заключающийся в том, что осуществляют отбор проб индуцированной мокроты у пациента, после чего гомогенизируют пробу мокроты с использованием диспергатора, обеспечивающего разрушение мембран клеток и извлечение твердых частиц аэрозоля из биологической матрицы анализируемой пробы, уравновешивают анализируемые частицы в обработанной пробе в интенсивных ультразвуковых волнах, проводят фракционное разделение респирабельных аэрозольных частиц, устанавливают инструментальные параметры определения элементов, проводят процедуру десольватации градуировочных растворов и пробы в водном растворе 1%-ной азотной кислоты, строят градуировочную зависимость I = f(C), проводят процесс измерения методом ISP-MS c октопольной реакционной ячейкой, определяют массовую концентрацию элементов по градуировочным зависимостям I = f(C) в мкг/дм3, рассчитывают массовую концентрацию элементов в единичной пробе в мкг/дм3, рассчитывают массовую концентрацию элементов X в единичной пробе в мкг/дм3 по формуле:
- ,
- где Сэлемента – массовая концентрация элемента в разбавленном растворе обработанной пробы индуцированной мокроты в 5 см3, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Схол – массовая концентрация элемента в холостой пробе, установленная по градуировочной характеристике, мкг/дм3; Vобр – объем раствора обработанной пробы – 10 см3, см3; Vмокроты – объем анализируемой пробы индуцированной мокроты, взятый для анализа – от 1 до 3 см3, см3; 2,5 – коэффициент разбавления обработанной пробы; η – кратность разбавления раствора обработанной пробы – коэффициент разбавления.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808907C1 true RU2808907C1 (ru) | 2023-12-05 |
Family
ID=
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1718056A1 (ru) * | 1989-10-31 | 1992-03-07 | Московский Инженерно-Физический Институт | Способ определени элементного состава аэрозольных частиц |
| RU2540003C1 (ru) * | 2013-10-10 | 2015-01-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт" (государственный университет) | Способ определения дисперсного состава аэрозоля |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1718056A1 (ru) * | 1989-10-31 | 1992-03-07 | Московский Инженерно-Физический Институт | Способ определени элементного состава аэрозольных частиц |
| RU2540003C1 (ru) * | 2013-10-10 | 2015-01-27 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт" (государственный университет) | Способ определения дисперсного состава аэрозоля |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КУСТИКОВ Ю.А., ПОПОВ Г.Б. Контроль респирабельной фракции атмосферного аэрозоля при экологическом мониторинге // Научно-технический вестник, Выпуск 15, Теория и практика современных технологий, 2004, стр. 231-236. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pizzichini et al. | Measurement of inflammatory indices in induced sputum: effects of selection of sputum to minimize salivary contamination | |
| CN108195924B (zh) | 全血中元素的电感耦合等离子体质谱法检测试剂盒及应用 | |
| EP1297187B2 (de) | Verfahren zum Nachweis von Influenza A/B-Viren in Speichel | |
| CN112557492B (zh) | 利用内标组合溶液来校准icp-ms微量元素分析仪的方法 | |
| Freeman et al. | Technique for the performance of the nitro-blue tetrazolium (NBT) test. | |
| CN112540116B (zh) | 利用内标组合溶液检测全血中六种微量元素的方法 | |
| US20090221021A1 (en) | Distinction between bacterial meningitis and viral meningitis | |
| CN112540115A (zh) | 用于检测全血中6种单元素的内标组合溶液 | |
| RU2808907C1 (ru) | Способ определения элементного состава, содержащегося в респирабельной фракции аэрозолей, в мокроте человека | |
| Kouri et al. | ISLH recommended reference procedure for the enumeration of particles in urine | |
| JPS5819063B2 (ja) | 白血球、特に好塩基性細胞を計算するための試薬および該試薬を使用する計算方法 | |
| Urquhart et al. | Simplified technique for counting the number of bacteria in urine and other fluids | |
| CN110632217A (zh) | 一种hplc-icp-ms法测定粒细胞中四种砷化合物浓度的方法及应用 | |
| Kingsley et al. | Investigation of nuclear fast red method of Baar for direct spectrophotometric determination of calcium in serum, urine, and spinal fluid | |
| CN114675017A (zh) | 一种生物样本提取液及其应用和使用方法 | |
| Ongkhammy et al. | The bleach method improves the detection of pulmonary tuberculosis in Laos | |
| Št'astná et al. | ICP-MS for the determination of trace elements in clinical samples | |
| Triger et al. | Trace element levels in the blood of workers in two steel works and a non-ferrous plant handling lead and cadmium compared with a non-exposed population | |
| WO2005024423A2 (en) | A method for qualitative and/or quantitative detection of polyethylene glycols in biological fluids | |
| McCord et al. | Basophilic Aggregation Test in the Lead Poisoning Epidemic of 1934-1935 | |
| SU789713A1 (ru) | Способ количественного определени дротаверина гидрохлорида | |
| Holman | A new method for the oxidation of aneurin to thiochrome and a procedure for the determination of aneurin in oats | |
| Pettipher et al. | Rapid membrane filtration epifluorescent microscopic technique for the direct enumeration of somatic cells in fresh and formalin-preserved milk | |
| RU2322674C1 (ru) | Способ определения 2,6-бис-[бис-(бета-оксиэтил)-амино]-4,8-ди-n-пиперидино-пиримидо(5,4-d)пиримидина в биологическом материале | |
| Veikhman et al. | Determination of Toxic and Essential Elements in Urine by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry |