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CEM微波消解在比較醫(yī)學(xué)元素分析中的應(yīng)用

 更新時(shí)間:2024-07-09 點(diǎn)擊量:704

01 引言


比較醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)在于利用一種物種的信息來理解其他物種中相同過程的能力。實(shí)驗(yàn)室大鼠和小鼠因其解剖學(xué)和生理學(xué)特點(diǎn)與人類高度相似,成為了生物醫(yī)學(xué)研究和比較醫(yī)學(xué)研究的理想動(dòng)物模型。通過元素分析來確定這些樣本中的微量元素水平,也有助于評(píng)估營(yíng)養(yǎng)狀況及其對(duì)人類健康的影響。然而,大鼠和小鼠體積小,組織樣本僅有幾毫克重。這些微小的樣本量,加上檢測(cè)限嚴(yán)格,增加了額外的復(fù)雜性,并使樣品制備在元素分析過程中充滿挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)研究中,我們采用了 Discover®SP-D Clinical 自動(dòng)化微波消解系統(tǒng)來處理動(dòng)物組織。這個(gè)系統(tǒng)能夠在所需的溫度和壓力下安全操作,以實(shí)現(xiàn)更加快速和有效的消解過程。


02 材料和方法


樣本

• 酸空白:3 mL HNO3 + 0.5 mL HCl

• NIST 1577c 牛肝

• 成年大鼠腎臟


樣品制備:

1. 從一只成年雄性斯普拉格-道利大鼠新鮮獲取整個(gè)腎臟。

2. 快速冷凍腎臟并儲(chǔ)存于 -80 °C。

3. 在實(shí)驗(yàn)室冰箱中解凍樣品。

4. 使用預(yù)清洗的塑料勺狀工具均質(zhì)化樣品。

5. 稱取 0.1 克樣品放入帶有微型攪拌棒的 10 mL 石英容器中。

6. 向容器中加入 3 mL HNO3 + 0.5 mL HCl 的微量金屬酸。

7. 蓋上容器蓋,將其放入系統(tǒng)或自動(dòng)進(jìn)樣器中。


表1. 方法參數(shù)


表2. 壓力階段,壓差設(shè)定為 160 psi

03 分析


關(guān)注金屬的選擇基于標(biāo)準(zhǔn)參考材料(SRMs)的認(rèn)證值,以及行業(yè)對(duì)微量金屬污染物的關(guān)注。樣品是在安捷倫 7850 ICP-MS 上分析的,其條件詳見表3。所列條件用于分析所有元素,這些元素是使用“H2"和“He"調(diào)諧模式分析的。以下元素被用作內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn):鈧(Sc)、鍺(Ge)、銠(Rh)、銦(In)、鋱(Tb)、镥(Lu)和鉍(Bi)。在本次分析中沒有使用氣體稀釋技術(shù)。


表3. 安捷倫 7850 ICP-MS

04 結(jié)果


所有消解液在用去離子水稀釋至 50 克后均呈清澈、無色和無顆粒狀。對(duì)微量金屬酸進(jìn)行了酸空白測(cè)試(表4),以確認(rèn)關(guān)注金屬的基線水平值。背景水平被發(fā)現(xiàn)低于檢測(cè)限或可忽略不計(jì)。分析國(guó)立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(nist)標(biāo)準(zhǔn)參考材料(表5)證明了報(bào)告值在預(yù)期范圍內(nèi)得到了準(zhǔn)確恢復(fù)。通過驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)來確認(rèn)樣品的完荃消解和準(zhǔn)確回收。


表4. 酸空白的平均元素回收率(ppb)(n=3)


表5. 認(rèn)證元素的平均元素濃度(ppm)和回收率百分比值(n=3)


表6. 單個(gè)成年大鼠腎臟的平均元素濃度(ppm)(n=3)


05 結(jié)論


成年大鼠腎臟的小型樣本(約100毫克)的消解在不到 10 分鐘的時(shí)間內(nèi)成功完成,隨后進(jìn)行了分析。將回收率與 NIST 標(biāo)準(zhǔn)參考材料中報(bào)告的元素進(jìn)行比較,證明了消解和分析的成功。Discover SP-D 臨床自動(dòng)化微波消解系統(tǒng)輕松處理了小樣本量,通過 ICP-MS 進(jìn)行分析,以實(shí)現(xiàn)低檢測(cè)限。這兩種技術(shù)的結(jié)合非常適合比較醫(yī)學(xué),因?yàn)樗仍试S所需的小樣本量和低檢測(cè)限,同時(shí)仍能在預(yù)期范圍內(nèi)提供成功的分析結(jié)果。


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