Состав микроэлементов: Микроэлементы | справочник Пестициды.ru

Содержание

Микроэлементы | справочник Пестициды.ru

Микроэлементы являются активным веществом микроудобрений.

Микроэлементы распространены в земной коре в концентрациях, не превышающих 0,1 %, а в живом веществе они обнаруживаются в количестве 10-3–10-12%. К группе микроэлементов относят металлы, неметаллы, галогены. Единственная их общая черта – низкое содержание в живых тканях.

Микроэлементы принимают самое активное участие во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне. Путем воздействия на ферментную систему либо в непосредственной связи с биополимерами растений они стимулируют или ингибируют протекание физиологических процессов в тканях.

Для корректировки содержания микроэлементов в почве практикуют некорневые подкормки в течение вегетации, предпосевную обработку семян и посадочного материала, а также внесение в почву необходимых веществ в виде удобрений.

Физические и химические свойства

Микроэлементы различны по своим физическим и химическим свойствам. Среди них встречаются металлы (цинк, медь, марганец, кобальт, ванадий, молибден), неметаллы (бор), галогены (йод).

Химические элементы подразделяются на необходимые для растений и полезные им.

питательные элементы отвечают следующим требованиям:
  • без элемента не может завершиться жизненный цикл растения;
  • физиологические функции, выполняемые с участием конкретного элемента, не осуществляются при его замене на другой элемент;
  • элемент обязательно вовлекается в метаболизм растения.

Однако существует ряд условностей в использовании данного термина. Дело в том, что сложности с его применением возникают уже при сравнении необходимости того или иного элемента для жизни высших и низших растений и, тем более, животных и человека. Так, например, не доказана необходимость бора для некоторых грибов, спорна необходимость наличия кобальта для осуществления физиологических функций целого ряда растений. К бесспорно необходимым элементам относят марганец, цинк, медь, молибден, бор, хлор, никель.

– это питательные элементы, обладающие способностью стимулировать рост и развитие растений, но не в полной мере соответствующие трем требованиям, приведенным выше. К этой группе относятся и те элементы, которые необходимы только в определенных условиях и только для определенных видов растений. В настоящее время из микроэлементов полезными для растений считаются кобальт, селен, кремний, алюминий, йод и другие.[2]

В настоящее время жизненно необходимыми для растений считаются только около десяти микроэлементов, еще несколько – необходимыми узкому кругу видов. Для остальных элементов известно, что они могут оказывать стимулирующее действие на растения, но их функции не установлены.[5]

Некоторые физические и химические свойства микроэлементов, согласно данным:[3][9]

Микроэлемент

Атомный номер

Атомная масса

Группа

Cвойства

Т. кип,

°C

Т. плавл,

°C

Физическое состояние при нормальны условиях

Бор (В)

5

10,81

III

неметалл

3700

2075

порошок черного цвета

Ванадий (V)

23

50,94

V

металл

3400

1900

металл серебристого цвета

Йод (I)

53

126,90

VII

галоген

113,6

185,5

черно-фиолетовые кристаллы

Марганец (Mn)

25

54,94

VII

металл

2095

1244

металл серебристого белого цвета

Кобальт (Со)

27

59,93

VIII

металл

2960

1494

твердый, тягучий, блестящий металл

Медь (Cu)

29

63,54

I

металл

2600

1083

металл красного, в изломе розового цвета

Цинк (Zn)

30

65,39

II

металл

906

419,5

голубовато-серебристый металл

Молибден (Мо)

42

95,94

VI

металл

4800

2620

светло-серый металл

Содержание микроэлементов в природе

Микроэлементы содержатся в небольших количествах практически повсеместно: в горных породах, почве, растениях и, естественно, в организме человека и животных.

Бор. В небольших количествах в составе различных соединений можно встретить во всех почвах, воде, в составе растительных и животных организмов.[5]

Йод. Образует мало самостоятельных минералов, но присутствует во многих в виде изоморфных примесей.[5]

Марганец. Один из наиболее распространенных в литосфере элементов. Преобладает в почвообразующих породах.[2]

Кобальт. Содержание в литосфере незначительно. Присутствует в растениях, при этом, бобовые культуры богаче кобальтом, чем злаковые.[6]

Медь. В земной коре – 0,01 %. Встречается в свободном состоянии в виде самородков, иногда очень значительных размеров.[7]

Цинк. Широко распространен в природе. В породах цинк содержится в виде простого сульфида, а также замещает магний в силикатах.[2]

Ванадий. Относится к рассеянным элементам и в свободном виде в природе не встречается.[7]

Молибден. Связан с гранитными и другими кислыми магматическими породами. Содержание его в этих породах колеблется в пределах 1–2 мг/кг.[5]

Факторы, определяющие концентрацию микроэлементов в почвах

Содержание микроэлементов в почвах зависит от многих факторов и подчинено ряду закономерностей:

  • Чем больше микроэлементов в горной породе, тем больше их и в почве. Эта неизменная, за некоторым исключением, закономерность (например, йод) проистекает из того факта, что основным источником поступления микроэлементов в почву являются материнские горные породы. Известно, что в процессе длительного почвообразования происходит перераспределение химических элементов исходных горных пород, но при этом специфические свойства и химические особенности микроэлементов горных пород практически навсегда сохраняются в почвах.
    [1]
  • Концентрация микроэлементов в почвообразующих породах увеличивается с возрастанием содержания физической глины и уменьшается с увеличением содержания песка и супеси. Это объясняется тем, что в состав глин включен монтмориллонит, содержащий большую концентрацию микроэлементов, чем включенный в состав песка кварц. Обычно в пределах одного почвенного района закономерность возрастания содержания микроэлементов от песков к глинистым породам увеличивается, но между породами в различных областях можно наблюдать значительные различия.
  • Один из определяющих факторов содержания микроэлементов в породах – карбонатность.
  • Почвы с реакцией, близкой к нейтральной, содержат больше микроэлементов.
  • Почвообразующие породы, расположенные в зоне активного воздействия грунтовых вод и подверженные процессу заболачивания, приобретают некоторые особенности по содержанию микроэлементов.
  • Почвы с повышенным накоплением органического вещества, как правило, и микроэлементами обеспечены в достаточной степени. Это связано с тем, что в растительных остатках и плазме микроорганизмов находится значительное количество микроэлементов. Гумусовые вещества обладают большей адсорбционной способностью и поглощают ионы микроэлементов из окружающей среды.
  • Содержание в почве водорастворимых солей оказывает большое влияние на наличие в ней микроэлементов.
  • Специфика условий почвообразования также накладывает свой отпечаток на количественное содержание микроэлементов в почвах.
  • Концентрация микроэлементов в грунтовых водах сильно влияет на их содержание в почве. В данном случае наблюдается тесная взаимосвязь, поскольку и колебание концентрации микроэлементов в почвенно-грунтовых водах – следствие разнообразия почвенного покрова и почвообразующих пород.[1]
  • «>

Содержание микроэлементов в различных типах почв

характеризуются самыми высокими концентрациями микроэлементов (исключение – барий). содержат в 2–2,5 раза больше кобальта, стронция и хрома, чем пески. Содержание ванадия, бора и марганца в тех же породах уже в 3–4 раза больше, чем в песчаных. накапливают ванадий,
хром
, марганец, кобальт. включают подвижные формы меди и марганца. и близкой к нейтральной реакцией содержат больше марганца. содержат больше валового и подвижного кобальта. характеризуются содержанием подвижного бора от 10 до 20 % от валового.

Однако по общим запасам микроэлементов в почве нельзя судить об их доступности для растений. Микроэлементы могут присутствовать в почве в формах, недоступных растениям. В связи с этим важно учитывать не столько общее содержание микроэлементов, сколько наличие их усвояемых форм.[1]

Содержание валовых и усвояемых форм микроэлементов в основных типах почв СНГ. (мг/кг) числитель – валовое содержание, знаменатель – усвояемые формы, согласно данным:[1]

Почва

B

Cu

Zn

Mn

Mo

Co

V

I

Дерново-

подзолистая

1,5–6 ,6

0,08–0,38

0,1–47,9

0,05–5,0

20–67

0,12–20,0

40–7200

50,0–150

1,0–4,0

0,04–0,97

0,45–14,0

0,12–3,0

10–62

н.д.

0,5–4,4

н.д.

Чернозем

4–12

0,38–1,58

7–18

4,5–10,0

24–90

0,10–0,25

200–5600

1,0–75

0,7–8,6

0,02–0,33

2,6–13,0

1,10–2,2

37–125

н.д.

2,0–9,8

н.д.

Серозем

8,8–160,3

0,23–0,62

5–20

2,5–10,0

26–63

0,09–1,12

310–3800

1,5-125

0,7–2,0

0,03-0,15

н.д.

0,9-1,5

50–87

н.д.

1,3–38

н.д.

Каштановая

100–200

0,30–0,90

0,6–20

8,0–14,0

53

0,06–0,14

600–1270

1,5–75

0,2–2,0

0,09–0,62

8,6

0,1–6,0

56

н.д.

2,0–9,8

н.д.

Бурая

40,5

0,38–1,95

14–44,5

6,0–12,0

32,5–54,0

0,03–0,20

390–580

1,5–75

0,4–2,8

0,06–0,12

2,3–3,8

0,57–2,25

56

н.д.

0,3–5,3

н.д.

Роль в растении

Биохимические функции

Роль микроэлементов для растений многогранна. Они призваны улучшать обмен веществ, устранять функциональные нарушения, содействовать нормальному течению физиолого-биохимических процессов, влиять на процессы фотосинтеза и дыхания. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды (засухе, повышению или понижению температуры, тяжелой зимовке и прочим).

Установлено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, играющих важную роль в жизни растений. Все биохимические реакции синтеза, распада, обмена органических веществ протекают только при участии ферментов.

в составе микроудобрений повышают активность ферментов пероксидазы и полифенолоксидазы как в семядолях, так и в корнях гороха, но не изменяют их активности в проростках. При этом, и у гороха, и у кукурузы пероксидазная окислительная система преобладает над полифенолоксидазной.

Микроэлементы с ферментами могут быть связаны прочно и непрочно. Непрочные связи присущи тем элементам, которые способны оказывать сходное действие на направленность фотосинтеза, окислительно-восстановительных процессов, обмен углеводов, накопление витаминов и ряд других процессов. Это микроэлементы, вступающие в биохимические реакции как двухвалентные металлы. Примером могут служить цинк и кобальт.[1]

Роль в растении и главные функции некоторых необходимых питательные микроэлементов, согласно данным:[5]

Микроэлемент

В какие компоненты входит

Процессы, в которых участвует

Бор

Фосфоглюконаты

Метаболизм и перенос углеводов,

Синтез флавоноидов, 

Синтез нуклеиновых кислот,

Утилизация фосфата,образование полифенолов.

Кобальт

Кофермент кобамид

Симбиотическая фиксация азота (возможно и у не клубеньковых растений), стимулирование окислительно-восстановительных реакций при синтезе хлорофилла и протеинов.

Медь

Разнообразные оксиданты, пластоцианины, ценилоплазмин.

Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов,

Возможно, участвует в симбиотической фиксации азота и окислительно-восстановительных реакциях.

Йод

Тирозин и его производные у покрытосеменных  и водорослей

 

Марганец

Многие ферментные системы

Фотопродукция кислорода в хлоропластах и косвенное участие  в восстановлении NO3

Молибден

Нитратредуктаза, нитрогеназа, оксидазы и молибденоферридоксин

Фиксация азота, восстановление NO3

Окислительно-восстановительные реакции

Ванадий

Порфины,  гемопротеины

Метаболизм липидов, фотосинтез в зеленых водорослях и, возможно, участие в фиксации N2

Цинк

Ангидразы, дегидрогеназы, протеиназы и пептидазы

Метаболизм углеводов и белков

Недостаток (дефицит) микроэлементов в растениях

Изменения листьев при дефиците цинка

Изменения листьев при дефиците цинка


1 – хлороз листьев пшеницы; 2 – бурые пятна на листьях риса

Использовано изображение:[13][15]

При недостаточном поступлении какого-либо микроэлемента из числа необходимых питательных элементов рост растения отклоняется от нормы или прекращается вовсе, а дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются.[5]

При недостатке микроэлементов активность многих ферментов резко снижается. Например, установлено, что при недостатке меди резко падает активность ферментов, в состав которых входит медь, а именно, полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы.[1]

Симптомы недостаточности (дефицита) трудно свести к одному знаменателю, но, все же, они характерны для конкретных микроэлементов. Наиболее часто наблюдается хлороз.

Визуальная симптоматика очень важна для диагностики недостаточности, но нарушения метаболических процессов и, как следствие, потеря биомассы продукции могут наступать прежде, чем симптомы недостаточности будут заметны. Для улучшения методов диагностики дефицита микроэлементов ряд авторов предлагает биохимические индикаторы. К сожалению, широкое применение этого способа ограничено в связи с большой изменчивостью энзиматической активности и трудностью определения данного показателя.

Наиболее широко используются тесты – анализ почв и растений. Но и в этом случае неподвижные формы микроэлементов, находящиеся в старых частях растения, могут исказить данные. Однако анализ растительных тканей успешно используют для установления дефицита микроэлементов путем сравнения с содержанием этих соединений в тех же тканях нормальных растений, того же возраста и в тех же органах.

При устранении дефицита микроэлементов при помощи удобрений следует учитывать тот факт, что подобная процедура является эффективной, только если содержание элемента в почве либо его доступность достаточно низкие.

В любом случае, формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Многочисленные наблюдения доказали, что свойства и генезис почв – это главные причины, вызывающие дефицит микроэлементов в растении. Обычно недостаток микроэлементов связан с почвами высокой кислотности (светлыми песчанистыми) и щелочными (известковистыми) почвами с неблагоприятным водным режимом, а также с избытком фосфатов, азота, кальция, оксидов железа и марганца.[5]

Симптомы недостатка микроэлементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным:[5]

Элемент

Симптомы

Чувствительные культуры

Бор

Хлороз и покоричневение молодых листьев,

Погибшие верхушечные почки,

Нарушение развития цветов,

Поражение сердцевины растений и корней,

Мультипликация при делении клеток

Бобовые,

Капуста и близкие виды,

Свекла,

Сельдерей,

Виноград,

Фруктовые деревья (груши и яблони)

Медь

Вилт,

Меланизм,

Белые скрученные макушки,

Ослабление образования метелок,

Нарушение одревеснения

Злаки (овес),

Подсолнечник,

Шпинат,

Люцерна.

Марганец

Пятна хлороза,

Некроз молодых листьев,

Ослабленный тургор

Злаки (овес),

Бобовые,

Фруктовые деревья (яблони, вишни, цитрусовые)

Молибден

Хлороз края листовой пластинки,

Нарушение свертывания цветной капусты,

Огненные края и деформация листьев,

Разрушение зародышевых тканей.

Капуста, близкие виды,

Бобовые

Цинк

Межжилковый хлороз (у однодольных),

Остановка роста,

Розетчатость листьев у деревьев,

Фиолетово-красные точки на листьях

 

Зерновые (кукуруза),

Бобовые,

Травы,

Хмель,

Лен,

Виноград,

Фруктовые деревья (цитрусы).

Избыток микроэлементов в растениях

Дисбаланс микроэлементов

Дисбаланс микроэлементов


Поражения листовой пластины при дефиците и избытке микроэлементов у пшеницы

1 – избыток бора; 2 – избыток марганца;

3 – дефицит цинка

Использовано изображение:[11][12][14]

Метаболические нарушения в растениях вызывают не только недостаток, но и избыток элементов питания. Растения более устойчивы к повышенной, чем к пониженной концентрации микроэлементов.

Главные реакции, связанные с токсичным действием микроэлементов:

  • изменение проницаемости клеточных мембран;
  • реакции тиольных групп с катионами;
  • конкуренция с жизненно важными метаболитами;
  • большое сродство с фосфатными группами и активными центрами в АДФ и АТФ;
  • захват в молекулах позиций, занимаемых жизненно важными группами, такими, как фосфат и нитрат.

Оценка влияния токсичных концентраций элементов на растение достаточно сложна, поскольку зависит от множества факторов. К числу наиболее важных относят пропорции, в которых ионы и их соединения присутствуют в почвенном растворе.

Например, токсичность арсената и селената заметно понижается при избытке сульфата и фосфата. Металлоорганические соединения могут быть более токсичными, чем катионы того же элемента. Кислородные анионы элементов, как правило, более ядовиты, чем их простые катионы.

Наиболее токсичными для высших растений являются медь, никель, свинец, кобальт.

Видимые симптомы токсичности изменяются в зависимости от вида растения, но имеются и общие, неспецифические симптомы фитотоксичности: хлорозные и бурые точки на листовых пластинках и их краях, а также коричневые чахлые корни кораллоподобной конфигурации.

Симптомы токсичности микроэлементов у распространенных с/х культур, согласно данным:[5]

Элемент

Симптомы

Чувствительные культуры

Бор

Хлороз краев и концов листьев,

Бурые точки на листья,

Загнивание ростовых точек,

Скручивание и отмирание старых листьев

Злаки,

Картофель,

Помидоры,

Огурцы,

Подсолнечник,

Горчица

Кобальт

Межжилковый хлороз молодых листьев,

Белые края и кончики листьев,

Уродливые кончики корней

Злаки,

Картофель,

Помидоры,

Огурцы,

Подсолнечник,

Горчица

Медь

Темно-зеленые листья,

Корни толстые, короткие или похожие на колючую проволоку,

Угнетение образования побегов

Злаки,

Бобовые,

Шпинат,

Саженцы цитрусовых, Гладиолусы

Марганец

Хлороз и некротические поражения у старых листьев,

Буровато-черные или красные некротические пятна,

Накопление частиц оксида марганца в клетках эпидермиса,

Засохшие кончики листьев,

Чахлые корни

Злаки,

Бобовые,

Картофель,

Капуста

Молибден

Пожелтение или покоричневение листьев,

Угнетение роста корней,

Угнетение кущения

Злаки

Цинк

Хлороз и некроз концов листьев,

Межжилковый хлороз молодых листьев,

Задержка роста у растения в целом,

Корни повреждены, похожи на колючую проволоку.

Злаки,

Шпинат

Содержание микроэлементов в различных соединениях

Микроудобрения – это удобрения, в которых действующим веществом является один (или несколько) микроэлементов. Они могут быть представлены как в виде минеральных форм, так и органоминеральными соединениями. Микроудобрения классифицируют по основному элементу, который они содержат (марганцевые, цинковые, медьсодержащие и прочее).

Микроэлементы могут входить и в состав макроудобрений в виде примесей. Определенное количество микроэлементов привносится в почву и в составе органических удобрений. На практике в качестве микроудобрений часто используют отходы различных производств, обогащенные микроэлементами.[2]

Способы применения микроудобрений и удобрений, содержащих микроэлементы

Микроудобрения применяют для внесения в почву, некорневых подкормок и предпосадочной обработки семян. Дозы микроудобрений малы. Это требует высокой точности дозирования и равномерности внесения.

применяется для радикального повышения содержания микроэлементов в почве на протяжении всего вегетационного периода. При этом способе могут наблюдаться отрицательные эффекты:
  • образование трудно растворимых форм микроэлементов,
  • вымывание микроэлементов за пределы корнеобитаемого слоя.

Не рекомендуется вносить в почву дорогостоящие виды микроудобрений, особенно осенью. В данном случае лучше использовать различные макроудобрения, модифицированные микроэлементами, труднодоступные промышленные отходы и удобрения пролонгированного действия.

самый распространенный способ использования микроудобрений. Этот способ технологичен и позволяет сочетать обработку семян с их посевом. Именно такая форма обработки способствует оптимизации питания растения микроэлементами на самых ранних стадиях развития. Часто обработку семян микроэлементами сочетают с применением пленкообразующих веществ, регуляторов роста и протравителей. Этот процесс носит название инкрустации семян. рекомендуется проводить при непосредственном обнаружении дефицита микроэлемента. Этот способ позволяет корректировать питание растений микроэлементами, избегая негативных последствий внесения микроудобрений в почву.[2]

Среднее содержание микроэлементов в виде примесей в минеральных удобрениях и мелиорантах, мг/кг, согласно данным:[2]

Удобрение

Бор

Молибден

Цинк

Медь

Кобальт

Марганец

Фосфофоритная мука

Месторождение Кингисеппа

Месторождения Каратау

 

 

 

9,9

 

2,1

 

1,4

30,6

 

22,5

550,0

Суперфосфат

0,4

2,0

0,7

134,8

Суперфосфат двойной

109,0

8,0

34,0

Калийная соль (сырая)

8,4

10,0

0,3

10,0

1,3

42,2

Калий хлористый

0,2

10,0

5,0

1,0

5,0

Аммиачная селитра

0,2

0,1

0,6

Аммония сульфат

6,4

0,1

15,0

9,0

25,0

0,1

Натриевая селитра

0,4

1,0

8,0

25,9

Аммофос

следы

14,5

2,9

следы

37,0

Мочевина

следы

1,3

0,9

0,7

следы

Комплексные NPK – удобрения

123,0

34,0

138,0

Известковые материалы

4,0

0,3

20,0

10,0

1,6

100,0

Эффект от применения удобрений, содержащих микроэлементы

Применение микроудобрений в сельском хозяйстве является существенным резервом повышения урожайности культурных растений. В среднем микроудобрения обеспечивают повышение урожайности на 10–12 % и более.[10]

повышают урожайность сахарной свеклы,люцерны, клевера, тимофеевки, картофеля, капусты, огурцов, томатов, синих баклажанов, плодово-ягодных, зерновых культур, хлопчатника, силосной кукурузы, а также благотворно влияют на качество продукции, повышая содержание в ней белка, сахаров, сырого протеина, жиров, клейковины, витаминов.[8]повышают урожайность и улучшают качество сельскохозяйственной продукции у таких видов культурных растений, какзерновые, лен, кормовые культуры, корнеплоды сахарной свеклы, многолетние травы, картофель на дерново-подзолистых почвах, томаты, морковь.[1] положительно влияют на урожайность и качество картофеля, бобовых культур, томата, гречихи, гороха, ячменя, овса, льна, ячменя, озимой ржи, сахарной свеклы, семян клевера, конопли, винограда и других плодово-ягодных культур, огурцов, лука, цветной капусты, салата.[1] улучшают рост и развитие, повышают содержание белка в бобовых, технических, зерновых и овощных культурах.[1]в зависимости от кислотности почв благотворно влияют на кукурузу, салат, клевер, корнеплоды сахарной свеклы, капусту, лук, персик, вишню, яблоню, землянику, виноград.[1] в малых дозах эффективно действуют на горох, лен, люцерну, горчицу, овес, пшеницу, кукурузу, бобовые культуры, красный клевер.[6]при предпосевной обработке семян способствуют повышению урожайности сахарной свеклы, хлопчатника, кукурузы, овса, подсолнечника, томата, лука, капусты, огурца. Кроме того, повышается содержание йода в растениях.[1]повышают урожайность и улучшают качество льна, конопли, сахарной свеклы, клевера, люцерны, зернобобовых, кукурузы, подсолнечника, картофеля, корневых корнеплодов, овощных культур, плодово-ягодных культур, зерновых злаков.[1]

При написании статьи использовались источники:[3][4][9]

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Анспок П.И. Микроудобрения: Справочник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– Л.: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1990.– 272 с.

2.

Битюцкий Н.П. Микроэлементы и растение. Учебное пособие. – СПб.: Издательство Санкт-петербургского университета, 1999. – 232 с.

3.

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

4.

Жеребцов Н. А., Попова Т. Н., Артюхов В. Г. Биохимия. — Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2002. — 696с.

5.

Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях: Перевод с англиского.– М.: Мир, 1989.– 439 с., ил.

6.

Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения.– М.: Издательство «Химия», 1965.– 332 с.

7.

Краткая химическая энциклопедия, Главный редактор Н.Л. Кнунянц,  Москва, 1964

8.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

9.

Химическая энциклопедия:  в пяти томах: т.1: А-Дарзана/Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. – М.: Советская энциклопедия, 1988. – 623.: ил

10.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Изображения (переработаны):

11.12.13.14.15.

Zinc deficiency, by  Donald Groth, Louisiana State University AgCenter, Bugwood.org, по лицензии CC BY

Свернуть Список всех источников

Микроэлементы в организме человека | Biomol RU

Основные микроэлементы и их роль

Микро- и макро- элементы (чаще именуемые словом микроэлементы) являются основными компонентами живой и неживой материи. Из элементов — Азот (N), сера (S), кислород (O), водород (H) и углерод (C) созданы органические соединения: белки, углеводы, жиры и витамины.

Среди 104 известных микроэлементов примерно 1/3 представляют компоненты важные для организмов — структурные элементы скелета и мягких тканей, а также факторы, регулирующие многие физиологические функции напр., свёртывания крови, транспорта кислорода, активация энзимов.

Группы элементов

Элементы можно разделить на три группы:

1) элементы, необходимые для жизни, так называемые биоэлементы
2) элементы нейтральные, без которых метаболические обмены нормально протекать могут
3) элементы токсичные, те которые оказывают на организм вредное воздействие

Макро- и микро- элементы

Элементы, необходимые для правильного функционирования организма классифицируются на макро- и микро- элементы.

Макроэлементы — это такие элементы, концентрация которых в жидкостях организма и тканях составляет больше 1 μг/г мокрой ткани (μг — миллионная часть грамма 10-6г).

Микроэлементы — это такие элементы, концентрация которых в организме составляет меньше 1 мкг / г мокрой ткани.

Макроэлементы:

хлор (Cl)
фосфор (P)
магний ( Mg)
калий (K)
натрий (Na)
кальций (Ca)

Микроэлементы:

германий (Ge)
бор (B)
хром (Cr)
олово (Sn)
цинк (Zn)
фтор (F)
йод (I)
кобальт (Co)
кремний (Si)
литий (Li)
марганец (Mn)
медь (Cu)
молибден (Mo)
никель (Ni)
селен (Se)
ванадий (V)
железо (Fe)

Элементы токсичные:

алюминий (Al)
таллий (Tl)
ртуть (Hg)
кадмий (Cd)
свинец (Pb)

Вредность химических элементов зависит от многих факторов, но самыми главными являются: концентрация данного элемента в организме и период (время) воздействия на организм. Существенную роль играет способность организма элиминировать вредные элементы, такую функцию выполняют почки, печень и пищеварительный тракт. Вредное влияние токсичных элементов зависит от возможности организма противостоять их разрушающему воздействию.

Токсичные элементы имеют тенденцию накопления в паренхиматозных органах, особенно в печени, почках, поджелудочной железе.

При хроническом воздействии, токсичные элементы могут откладываться также в других тканях напр.: свинец и алюминий в костях, свинец, ртуть, алюминий в тканях головного мозга, а кадмий в луковицах волос.

Количественное обозначение микроэлементов в организме

Прогресс науки и развитие техники привели к тому, что методы количественного обозначения микроэлементов являются более точными и подробными. Высокую чувствительность исследований обеспечивает атомно-абсорбционный спектрометр (ААС), спектрометр атомной эмиссии с плазменным возбуждением (ICP -AES), а также метод нейтронной активации (NAA).

Современная аналитическая аппаратура позволяет провести анализ концентраций элементов с первой попытки. Это дает возможность проводить измерения многих элементов за короткое время с небольшим количеством материала, что в случае биологических исследований играет немаловажную роль.

Лаборатория Biomol-Med для обозначения элементов использует метод ICP.

Физиологические жизненные процессы зависят не только от состава и концентрации отдельных элементов, но также и от их пропорции в организме. Для отдельных пространств организма существует чётко определённое равновесие ионов, которое поддерживается на постоянном уровне. На основании пропорции между определенными элементами можно оценить метаболическую активность и правильность физиологических процессов. Между микроэлементами существуют синергетические и антагонистические связи, которые непосредственно влияют на метаболизм организма.

Сохранение правильных отношений и пропорций между отдельными элементами является во многих случаях более важным, чем их правильная концентрация.

Микроэлементы — Calorizator.ru

Микроэлементами принято называть химические элементы, которые находятся во всех живых организмах, включая человека, в минимальных (следовых) количествах, то есть в тысячных и менее долях процентов. Иногда можно услышать название следовые элементы, но чаще встречается микроэлементы. Несмотря на незначительное количество содержания в организме человека, микроэлементы – жизненно важные составные части нашего здоровья.

Список всех микроэлементов (можно перейти на любой микроэлемент, кликнув по нему мышью):

Бром (Br, Bromum) Молибден (Mo, Molybdenum)
Ванадий (V, Vanadium) Натрий (Na, Natrium)
Железо (Fe, Ferrum) Никель (Ni, Niccolum)
Йод (I, Iodum) Олово (Sn, Stannum)
Калий (K, Kalium) Селен (Se, Selenium)
Кальций (Ca, Calcium) Сера (S, Sulphur)
Кислород (O, Oxygenium) Фосфор (P, Phosphorus)
Кобальт (Co, Cobaltum) Фтор (F, Fluor)
Магний (Mg, Magnesium) Хлор (Cl, Chlorine)
Марганец (Mn, Manganum) Хром (Cr, Chromium)
Медь (Cu, Cuprum) Цинк (Zn, Zincum)

Роль микроэлементов в организме человека

Организм человека содержит более 70 минеральных веществ, микроэлементы участвуют во всех процессах жизнеобеспечения. Чтобы понять, насколько важны и эффективны микроэлементы, посмотрим на список основных функций следовых элементов:

  • Обеспечение нормального кислотно-щелочного баланса,
  • Участие в процессах кроветворения, секреции и костеобразования,
  • Поддержание осмотического давления на постоянном уровне,
  • Управление нервной проводимостью,
  • Налаживание внутриклеточного дыхания,
  • Влияние на иммунную систему,
  • Обеспечение полноценного сокращения мышц.

Становится понятно, что микроэлементы необходимы человеку, чтобы поддерживать физическое и умственное здоровье на должном уровне, поэтому, живя в постоянном стрессе и в условиях всё ухудшающейся экологии, необходимо уделять повышенное внимание поступлению в организм не только витаминов, но и минеральных веществ.

Интересный факт – волосы реагируют на нехватку микроэлементов быстрее всего, именно анализ состояния волос покажет самое точное количество и качество имеющихся в организме человека микроэлементов.

Классификация микроэлементов

Основные минеральные вещества по количеству содержания делятся на макроэлементы (содержатся в организме в количестве 0,1% и выше), микроэлементы (содержание 0,001% и ниже) и ультрамикроэлементы (содержание менее 0,00001%). Это является традиционным способом классификации, но он не даёт полной картины биологической ценности или заменимости, поэтому часто микроэлементы классифицируют по другим признакам.

Например, существует разделение по заменимости микроэлементов:

  • Незаменимые (железо, кобальт, марганец и цинк),
  • Жизненно необходимые (алюминий, бор, бериллий, йод, молибден и никель),
  • Токсиканты (кадмий, рубидий, свинец),
  • Недостаточно изученные (висмут, золото, мышьяк, титан, хром).

Для определения ценности различных микроэлементов, имеется данная классификация, согласно которой микроэлементы делятся на следующие группы:

  • Незаменимые (железо, йод, кобальт, марганец и цинк),
  • Вероятно незаменимые (бром, молибден, селен, фтор),
  • Физиологически неактивные (бериллий, кадмий).

Все имеющиеся классификации не идеальны, потому что многие микроэлементы недостаточно изучены и в различных тканях организма ведут себя по-разному, иногда из незаменимых превращаясь в токсичные. Поэтому учёные-химики и медики постоянно находятся в писке новых критериев для классификации (роль в питании и метаболизме, например), чтобы получить наиболее подробную и понятную систему.

Совместимость микроэлементов с витаминами

В организме человека прослеживается чёткая взаимосвязь и совместимость микроэлементов и витаминов, более того, процесс совместимости может играть как положительную роль, помогая усвоению витаминов или микроэлементов, так и отрицательную – разрушительно действуя на ту или иную сторону взаимосвязи. Многие витамины и микроэлементы не вступают в реакции, то есть воздействие их друг на друга нейтральное.

Положительная совместимость:

Несовместимость микроэлементов и витаминов:

  • Витамин В9 препятствует всасыванию цинка,
  • Кальций, магний и цинк препятствуют усвоению железа,
  • Медь и железо обесценивают действие витамина В12,
  • Кальций теряет биодоступность в присутствии фосфора.

Зная эти особенности, можно скорректировать режим питания и быть внимательным, принимая лекарственные препараты. Как правило, в инструкциях к лекарствам указано, как они влияют на содержания минеральных веществ (например, цинк из организма вымывается при приёме аспирина).

Всасывание и выделение микроэлементов

Большинство микроэлементов хорошо растворяются в воде, поэтому проблем с их всасыванием, как правило, не замечено. Процесс всасывания происходит в зоне тонкого кишечника, особенно в двенадцатиперстной кишке. Выделение микроэлементов происходит традиционными путями – через выдыхаемый воздух, кал (железо, медь, ртуть, цинк и фосфор) и мочу (бром, калий, литий, марганец, натрий).

Дефицит микроэлементов

Дефицит микроэлементов может иметь пагубное влияние на организм человека, основные признаки нехватки микроэлементов:

  • Дисбактериоз,
  • Анемия,
  • Снижение иммунитета,
  • Задержка в развитии,
  • Тусклость и выпадение волос,
  • Плохое пищеварение,
  • Лишний вес вплоть до ожирения,
  • Развитие диабета,
  • Заболевания кожных покровов и костей,
  • Сердечно-сосудистые недуги,
  • Проблемы в половой сфере.

Дефицит микроэлементов возникает при скудном или несбалансированном питании, если человек проживает в экологически неблагоприятном регионе, где имеется питьевая вода ненадлежащего качества, при неконтролируемом приёме препаратов, влияющих на содержание микроэлементов.

Влияние микроэлементов на иммунную систему

Необходимость микроэлементов подтверждают исследования учёных, подтверждающие, что микроэлементы способны усиливать защитные механизмы иммунной системы, оказывая стимулирующее действие на основные функции организма. Некоторые из минералов (железо, йод, кобальт, медь и марганец) участвуют в образовании антител, разрушают бактериальные токсины.

Многообразие воздействия микроэлементов на организм человека доказывает необходимость данных минеральных веществ для полноценного функционирования и поддержания организма в здоровом состоянии в течении всей жизни.

Больше и микро- и макроэлементах смотрите в видеоролике «Роль химических элементов в организме человека»

Автор: Виктория Н. (специально для Calorizator.ru)
Копирование данной статьи целиком или частично запрещено.

Микроэлементы необходимы

Незаменимые микроэлементы входят в состав ферментов, витаминов, гормонов и других биологически активных веществ. Незаменимыми микроэлементами являются железо, йод, медь, марганец, цинк, кобальт, молибден, селен, хром, фтор.

Физиологическое значение макро- и микроэлементов определяется их участием:

  • в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме;
  • в пластических процессах и построении тканей фосфор и кальций – основные структурные компоненты костей;
  • в поддержании кислотно-основного состояния;
  • в поддержании солевого состава крови и водно-солевого обмена.

 

Уровень поступления микроэлементов в организм зависит от их содержания в пищевых продуктах и воде. Постоянное снижение или повышение концентрации определенных минеральных веществ в суточном рационе человека, как правило, связано с недостатком или излишком этих микроэлементов в окружающей среде района проживания. Формирующийся при этом в организме людей дефицит или избыток определенных микроэлементов приводит к развитию эндемических геохимических заболеваний (микроэлементозов).

Наиболее изученной является йодная эндемия. Так, в регионах, где в окружающей среде отмечено недостаточное содержание йода, широко распространен эндемический зоб.

При профилактике недостатка микроэлементов в первую очередь нужно устранить причины, которые могли привести к их нехватке в организме. Необходимо избегать стрессовых ситуаций, нельзя злоупотреблять алкоголем, необходимо адекватное лечение, заболеваний пищеварительной системы, при которых нарушается всасывание питательных веществ, в том числе и микроэлементов.

Йодированная соль — это часть здорового питания. Использование йодированной соли при приготовлении пищи предупреждает нарушения, вызванные йодным дефицитом. Йодная добавка не изменяет вкус, цвет и запах соли. Йодированную соль можно использовать для приготовлений пищи, домашнего консервирования и в пищевой промышленности, так как йодная добавка не влияет на качество продуктов.

Йодированная соль — дешевый продукт питания, доступный и безопасный для любого человека, в том числе для беременных женщин и маленьких детей. Если врач рекомендовал вам ограничить потребление соли, то вам тем более следует употреблять только йодированную соль. Для профилактики йододефицитных состояний достаточно того же количества йодированной соли, что и обычной.

Чтобы убедиться в том, что соль йодированная, прочитайте надпись на упаковке. На ней должно быть указано «Йодированная соль».

В качестве профилактики микроэлементозов также рекомендуется употребление витаминно-минеральных комплексов,  восполняющих дефицит важнейших витаминов и минералов. Перед употреблением не забудьте проконсультироваться с вашим лечащим врачом.

По информации Центра гигиены и эпидемиологии в Свердловской области

Содержание микроэлементов в воде

Употребление очищенной воды частично компенсирует ежедневную потребность организма в микроэлементах. Эти биологически активные соединения классифицируются на полезные и вредные. Первые обеспечивают полноценное функционирование организма, вторые – оказывают противоположное влияние. Доставка воды, которую осуществляет компания «Витарэль», позволяет получить качественное питье, безопасное и полезное. Его химический состав помогает укрепить здоровье людей любого возраста, начиная с первых дней жизни.

Полезные микроэлементы воды: виды, свойства

Химический состав очищенной питьевой воды представлен несколькими соединениями. В зависимости от большего уровня концентрации к меньшему, питье содержит:

  • Цинк. Компонент необходим для поддержания кожи в полноценном состоянии, улучшения активности сердца, нормализации вязкости крови. Ионы цинка участвуют в процессе регенерации, помогают заживлять раны. Соединение обладает иммуномодулирующим свойством, помогает синтезировать гемоглобин. Стандартная концентрация цинка в 1 л очищенной воды не превышает 5 мг.
  • Железо. Микроэлемент перерабатывает токсические компоненты, которые накапливаются в крови из-за неправильного питания, приема лекарств, вредных привычек. Железо входит в состав гемоглобина, поступает в организм с питьевой водой из расчета 2-3 мг/л. Компонент склонен к накоплению. При регулярном и умеренном поступлении соединения в кровь удается поддерживать на нормальном уровне активность печени и щитовидной железы.
  • Фтор. Для здоровья человека основной источник этого микроэлемента – вода, а не пища. С продуктами питания организм насыщается только на 30% от необходимой нормы. Микроэлемент препятствует развитию склероза, помогает удерживать на нормальных показателях содержание в организме магния, кальция и фосфора. Также компонент необходим для развития костей, зубов. Степень насыщения воды фтором составляет 2 мг/л.
  • Медь. Полноценно обогащает кровь кислородом, предотвращает развитие гипоксии, формирует иммунный ответ на атаки патогенной микрофлоры. Элемент содержится в 1 л очищенной питьевой воды в стандартной концентрации не более 1 мг. Благодаря регулярному поступлению меди в кровь повышается эластичность вен, артерий, капилляров – снижается риск их ломкости и появления гематом.
  • Селен. Элемент обеспечивает полноценную активность щитовидной железы, что помогает ей вырабатывать достаточное количество гормонов. Биологически активное вещество укрепляет иммунитет, сокращает токсическое воздействие ртути и других отравляющих компонентов. Содержание селена в 1 л очищенной питьевой воды стандартно не превышает 1 мг.
  • Йод. Важный компонент, который необходим для полноценной активности головного мозга, поддержания уровня артериального давления на нормальных показателях. Йод оказывает благоприятное воздействие на функцию щитовидной железы, повышает частоту сердечных сокращений. Это единственный микроэлемент, который участвует в продуцировании гормонов. Содержание йода в 1 л питьевой воды – от 0,005 до 1 мг.

Из-за оптимального содержания микроэлементов, регулярное употребление очищенной воды сохраняет минеральный обмен на нормальном уровне. Благодаря ежедневному дополнению рациона столь полезным питьем, удается сохранить молодость и долголетие, избежать развития болезней.

Вредные микроэлементы воды

Природный состав воды предполагает наличие не только полезных микроэлементов, но и тех, которые неблагоприятно отражаются на состоянии организма. Особенно, при регулярном поступлении в кровь. За счет того, что питьевая вода проходит несколько уровней очищения, от вредных компонентов на 100% удается избавиться. А значит, употребляя очищенную воду, можно избежать развития тяжелых осложнений, связанных с состоянием разных систем организма. К токсичным микроэлементам относится:

  • Марганец. Особенно представляет опасность для беременных и детей. Насыщая кровь, вызывает разрушение печени, повышает риск развития тромбов, оказывает негативное воздействие на состояние иммунитета. Снижает сопротивляемость, что служит благоприятным условием для развития заболеваний разного вида и степени тяжести.
  • Алюминий. Компонент имеет тенденцию к накоплению внутри тканей, впоследствии неблагоприятно воздействует на состояние нервной системы. Долгое время интоксикация прогрессирует бессимптомно, период может занять даже несколько месяцев. Признаки, указывающие на перенасыщение крови алюминием – высыпания на коже лица и тела, снижение чувствительности конечностей, выпадение волос, головная боль.
  • Хлор. Неблагоприятно воздействует на состояние всех систем организма, вызывая выраженную интоксикацию крови, тканей. По мере накопления, вызывает снижение давления, тошноту и рвоту, головокружение, трудности с концентрацией внимания, нарушение координации движений.

Благодаря приобретению очищенной воды удается гарантированно предотвратить поступление в организм неблагоприятных соединений. Оптимальное количество микроэлементов необходимо рассчитывать, исходя из индивидуальных характеристик человека. Но ежедневно выпивая 1 л очищенной воды, можно поспособствовать оздоровлению организма и предотвратить последствий обезвоживания. К ним относится кислородное голодание головного мозга, предрасположенность к тромбам, повышенная сухость кожи, гипотония.

Вода, которую предлагает компания «Витарэль», прошла все необходимые экспертизы. С помощью лабораторного исследования удалось установить, что питье – безопасно и полезно для каждого человека. Воду компании «Витарэль» могут употреблять взрослые и дети, независимо от состояния здоровья и других факторов. Во всех случаях действие благотворно отразится на самочувствии и активности организма, предотвратит преждевременное наступление старения, продлит молодость.


Микроэлементы. Общая информация

Химические элементы в свободном состоянии и в виде множества химических соединений входят в состав всех клеток и тканей человеческого организма. Они являются строительным материалом, важнейшими катализаторами различных биохимических реакций, непременными и незаменимыми участниками процессов роста и развития организма, обмена веществ, адаптации к меняющимся условиям окружающей среды.

Физиологическое действие различных элементов зависит от их дозы. Поэтому токсичные элементы (мышьяк, ртуть, сурьма, кадмий и др.) при низких концентрациях могут действовать на организм как лекарство (оказывая тем самым саногенетическое воздействие), тогда как натрий, калий, кальций, железо, магний и ряд других элементов в высоких концентрациях могут обладать выраженным токсическим эффектом.

Для осуществления жизненно важных функций у каждого элемента существует оптимальный диапазон концентраций. При дефиците или избыточном накоплении элементов в организме могут происходить серьезные изменения, обуславливающие нарушение активности прямо или косвенно зависящих от них ферментов.

В организме химические элементы находятся преимущественно в виде соединений, избыточное образование или распад которых может приводить к нарушению так называемого металло-лигандного гомеостаза, а в дальнейшем и к развитию патологических изменений. Элементы – металлы и лиганды (например, глутаминовая, аспарагиновая, липоевая, аскорбиновая кислоты) могут выступать в качестве активаторов или ингибиторов различных ферментов, что обусловливает их существенную роль в развитии и терапии различных заболеваний.

Для систематизации сведений о содержании и физиологической роли химических элементов в организме в последние десятилетия был предложен ряд классификаций. Не рассматривая их подробно, остановимся лишь на некоторых принципиальных моментах.

Один из принципов классификации – разделение химических элементов на группы, в зависимости от уровня их содержания в организме человека.

Первую группу такой классификации составляют «макроэлементы», концентрация которых в организме превышает 0,01%. К ним относятся O, C, H, N, Ca, P, K, Na, S, Cl, Mg. В абсолютных значениях (из расчета на среднюю массу тела человека в 70 кг), величины содержания этих элементов колеблются в пределах от сорока с лиш ним кг (кислород) до нескольких г (магний). Некоторые элементы этой группы называют «органогенами» (O, H, С, N, P, S) в связи с их ведущей ролью в формировании структуры тканей и органов.

Вторую группу составляют «микроэлементы» (концентрация от 0,00001% до 0,01%). В эту группу входят: Fe, Zn, F, Sr, Mo, Cu, Br, Si, Cs, I, Mn, Al, Pb, Cd, B, Rb. Эти элементы содержатся в организме в концентрациях от сотен мг до нескольких г. Однако, несмотря на малое содержание, микроэлементы не случайные ингредиенты биосубстратов живого организма, а компоненты сложной физиологической системы, участвующей в регулировании жизненных функций организма на всех этапах его развития.

В третью группу включены «ультрамикроэлементы», концентрация которых ниже 0,000001%. Это Se, Co, V, Cr, As, Ni, Li, Ba, Ti, Ag, Sn, Be, Ga, Ge, Hg, Sc, Zr, Bi, Sb, U, Th, Rh. Содержание этих элементов в теле человека измеряется в мг и мкг. На данный момент установлено важнейшее значение для организма многих элементов из этой группы, таких как, селен, кобальт, хром и др.

В основе другой классификации лежат представления о физиологической роли химических элементов в организме. Согласно такой классификации макроэлементы, составляющие основную массу клеток и тканей, являются “структурными” элементами. К «эссенциальным» (жизненно-необходимым) микроэлементам относят Fe, I, Cu, Zn, Co, Cr, Mo, Se, Mn, к “условно-эссенциальным” – As, B, Br, F, Li, Ni, Si, V. Жизненная необходимость или эссенциальность (от англ. essential – “необходимый”), является важнейшим для жизнедеятельности живых организмов свойством химических элементов. Химический элемент считается эссенциальным, если при его отсутствии или недостаточном поступлении в организм нарушается нормальная жизнедеятельность, прекращается развитие, становится невозможной репродукция. Восполнение недостающего количества такого элемента устраняет клинические проявления его дефицита и возвращает организму жизнеспособность.

К “токсичным” элементам отнесены Al, Cd, Pb, Hg, Be, Ba, Bi, Tl, к “потенциально-токсичным” – Ag, Au, In, Ge, Rb, Ti, Te, U, W, Sn, Zr и др. Результатом воздействия этих элементов на организм является развитие синдромов интоксикаций (токсикопатий).

Оценка элементного статуса человека является основным вопросом определения влияния на здоровье человека дефицита, избытка или нарушения тканевого перераспределения макро- и микроэлементов. Определение элементного состава биосред используется:

  • при мониторинге состояния здоровья, оценке уровня работоспособности и эффективности лечения;
  • при формировании групп риска по гипо- и гиперэлементозам;
  • при подборе рациональной диеты как здоровому, так и больному человеку;
  • в скрининг-диагностических исследованиях больших групп населения;
  • при картировании территорий по нозологическим и системным формам патологии у детей и других возрастных групп населения;
  • при оценке взаимозависимости многосторонних связей цепи “человек–среда обитания”;
  • при составлении карт экологического природного и техногенного неблагополучия регионов;
  • при изучении воздействия на организм вредных привычек;
  • экспертно-криминалистических исследованиях (идентификация личности в судебной медицине, метод выбора в подтверждение исследований по молекуле ДНК и генному коду).

Методы определения микроэлементов в биосубстратах Масс-спектрометрия с индуктивно связанной аргоновой плазмой (ИСП-МС), атомно-абсорбционная спектрофотометрия с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА).

Условия взятия и хранения материала для исследования

Взятие и подготовка крови для получения плазмы и сыворотки проводится по общепринятым методикам. Если при заборе проб используют перчатки, то они должны быть не опудренные и не содержать латекса (напр., нитриловые). Кровь может быть получена из локтевой вены или из пальцев рук (капиллярная). Объем отобранной крови должен составлять не менее 1 мл. Образцы сыворотки или плазмы крови хранятся в обычном холодильнике до 3–5 сут (от 0 до 4 °С) либо замораживаются (до -18 °С), либо лиофилизуются, или высушиваются в сушильном шкафу (для длительного хранения). Для длительного хранения образцы помещаются в одноразовые полипропиленовые пробирки с герметичными крышками.

Взятие биологических образцов крови и мочи проводят в соответствии с МУК 4.1.1482-08, МУК 4.1.1483-08.

Скрининг элементного состава волос (40 микроэлементов)

Доступен выезд на дом

  Профиль включает в себя максимальный перечень как макроэлементов, так и микроэлементов. Рекомендуется как профилактическое исследование или как программа общей диагностики. Рекомендуется при отклонении в Профиле результатов анализа от референсных величин назначать профили, оценивающие текущий обмен МЭ в организме: № МЭ 3 (сыворотка, цельная кровь) и № МЭ4 (моча) или отдельные тесты для этих биосубстратов. Однако стоит отметить, что диагностическое применение для ряда тестов ограничено и трудно подаётся интерпретации. Необходимо внимательно прочитать и соблюдать правила сбора волос. Сравнивая анализ МЭ в волосах с их анализом в крови и моче, следует отметить, что концентрация МЭ в волосах значительно выше, чем в вышеупомянутых субстратах. Волосы не требуют особых условий хранения и отвечают принципам неинвазивности при отборе материала. В отличие от жидких биосубстратов концентрация МЭ в волосах менее подвержена строгому гомеостатическому регулированию (только до границы зоны волосяного сосочка и собственно медуллярной части волоса, которая быстро подвергается «омертвению» и прекращает обмен с внутренней средой организма) и кратковременному изменению содержания МЭ в жидких биосубстратах, зависящего от поступления МЭ извне. В связи с этим, по мнению ряда авторов, волосы стоит рассматривать как донозологическую диагностику и раннее выявление патологических изменений в организме, связанных с недостатком или избытком МЭ в тканях. Стоит особенно отметить (необходимо для понимания анализа элементного обмена в организме), что динамика депонирования МЭ в мобильных клеточных элементах цельной крови не всегда совпадает с динамикой распределения МЭ в медленно обменивающихся структурах: волосах и ногтях (в т. ч. в неанализируемых структурах – паренхиматозных органах, костях, хрящах. Это связано с анатомическими и физиологическими особенностями кинетики распределения МЭ между компартментами организма. Анализ волос «зеркально» отражает эндогенное тканевое содержание для ряда МЭ, уровень выведения из организма, в особенности для токсичных МЭ (образно – «волосяные почки»), а также экзогенное воздействие (следует учитывать химическую структуру вещества в состав которого входит определяемый МЭ). Также для оценки элементного состав волос необходимо учитывать такие факторы как скорость роста волос и влияние факторов окружающей среды.

Метод определения: Масс-спектрометрия c источником ионов в виде индуктивно связанной плазмы (ИСП-МС). 

Аспекты питания основных микроэлементов в здоровье полости рта и заболеваниях: подробный обзор

Медь 2000 μ г Дети от 1 до 3 лет: 340 мкг / день; От 4 до 8 лет: 440 мкг / день; От 9 до 13 лет: 700 мкг / день; От 14 до 18 лет: 890 мкг / день
Мужчины и женщины в возрасте 19 лет и старше: 900 мкг / день
Беременность: 1000 мкг / день
Лактация: 1300 мкг / день
Дети от 1 до 3 лет: 1 мг / день день; От 4 до 8 лет: 3 мг / день; От 9 до 13 лет: 5 мг / день; От 14 до 18 лет: 8 мг / день
Взрослые от 19 лет и старше (включая период лактации): 10 мг / день
Беременность: 8 мг / день
Устрицы, другие моллюски, цельнозерновые, фасоль, орехи, картофель, мясные субпродукты (почки, печень), темная зелень, сухофрукты и дрожжи

Железо 18 мг Дети от 1 до 3 лет: 7 мг / день; От 4 до 8 лет: 10 мг / день; От 9 до 13 лет: 8 мг / день
Мальчики от 14 до 18 лет:
11 мг / день
Девочки от 14 до 18 лет: 15 мг / день
Взрослые: 8 мг / день для мужчин в возрасте 19 лет и старше и женщин от 51 года и старше
Женщины от 19 до 50 лет: 18 мг / день
Беременные женщины: 27 мг / день
Кормящие матери: 10 мг / день
Младенцы и дети от рождения до 13 лет: 40 мг / день
Дети в возрасте 14 лет и взрослые (включая беременность и кормление грудью): 45 мг / день
Гемовое железо: печень, мясо, птица и рыба
Негемовое железо: злаки, зеленые листовые овощи, бобовые, орехи, масличные семена, пальмовый сахар и сушеные фрукты

Цинк 15 мг Младенцы и дети от 7 месяцев до 3 лет: 3 мг / день; От 4 до 8 лет: 5 мг / день; 9-13 лет: 8 мг / день
Девочки 14-18 лет: 9 мг / день
Мальчики и мужчины 14 лет и старше: 11 мг / день
Женщины 19 лет и старше: 8 мг / день
Беременные женщины : 11 мг / день
Кормящие женщины: 12 мг / день
Младенцы: 4-5 мг / день
Дети от 1 до 3 лет: 7 мг / день; От 4 до 8 лет: 12 мг / день; От 9 до 13 лет: 23 мг / день; От 14 до 18 лет: 34 мг / день
Взрослые от 19 лет и старше (включая беременность и период лактации): 40 мг / день
Корма для животных: мясо, молоко и рыба
Биодоступность цинка в растительной пище низкая

Кобальт 6 μ г Младенцы: 0.5 мкг
Дети 1-3 лет: 0,9 мкг; 4–8 лет: 1,2 мкг; 9–13 лет: 1,8 мкг
Дети старшего возраста и взрослые: 2,4 мкг
Беременные женщины: 2,6 мкг
Кормящие матери: 2,8 мкг
Неизвестно Рыба, орехи, зеленые листовые овощи (брокколи, шпинат), злаки и овес

Хром 120 μ г Дети от 1 до 3 лет: 11 мкг; От 4 до 8 лет: 15 мкг
Мальчики от 9 до 13 лет: 25 мкг
Мужчины от 14 до 50 лет: 35 мкг
Мужчины от 51 года и старше: 30 мкг
Девочки от 9 до 13 лет: 21 мкг; От 14 до 18 лет: 24 мкг
Женщины от 19 до 50 лет: 25 мкг; 51 год и старше: 20 мкг
Беременные женщины: 30 мкг
Кормящие женщины: 45 мкг
Дозы, превышающие 200 мкг, токсичны Лучшие источники: переработанное мясо, цельнозерновые и специи

Молибден 75 μ г Дети от 1 до 3 лет: 17 мкг / день; От 4 до 8 лет: 22 мкг / день; От 9 до 13 лет: 34 мкг / день; От 14 до 18 лет: 43 мкг / день
Мужчины и женщины в возрасте 19 лет и старше: 45 мкг / день
Беременность и лактация: 50 мкг / день
Дети: 300-600 мкг / день
Взрослые (включая беременность и период лактации ): 1100–2000 мкг / день
Корм ​​для животных: печень; овощи: чечевица, сушеный горох, фасоль, соя, овес и ячмень

Селен 70 μ г Дети 1-3 лет: 20 мкг / день
Дети 4-8 лет: 30 мкг / день
Дети 9-13 лет: 40 мкг / день
Взрослые и дети от 14 лет и старше: 55 мкг / день
Беременные женщины: 60 мкг / день
Кормящие женщины: 70 мкг / день
Безопасный верхний предел селена составляет 400 мкг в день для взрослых Печень, почки , морепродукты, мышечное мясо, крупы, зерновые продукты, молочные продукты, фрукты и овощи

Йод 150 мкг г Дети от 1 до 8 лет: 90 мкг / день; 9-13 лет: 120 мкг / день
Дети 14 лет и взрослые: 150 мкг / день
Беременные женщины: 209 мкг / день
Кормящие матери: 290 мкг / день
Дети от 1 до 3 лет: 200 мкг / день ; От 4 до 8 лет: 300 мкг / день; От 9 до 13 лет: 600 мкг / день; От 14 до 18 лет: 900 мкг / день
Взрослые старше 19 лет, включая беременных и кормящих женщин: 1100 мкг / день
Лучшие источники: морепродукты (морская рыба и морская соль) и жир печени трески
Небольшие количества: молоко, овощи и крупы

Фтор В питьевой воде: 0.От 5 до 0,8 мг Дети от 1 до 3 лет: 0,7 мг; От 4 до 8 лет: 1 мг; От 9 до 13 лет: 2 мг; От 14 до 18 лет: 3 мг
Мужчины 19 лет и старше: 4 мг
Женщины от 14 лет и старше (включая беременных и кормящих женщин): 3 мг
0,7–9 мг для младенцев
1,3 мг для детей от 1 до 3 года
2,2 мг для детей от 4 до 8 лет
10 мг для детей старше 8 лет, взрослых, беременных и кормящих женщин
Питьевая вода, продукты (морская рыба и сыр) и чай

Состав основных и микроэлементов (включая РЗЭ) минеральных, термальных, шахтных и поверхностных вод на юго-западе Германии и их влияние на взаимодействие вода-порода

Приповерхностный водный цикл в геологически сложной области включает очень разные источники, включая метеорные, метаморфические и магматические.Флюиды из этих источников могут реагировать с осадочными, магматическими и / или метаморфическими породами на различной глубине. Настоящее исследование сообщает о большом количестве анализов основных, второстепенных и микроэлементов в метеорных, минеральных, термальных и шахтных водах из геологически известной и изменчивой области размером около 200 × 150 км на юго-западе Германии. Геология этой области включает варисканский гранитный и гнейсовый фундамент, частично перекрытый триасовыми и юрскими сланцами, песчаниками и известняками. Как в фундаменте, так и в осадочных породах происходит гидротермальная минерализация (включая Pb, Cu, As, Zn, U, Co и многие другие), которые добывались в прежние времена.Минеральные воды, термальные воды и метеорные воды, протекающие через заброшенные шахты (шахтные воды), распределены по всей территории, хотя шахтные воды концентрируются в Шварцвальде и вокруг него.

Настоящий анализ показывает, что основной элементный состав конкретной воды определяется типом окружающей породы (например, кристаллические или осадочные породы) и глубиной происхождения воды. Для воды из кристаллических пород именно происхождение воды определяет, будет ли образец преобладающим Na – Cl (более глубокое происхождение) или преобладающим Ca – HCO 3 (мелководное происхождение).Напротив, состав вод из осадочных пород определяется наличием легко растворимых минералов, таких как кальцит (преобладающий Ca – HCO 3 ), галит (преобладающий Na – Cl) или гипс (преобладающий Ca – SO 4 ). Следовательно, одни только данные об основных элементах не могут быть использованы для отслеживания происхождения воды. Однако сочетание состава основных элементов с данными о микроэлементах может предоставить дополнительную информацию о путях потока и процессах взаимодействия флюид-порода. Соответственно, анализ микроэлементов показал, что:

Аномалии Се могут использоваться в качестве индикатора происхождения воды.В то время как поверхностные воды имеют отрицательные или сильно отрицательные аномалии церия, воды, берущие начало с больших глубин, не имеют или показывают только слабые отрицательные аномалии церия.

Eu аномалии могут использоваться для дифференциации вмещающих пород. В водах гнейсов наблюдаются положительные европиевые аномалии, а в водах гранитов — отрицательные. Воды из осадочных пород не обнаруживают аномалий Eu.

Rb и Cs также могут быть индикаторами для породы, с которой взаимодействовал флюид: Rb и Cs положительно коррелируют в большинстве вод с отношениями Rb / Cs ~ 2, что предполагает, что эти воды находятся в равновесии с глинистые минералы в породах.Отношения Rb / Cs> 5 указывают на реакцию воды с существующими глинистыми минералами, тогда как отношения Rb / Cs <2, вероятно, связаны с изменением вмещающих пород и образованием глинистых минералов.

Химический состав карбонатных осадков из термальных вод указывает на то, что концентрации редкоземельных элементов (РЗЭ), Rb и Cs в минералах контролируются за счет включения частиц глины, которые адсорбируют эти элементы.

Металлы и другие микроэлементы

Микроэлементы — это просто элементы, присутствующие в окружающей среде в незначительных количествах.Микроэлементы включают металлы, такие как свинец и железо; металлоиды, такие как мышьяк ; и радионклидов, (радиоактивные элементы), такие как радий и радон. Микроэлементы в ручьях, реках и грунтовых водах нашей страны имеют естественные и искусственные источники. Выветривание горных пород, эрозия почвы и растворение водорастворимых солей являются примерами естественных источников микроэлементов. Многие виды деятельности человека также вносят микроэлементы в окружающую среду: добыча полезных ископаемых, городские стоки, промышленные выбросы и ядерные реакции — это лишь некоторые из многих искусственных источников.Микроэлементы имеют тенденцию концентрироваться в отложениях, но также могут до некоторой степени растворяться в воде и могут представлять опасность для здоровья человека и водных организмов.

► Узнайте о микроэлементах в подземных водах в основных водоносных горизонтах США, нашем невидимом и жизненно важном ресурсе.

МЕТАЛЛЫ

Многие люди могут не осознавать, что большинство элементов — это металлы. Металлы, как правило, блестящие, из них получаются хорошие проводники, они податливы и пластичны.Большинство из них подвержены коррозии при воздействии морской воды или воздуха и теряют электроны во время реакций. Мы знакомы со многими металлами, например, с золотом, серебром, свинцом, цинком, хромом, кадмием и , ртутью, . Менее очевидно, что другие элементы, например бериллий, натрий и литий, тоже являются металлами. Хотя искусственные металлические предметы окружают нас каждый день, металлы составляют лишь мизерную долю элементов земной коры.

Не существует согласованного определения «тяжелых металлов», но тяжелыми металлами обычно считаются металлы с высокой плотностью.Золото, серебро, олово, медь, цинк и железо — хорошо известные примеры тяжелых металлов. Некоторые тяжелые металлы, такие как железо и цинк, являются важными питательными веществами при низких концентрациях, но токсичны при высоких концентрациях. Другие несущественные тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, токсичны даже при относительно низких концентрациях.

«Металлоид» имеет промежуточные свойства между металлами и неметаллами. С точки зрения качества воды, мышьяк , пожалуй, является наиболее опасным металлоидом.Другие металлоиды включают бор и кремний, а углерод и некоторые другие микроэлементы иногда классифицируются как металлоиды.

Металлы в воде, используемой для питья, и в отложениях могут представлять опасность для здоровья человека и водных организмов. Разработаны различные эталоны концентрации , которые указывают на концентрацию, выше которой металл опасен для здоровья.

РАДИОНУКЛИДЫ

Радионуклиды (радиоактивные элементы) также являются микроэлементами.Радионуклиды в нашей окружающей среде производятся минералами в земной коре, космическими лучами, поражающими атомы в атмосфере Земли, и деятельностью человека. Радионуклиды естественным образом встречаются во многих горных породах и минералах и поэтому часто встречаются в грунтовых водах. Наиболее распространенными примерами радионуклидов в подземных водах являются уран, радий и радон.

► Узнайте больше о радионуклидах и качестве воды .

ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЛЕДОВ

Небольшое количество микроэлементов, таких как селен, не являются ни металлами, ни радионуклидами.Селен естественным образом встречается в осадочных породах, сланцах, угольных и фосфатных месторождениях и почвах. Применение поливной воды, содержащей растворенный кислород, может вызвать выброс селена из донных отложений в грунтовые воды, особенно в засушливых районах. Эти процессы были задокументированы в мелководном водоносном горизонте Denver Basin в Колорадо и в некоторых частях Запада, где селен встречается в породах и отложениях. Селен из грунтовых вод может сбрасываться в ручьи, где он может биоаккумулироваться в водной пищевой цепи.Хроническое воздействие на рыбу и водных беспозвоночных может вызвать нарушение репродуктивной функции.

СЛЕДОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПИТЬЕВАЯ ВОДА

Концентрации микроэлементов с большей вероятностью будут проблемой в грунтовых водах, чем в поверхностных водах, если только в этом районе не ведется добыча полезных ископаемых. Это связано с тем, что, когда грунтовые воды проходят через породы и отложения, составляющие водоносный горизонт, некоторые минералы в этих породах и отложениях или прилипшие к ним попадают в воду.Подземные воды, которые долгое время находились в водоносном горизонте, имели больше времени для взаимодействия с материалами водоносного горизонта, чем грунтовые воды, которые недавно восстановились. Кроме того, геохимические условия, такие как pH и окислительно-восстановительный потенциал , изменяются по мере того, как грунтовые воды медленно перемещаются по пути потока от подпитки к сбросу — эти геохимические условия могут влиять на попадание металлов в грунтовые воды.

Возраст подземных вод — это лишь один из факторов, который может повлиять на концентрацию микроэлементов.Другие факторы включают климат, геологию и действия человека. Климат4 играет важную роль, потому что в регионах с низким уровнем осадков и высокой скоростью испарения меньше воды, чтобы разбавить продукты выветривания горных пород. Геология играет роль, потому что металлы, доступные для выщелачивания в грунтовые воды, зависят от типов минералов, присутствующих в породах и отложениях. Наконец, действия человека, такие как орошение и откачка, могут повлиять на концентрацию микроэлементов в грунтовых водах, часто за счет изменения геохимических условий, таких как pH и окислительно-восстановительные условия, в водоносном горизонте.

Металлы, как сообщается, широко встречаются в концентрациях выше контрольных показателей питьевой воды в неочищенных грунтовых водах из некоторых водоносных горизонтов включают марганец и металлоид мышьяк . Другие металлы, такие как железо, могут не присутствовать в количествах, представляющих опасность для здоровья, но могут причинять неудобства, делая воду неприятной для питья или окрашивая приспособления . Уровни металлов можно снизить путем обработки. Вода из коммунальных колодцев должна проверяться оператором колодца на регулярной основе, чтобы гарантировать, что вода, поставляемая потребителям, соответствует федеральным и государственным стандартам качества воды , которые существуют для многих, но не для всех металлов.Регулярное тестирование воды из домашних (частных) колодцев не требуется, и домовладелец или владелец частного колодца должен проверять, поддерживать и очищать воду из своего колодца. Лучший способ узнать качество воды в домашнем колодце — это проверить его.

В районах воздействия горнодобывающей промышленности кислотные стоки растворяют тяжелые металлы, такие как медь, свинец и ртуть, в грунтовых или поверхностных водах. Кислотные, содержащие металлы стоки из заброшенных угольных шахт могут иметь существенное воздействие на водные ресурсы.Проблемы, которые могут быть связаны с дренажем шахт, включают загрязненную питьевую воду, нарушение роста и воспроизводства водных растений и животных, а также разъедающее действие кислоты на части инфраструктуры, такие как мосты.

Коррозионная вода может способствовать повышению концентрации металлов в питьевой воде, но в этом случае металлы поступают из водопроводной системы, например из труб, используемых для водопровода. Естественно агрессивная вода не опасна для потребления сама по себе, но если сантехнические материалы содержат свинец или медь, коррозионная вода может вызвать выщелачивание этих металлов в водопровод.И поверхностные, и грунтовые воды могут быть коррозионными. На коррозионную активность влияют многие факторы, включая повышенные концентрации хлорида и других растворенных твердых веществ , pH вне нейтрального диапазона, повышенные концентрации взвешенных твердых частиц и низкую щелочность.

МЕТАЛЛЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ ОЗЕР — ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Исследователи вырезали кусочки осадка из керна озерных отложений для анализа. Анализируя концентрации загрязняющих веществ, связанных с отложениями, от нижней части керна до верха, можно восстановить историю этого загрязнителя в водоразделе.

Металлы склонны к прилипанию к осадку ; они могут переноситься взвешенными наносами в ручьях и реках к озерам и водохранилищам, где отложения и металлы оседают на дно. История загрязнения водораздела металлами записывается в отложениях озера, и путем сбора и анализа кернов этого осадка можно восстановить историю загрязнения водосбора .

Тенденции в металлах, зафиксированные в кернах отложений, отражают законодательство, нормативные акты и меняющиеся демографические и производственные практики в Соединенных Штатах.Например, керны отложений четко указывают на пик использования этилированного бензина в конце 1960-х — начале 1970-х годов. Исследование тенденций содержания металлов в 35 водохранилищах и озерах по всей территории США выявило тенденции к снижению содержания свинца и хрома в большинстве озер и тенденции к увеличению в нескольких озерах или без них. Керны отложений также могут регистрировать тенденции в металлах, связанных с местными источниками, такими как горнодобывающие и металлургические предприятия. В городских районах речные источники (городской сток и ручьи) вносят гораздо больший поток металлов, чем атмосферные источники.

► Узнайте больше о металлах и кернах озерных отложений .

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Микроэлементный состав образцов фракционированных по размеру взвешенных твердых частиц из Катарской исключительной экономической зоны Персидского залива: роль атмосферной пыли

Al-Ansari, EMAS, Rowe, G., Abdel-Moati, MAR, Yigiterhan, O ., Аль-Масламани, И., Аль-Яфей, М. А., Аль-Шейх, И., и Апстилл-Годдард, Р.: Гипоксия в исключительной экономической зоне (ИЭЗ) центральной части Персидского залива Катара в летний сезон — Эстуар.Побережье. Шельф С., 159, 60–68, https://doi.org/10.1016/j.ecss.2015.03.022, 2015.

Алфолди, Б., Махфуз, М. М. К., Йигитерхан, О., Сафи, М. А., Элнаием, А. Э. и Джамберини, С .: BTEX, концентрации оксидов азота, аммиака и озона при городские объекты, подверженные влиянию дорожного движения, и фоновые участки в засушливой среде, Атмос. Загрязнение. Res., 10, 445–454, https://doi.org/10.1016/j.apr.2018.08.009, 2019.

Олдридж А. Л. и Джексон Г. А. Агрегация в морских системах: предисловие, Deep-Sea Res.Pt. II, 42, 1–7, https://doi.org/10.1016/0967-0645(95)-9, 1995.

Бартлетт, К.С.: Прогнозирование пыльной бури для Аль-Удейд Аб, Катар: эмпирический анализ. Анализ, докторская диссертация, Воздушный университет, Исламабад, 2004.

Бехруз, Р. Д., Эсмаили-Сари, А., Бахрамифар, Н., и Каскаутис, Д. Г .: Анализ TSP, PM 10 концентрации и водорастворимые ионные частицы в переносимых по воздуху образцы над Систаном, Иран, в летний пыльный период, Атмос. Загрязнение. Res., 8, 403–417, 2017.

Berger, C.Дж. М., Липпиатт, С. М., Лоуренс, М. Г., и Бруланд, К. В .: Применение метода химического выщелачивания для оценки лабильных твердых частиц алюминий, железо и марганец в шлейфе реки Колумбия и прибрежных водах от Орегона и Вашингтона, J. ​​Geophys. Res.-Oceans, 113, C00B01, https://doi.org/10.1029/2007JC004703, 2008.

Брюэр П. Г. и Дирссен Д. Химическая океанография Персидского залива. Прог. Oceanog., 14, 41–55, 1985.

Bruland, K. W. и Franks, R.P .: Mn, Ni, Cu, Zn и Cd на Западном Севере Атлантика, в: Следы металлов в морской воде, под редакцией: Вонг, К.С., Бойл Э., Бруланд, К. В., Бертон, Дж. Д., и Голдберг, Е. Д., Plenum Press, Нью-Йорк, США. 395–414, 1983.

Бруланд, К. В., Донат, Дж. Р. и Хатчинс, Д. А. Интерактивное влияние биоактивные следы металлов на биологическом производстве в океанических водах, Лимнол. Oceanogr., 36, 1555–1577, 1991.

Бу-Олайан, А. Х., Аль-Хассан, Р., Томас, Б. В., и Субрахманьям, М. Н. В .: Влияние микроэлементов металлов и уровней питательных веществ на фитопланктон из Кувейта Побережье, Окружающая среда. Инт., 26, 199–203, 2001.

Кольер, Р. и Эдмонд, Дж .: Геохимия микроэлементов морской среды. биогенные твердые частицы, Прог. Океаногр., 13, 113–199, 1984.

Каттер, Г. А., Андерссон, П., Кодиспоти, Л., Крут, П., Франсуа, Ф., Лохан, М.К., Обата, Х. и Рутгерс ван дер Лёфф, М .: Отбор проб и Протоколы обработки проб для круизов GEOTRACES доступны по адресу: http://www.geotraces.org/libraries/documents/Intercalibration/Cookbook.pdf (Поваренная книга, версия 3.0, последний доступ: 2017 г.), 178 с., 2010.

Даммсхаузер, А., Вагенер, Т., Гарбе-Шенберг, Д., и Крут, П .: Алюминий и титан в виде твердых частиц и растворенных в верхнем слое воды Атлантический океан, Deep-Sea Res. Pt. I, 73, 127–139, 2013.

Doney, S., Fabry, V., Feely, R., and Kleypas, J .: Закисление океана: другие проблемы CO 2 , Ann. Rev. Mar. Sci., 1, 169–192, 2009.

Доргам, М. М .: Исследования планктона в морском районе ROPME, достижения и Пробелы, межд. J. Environmental Res., 7, 767–778, 2013.

Горячий.Ю., Куигг, А., Финкель, З. В., Миллиган, А. Дж., Вайман, К., Фальковски, П. Г., Морель Ф. М .: Элементный состав некоторых морских фитопланктон, J. Phycol., 39, 1145–1159, 2003.

Хо, Т.Ю., Вэнь, Л.С., Ю, К.Ф. и Ли, Д.К .: Следы металла. состав фракционированного по размерам планктона Южно-Китайского моря: Биотический по сравнению с абиотическими источниками, Limnol. Океаногр., 52, 1776–1788, 2007.

Ивамото, Ю. и Уэмацу, М.: Пространственная вариация биогенных и земных коров. элементы во взвешенных твердых частицах из поверхностных вод Севера Тихий океан и его окраины, Prog.Океаногр., 126, 211–223, 2014.

Джендель К., Кайссо М. и Минстер Дж. Ф .: Поведение ванадия в глобальном масштабе. океана и Средиземного моря, Marine Chem., 21, 51–74, 1987

Джиш Пракаш, П., Стенчиков, Г., Календерский, С., Осипов, С., и Бангалат, Х .: Воздействие пыльные бури на Аравийском полуострове и Красном море, Атмос. Chem. Phys., 15, 199–222, https://doi.org/10.5194/acp-15-199-2015, 2015.

Худхаир А. Ю., Халаф Т. А., Азил С. Г. и Саад Р.: Оценка тяжелые металлы в организмах зоопланктона Северо-Западного региона. Персидский залив, доступно по адресу: https://www.cbd.int/doc/meetings/mar/ebsaws-2015-02/other/ebsaws-2015-02-iraq-submission3-en.pdf, последний доступ: 2015 г.

Кнауэр, Г. А. и Мартин, Дж. Х .: Первичное производство и углерод-азот потоки в верхних 1500 м северо-востока Тихого океана, Лимнол. Океаногр., 26, 181–186, 1981.

Кришнасвами, С. и Сарин, М. М .: Одновременное определение Th, U, Изотопы Ra, 210 Pb, 55 Fe, 32 Si и 14 C в морских взвешенных фазах, Anal.Чим. Acta, 83, 143–156, 1976.

Кусс, Дж. И Кремлинг, К .: Пространственная изменчивость следа, связанного с частицами элементы в приповерхностных водах Северной Атлантики, полученные отбор проб большого объема, Marine Chem., 68, 71–86, 1999.

Lam, P.J., Ohnemus, D.C., и Auro, M.E .: фракционированные по размеру основные частицы состав и концентрации из Североатлантической зоны США GEOTRACES Трансект, Deep-Sea Res. Pt. II, 116, 303–320, https://doi.org/10.1016/j.dsr2.2014.11.020, 2015.

Лэнд, Л. С. и Хупс, Г. Х .: Натрий в карбонатных отложениях и породах: a возможный индекс солености диагенетических растворов, J. Осадок. Res., 43, 614–617, 1973.

Лоуренс К. Р. и Нефф Дж. К. Современные физико-химические поток эоловой пыли: синтез прямых измерений осаждения пыли, Chem. Geol., 267, 46–63, 2009.

Liao, W.-H., Yang, S.-C., и Ho, T.-Y .: Состав следовых металлов фракционированного по размерам планктон в западной части Филиппинского моря: влияние антропогенного аэрозоля осаждение, Лимнол.Oceanogr., 62, 2243–2259, https://doi.org/10.1002/lno.10564, 2017.

Маховальд, Н. М., Бейкер, А. Р., Бергаметти, Г., Брукс, Н., Дуче, Р. А., Джикеллс, Т. Д., Кубилай, Н., Просперо, Дж. М. и Теген, И.: Атмосферная глобальный пылевой цикл и поступление железа в океан, Global Biogeochem. Циклов, 19, GB4025, https://doi.org/10.1029/2004GB002402, 2005.

Мартин, Дж. Х. и Кнауэр, Г. А .: Элементный состав планктона, Геохим. Космохим. Ac., 37, 1639–1653, 1973.

Миллиман, Дж.D .: Современные осадочные карбонаты часть 1, в: Морской. Карбонаты, Springer-Verlag, Нью-Йорк, Гейдельберг, Берлин, 375 стр., 1974.

Мус, Д. Р., Просперо, Дж. М., Баддок, М. К., и Гилл, Т. Э .: Идентификация Источники эолийской минеральной пыли: прошлое и настоящее, в: Минеральная пыль, под редакцией Авторы: Книппертц, П. и Штуут, Ж.-Б. W., 51–47, 2014.

Ohnemus, D. C. и Lam, P.J .: Цикл литогенных морских частиц в США. GEOTRACES Североатлантический разрез, Deep-Sea Res. Pt. II, 116, 283–302, https: // doi.org / 10.1016 / j.dsr2.2014.11.019, 2015.

Ohnemus, D. C., Rauschenberg, S., Cutter, G.A., Fitzsimmons, J. N., Шеррелл Р. М. и Твининг Б. С. Повышенное содержание микроэлементов в прокариотах. сообщества, связанные с морскими зонами дефицита кислорода, Limnol. Океаногр., 62, 3–25, https://doi.org/10.1002/lno.10363, 2017.

Пейти, М. Д., Ахтерберг, Э. П., Райкенберг, М. Дж., И Пирс, Р.: Аэрозоль. измерения временных рядов над тропической северо-восточной частью Атлантического океана: пыль источники, элементный состав и минералогия, Marine Chem., 174, 103–119, 2015.

Пилсон, М. Э. К .: Введение в химию моря, второй издание, Cambridge University Press, Великобритания, 524 стр., https://doi.org/10.1017/CBO978113

03, 2013.

Поликарпов И., Сабурова М., Аль-Ямани Ф .: Разнообразие и распространение. зимнего фитопланктона в Персидском заливе и Оманском море, Cont. Shelf Res., 119, 85–99, 2016.

Просперо, Дж. М., Glaccum, Р. А., и Нис, Р. Т .: Атмосферный перенос почвенная пыль от Африки до Южной Америки, Nature, 289, 570–572, 1981.

Куигг, А., Аль-Анси, М., Аль-Дин, Н. Н., Вей, К.-Л., Нанналли, К. К., Аль-Ансари, И., Роу, Г. Т., Солиман, Ю., Аль-Масламани, И., Махмуд, И., Юсеф, Н., и Абдель-Моати, М. А .: Фитопланктон вдоль прибрежного шельфа олиготрофная гиперсоленая среда в полузамкнутом окраинном море: Катар (Персидский залив), Cont. Полка исследования, 60, 1–16, 2013.

Рао Д. В. и Аль-Ямани Ф .: Экология фитопланктона в водах между Шатт-эль-Араб и Ормузский пролив, Персидский залив: обзор, Plankton Biol.Ecol., 45, 101–116, 1998.

Рашки А., Эрикссон П. Г., Раутенбах К. Дж. Де В., Каскаутис Д. Г., Гроте В. и Дикстра, Дж .: Оценка химико-минералогических характеристик переносимой по воздуху пыли регион Систан, Иран, Chemosphere, 90, 227–236, 2013.

Раушенберг, С. и Твининг, Б.С.: Оценка подходов к оценке биогенные микрочастицы металлов в океане, Marine Chem., 171, 67–77, 2015.

Reynolds, R.M .: Физическая океанография Персидского залива, Ормузского пролива и Оманский залив — Результаты экспедиции на гору Митчелл, март.Загрязнение Бюл., 27, 35–59, 1993.

Ричер, Р .: Сохранение в Катаре: Воздействие растущей индустриализации. Случайная бумага. Центр международных и региональных исследований, Джорджтаун Университет дипломатической службы в Катаре, стр. 23, 2009.

Рудник, Р. Л., Гао, С .: Состав континентальной коры, в: The Корка, т. 3, отредактированный: Rudnick, R.L., Elsevier, Amsterdam, the Netherlands, pp. 1–64, 2003.

Садуни, Ф. Н .: Геология Катара: краткое введение, публикация Центр экологических исследований, Катарский университет, Доха, Катар, 36 стр., 2014.

Санудо-Вильгельми, С. А., Кустка, А. Б., Гоблер, К. Дж., Хатчинс, Д. А., Янг, М., Лвиза, К., Бернс, Дж., Капоне, Д. Г., Рэйвен, Дж. А., и Карпентер, E.J .: Фосфорное ограничение азотфиксации триходесмием в центральная часть Атлантического океана, Nature, 411, 66–69, 2001.

Schlitzer, R .: Ocean Data View, доступно на: http://odv.awi.de (последний доступ: 28 октября 2019 г., версия ODV: ODV 5.2 .0), 2018.

Свифт, С.А. и Бауэр, А.С.: Образование и циркуляция плотной воды в Персидский / Персидский залив, J.Geophys. Res., 108, https://doi.org/10.1029/2002JC001360, 2003.

Турекян К.К .: Судьба металлов в Мировом океане, Геохим. Космохим. Ac. 41, 1139–1144, 1977 г.

Твининг, Б.С., Бейнс, С.Б., Фишер, Н.С., Мазер, Дж., Фогт, С., Якобсен, К., Товар-Санчес, А., и Санудо-Вильгельми, С. А. Количественное определение микроэлементов в индивидуальном водные протестные клетки с помощью синхротронного рентгенофлуоресцентного микрозонда, Анальный. Chem., 75, 3806–3816, 2003.

Твининг, Б.С., Бейнс, С.Б. и Фишер Н. С. Стехиометрия элементов отдельные клетки планктона, собранные во время Южного океана. Эксперимент (SOFeX), Лимнол. Океаногр., 49, 2115–2128, 2004.

Твининг, Б.С., Бейнс, С.Б., Фогт, С., и де Йонге, М.Д .: Изучение океана биогеохимия с помощью одноклеточного микрозондового анализа простейших элементных композиция, J. Eukaryot. Microbiol., 55, 151–162, 2008.

Твининг, Б. С., Бейнс, С. Б., Бозард, Дж. Б., Фогт, С., Уокер, Э. А., и Нельсон, Д.М.: Металлические квоты планктона в экваториальной части Тихого океана, Deep-Sea Res. Pt. II, 58, 325–341, 2011.

Йигитерхан, О. и Мюррей, Дж. В .: Состав следов металлов в макрочастицах дело реки Дунай и турецких рек, впадающих в Черное море, Marine Chem., 111, 63–76, 2008.

Йигитерхан, О., Мюррей, Дж. У. и Тугрул, С .: Состав следов металлов в взвешенные твердые частицы в водной толще Черного моря, Морской Chem., 126, 207–228, 2011.

Игитерхан, О., Альфольди, Б.З., Джамберини, М., Тернер, Дж. К., Аль-Ансари, Э. С., Абдель-Моати, М.А., Аль-Масламани, И.А., Котб, М.М., Элобаид, Э.А., Хассан, Х.А., Оббард, Дж. П. и Мюррей, Дж. В .: Геохимический состав Эоловая пыль и поверхностные отложения полуострова Катар, Chem. Geol., 476, 24–45, 2018.

Yigiterhan, O., Al-Ansari, EM, Nelson, A., Abdel-Moati, MA, Turner, J., Alsaadi, HA, Paul, B., Al -Масламани, И.А., Аль-Анси, А.-Й. М.А., Мюррей, Дж. В .: Микроэлементный состав планктона из Катарской исключительной экономической зоны (ИЭЗ) Персидского залива, SEANOE, https: // doi.org / 10.17882 / 71591, 2020.

Влияние относительного состава микроэлементов и витаминов на физико-химическую стабильность рецептур тотального парентерального питания для новорожденных | Nutrition Journal

Поддержание стерильности и оценка осмолярности TPN

Микробное загрязнение не было обнаружено ни в одном из исследуемых составов даже после хранения в течение семи дней при 40 ± 3 ° C. Этот тест подтвердил, что стерильность составов сохранялась и что приготовление смеси было адекватным, таким образом гарантируя, что результаты не были изменены из-за микробного загрязнения.

Теоретическая осмолярность была рассчитана для составов и составила 875 мОсм / л H 2 О. Это значение было экспериментально подтверждено измерением осмоляльности для каждой смеси (мОсм / кг H 2 O): 1029 ± 29 для NP1 ; 1009 ± 14 для НП2; и 1020 ± 32 для NP3. Затем осмоляльность была преобразована в осмолярность, что дало следующие значения: 864 мОсм / л для NP1; 845 мОсм / л для NP2; и 857 мОсм / л для NP3. Критически важно определить осмолярность, так как она будет определять доступ инфузии — центральный или периферический — а также возможность приготовления препарата в соответствии с предписанными концентрациями.Осмолярности, определенные для NP1, NP2 и NP3, соответствуют рекомендациям ASPEN, которые соответствуют значениям ниже 1200 мОсм / л для центральной инфузии у педиатрических пациентов [7, 11].

Визуальный осмотр и образование пероксида в TPN

Визуальный осмотр парентеральной добавки, которая может быть прозрачным раствором или непрозрачной эмульсией, в основном ограничивается визуальной точностью человека. Несмотря на свои ограничения, визуальное наблюдение имеет важное значение, поскольку это один из методов, обычно применяемых для контроля качества парентеральных добавок, и его можно использовать для обнаружения физических признаков нестабильности [9, 16, 22, 23].

Визуальные изменения, которые наблюдались в добавках NP1, NP2 и NP3 в течение периода отбора проб, были проанализированы и представлены в таблице 2. Каждый пакет для TPN, который хранился при разной температуре, анализировался индивидуально. Во время проверки разделения фаз особое внимание было уделено предотвращению перемешивания мешков во избежание гомогенизации до записи наблюдений, что могло бы привести к ошибочному заключению. Изменение цвета характеризовали, когда окончательный цвет отличался от исходного цвета.

Таблица 2 Визуальный контроль примесей НП1, НП2 и НП3

Начальной стадией разрушения эмульсии является вспенивание, которое происходит почти сразу после смешивания жировой эмульсии с другими химическими компонентами, такими как электролиты или витамины. Присутствие кремового слоя видно как непрозрачный белый слой, отделенный от оставшейся примеси TPN на поверхности эмульсии. Хотя липидные частицы в слое крема дестабилизированы, индивидуальность отдельных капель обычно сохраняется.Эмульсия со слоем крема является ожидаемым следствием этого фармацевтического препарата и, как правило, безопасна для введения пациенту, поскольку она обратима [26, 27].

Визуальный осмотр показал, что небольшое вспенивание, легко обратимое при осторожном взбалтывании, проявлялось после 48 часов хранения TPN при 25 ° C и 40 ° C. Учитывая, что размер липидных частиц оставался неизменным во время исследования, образование кремового слоя не влияло на микроструктуру добавок TPN.Важно отметить, что при указанной температуре хранения (от 2 ° C до 8 ° C) ни одна из добавок не образовывала кремового слоя во время исследования стабильности. Эти результаты согласуются с результатами Дрисколла и его коллег [12] и Ли и коллег [20], хотя ни один из них не оценивал смеси для детей, которые содержат более высокие относительные концентрации питательных веществ и меньшие конечные объемы, чем добавки для взрослых.

Что касается изменения цвета, потемнение эмульсии наблюдалось в первые 24 часа хранения добавок при 25 ° C и 40 ° C.Потемнение наблюдалось до 72 ч и не прогрессировало после этого момента времени. Различий в визуальных аспектах между тремя исследованными составами не обнаружено. Изменение цвета может быть связано с реакцией Maillard или с деградацией витаминов, однако это не было целью данного исследования [29]. Изменение цвета не повлияло на размер капель, измеренный ни методами OM, ни DLS, ни PFAT 5 .

Образование пероксида не было обнаружено ни в одном из изученных ППС с помощью йодиметрического титрования через 72 часа, ни для тех составов, которые выдерживались при 40 ° C, ни для тех, которые имели потемнение или образование кремового слоя.

Оценка pH

pH всех исследованных TPN (NP1, NP2 и NP3) находился в рекомендованном диапазоне, около 5,5 в нулевой момент времени [13]. Через 72 часа изменение pH было менее 0,1 для всех условий. Даже примесь NP3, которая могла быть несовместима из-за возможного взаимодействия между витаминами и микроэлементами, не имела изменений в значении pH.

Уже было продемонстрировано, что концентрации макроэлементов могут изменять стабильность добавок для парциального давления [9, 10, 30, 31].Очень низкие концентрации аминокислот могут привести к получению менее стабильной эмульсии из-за пониженного буферного эффекта, что напрямую повлияет на конечный pH примесей с парным парциальным паролем. Было показано, что конечные значения pH ниже 5,0 дестабилизируют [12, 20, 26, 31]. Коммерческие внутривенные липидные эмульсии для использования в смесях ППС имеют стандартный диапазон pH от 6,0 до 9,0, что сохраняет отрицательный суммарный заряд липидных глобул [13].

Определение дзета-потенциала

Средние значения дзета-потенциала NP3 для каждого условия хранения показаны на рисунке 1.Хотя небольшие колебания наблюдались при 5 ° C, 25 ° C и 40 ° C в течение семи дней исследования, результаты статистически схожи, как показывает тест Стьюдента t (p> 0,05) для каждого времени хранения относительно нулевое время. Такая же картина наблюдалась для NP1 и NP2. Как и ожидалось, значения дзета-потенциала, которые напрямую зависят от pH, не изменились, поскольку они поддерживались в рекомендованном диапазоне для стабильности эмульсии, между -30 и -50 мВ [16, 32].

Рисунок 1

Среднее изменение дзета-потенциала в NP3 в течение 7 дней исследования при 4 ° C (черные столбцы), 25 ° C (светло-серые столбцы) и 37 ° C (темно-серые столбцы) (n = 3; среднее ± стандартное отклонение; P > 0.05, от 0 до 7 дней).

Чистый поверхностный электрический заряд, переведенный через дзета-потенциал, широко изучался ранее [16, 33, 34], тем не менее, в последние годы ему уделялось меньше внимания. Оценка дзета-потенциала имеет решающее значение для обеспечения качества составов ППС, поскольку она отражает эффективность эмульгатора [35].

Определение размера глобул с помощью DLS, OM и LO

В таблице 3 приведены средние диаметры глобул, полученные с помощью OM (рис. 2), Z-среднее и полидисперсность, полученные с помощью DLS и PFAT 5 (%), определенные с помощью LO для NP1, NP2 и NP3, хранимых при трех различных температурах и временных точках 0, 48 ч и 7 дней.

Таблица 3 Рассчитанные размеры диаметров липидных частиц OM, DLS и LO (PFAT 5 ), в NP1, NP2 и NP3 Рисунок 2

Репрезентативная микрофотография NP3 после 72 часов хранения.

Анализ значений DLS в трех повторностях дал статистически схожие результаты после применения теста t (p> 0.05), взяв время 0 в качестве эталона, и индекс полидисперсности был менее 0,3 для всех образцов, как представлено в таблице 3, что свидетельствует об однородности дисперсий.

Прибор, используемый для анализа распределения частиц по размерам, способный обнаруживать широкий диапазон диаметров липидных глобул от 1 нм до 3 мкм [36]. Результаты, полученные с помощью DLS в этом исследовании, показали, что не было изменений в диаметре липидных глобул в любое время или при температуре хранения, использованной в этом исследовании [37].

Результаты DLS согласуются с USP 31 <729>, в котором указывается, что средний размер диаметра капель, полученный методами светорассеяния, должен быть менее 500 нм для липидных эмульсий для инъекций [14, 37].Кроме того, значения, полученные в этом исследовании, аналогичны значениям, сообщенным Дрисколлом и его коллегами, которые использовали DLS для анализа 34 различных составов парентерального питания после смешивания, в момент времени 0 и 30 ч, диаметр частиц варьировался ± 10 нм [38].

DLS — это эффективный качественный метод, демонстрирующий однородность эмульсии, но не позволяющий количественно оценить различные диаметры глобул, которые отличаются от среднего значения. В связи с этим, USP рекомендует второй метод, LO, для определения протяженности хвоста капли большого диаметра (> 5 мкм) [13, 14, 18].В этом методе, также называемом Light Extinction (LE), используется метод, называемый одночастичной оптической калибровкой (SPOS), и он основан на эффекте, производимом частицей, когда она пересекает луч лазерного света. Когда частица (в данном случае глобула) пересекает луч света в зоне восприятия, она производит своего рода тень. Это вызывает импульс напряжения в фотоприемнике, который преобразуется в размер частиц. Фотоприемник калибруется с помощью полистирольных латексных микросфер (PSL) известного размера, а генерируемый импульс напряжения преобразуется в оптический эквивалент сферического диаметра [39].В последние годы LO широко изучался некоторыми авторами, особенно Driscoll [1, 12, 13, 16, 37, 38, 40], который в течение длительного времени исследовал внутривенные липидные эмульсии и смеси для парентерального питания. Кроме того, USP рекомендует LO для количественной оценки объемно-взвешенного процента жировых шариков, выраженного как процент жира, находящегося в шариках размером более 5 мкм — PFAT 5 [14, 27, 41]. Глава USP <729> рекомендует, чтобы липидные эмульсии для внутривенного введения, чтобы считаться стабильными, должны иметь PFAT 5 менее 0.05% [14]. Глобулы размером более 5 мкм могут блокировать легкие, вызывая эмболы, другие осложнения и даже смерть [14, 42]. Как показано в Таблице 3, после статистического анализа с помощью однофакторного дисперсионного анализа и теста t и теста Вилкоксона результаты показывают, что для всех значений времени хранения и всех исследованных температур ни один из составов не показал PFAT 5 > 0,05%. . Хотя были значительные различия между NP1 и NP2 и NP2 против NP3, ни один из составов не превышал предел 0.05% для PFAT 5, установлено USP. Между NP1 и NP3 не наблюдалось значительных изменений. Препарат с самым низким% PFAT 5 был NP2, этот результат может быть связан с отсутствием витаминов в этом составе. Результаты PFAT 5 , представленные в этой работе, аналогичны результатам, полученным Дрисколлом и его коллегами в 2003 году при изучении стабильности различных липидных эмульсий для примесей PN. В этом исследовании было обнаружено, что эмульсии MCT / LCT, добавляемые в составы PN, приводили к более стабильным смесям [1, 40, 43, 44].Кроме того, результаты PFAT 5 подтверждают другие результаты DLS и OM, которые будут представлены ниже.

Для сравнения, помимо PFAT 5 , процент жировых шариков был рассчитан как 2 мкм и 10 мкм. На рисунке 3 представлены эти проценты для NP3 и подтверждается, что PFAT 5 не показал значительных изменений, однако PFAT 2 и PFAT 10 также остались неизменными. Эти результаты подтвердили, что размер глобул сохранялся при всех температурах. изучается в течение 7 суток хранения.Кроме того, PFAT 2 и PFAT 10 были рассчитаны для составов NP1 и NP2 и следовали той же схеме, что и на рисунке 3.

Рисунок 3

Отношение между PFAT 2 , ПФАТ 5 и PFAT 10 для NP3, поддерживаемого при 5 ° C ± 3 ° C (2 ° C — 8 ° C) в течение семи дней исследования.

Кроме того, ОМ был особенно полезен для визуализации препаратов для ПП. Этот метод является ценным методом обнаружения более крупных капель и выявления ранней флокуляции в составах PN [45, 46]. Однако распределение по размеру или средний размер капель в коллоидных препаратах не столь надежны. Для этого больше подходят другие методы, такие как DLS. OM представляет плохую статистику для анализа PN, как было продемонстрировано ранее [13], из-за отсутствия повторяемости и точности, о чем свидетельствует таблица 3.Как видно из таблицы 3, средний размер капель, полученных методами DLS и OM, расходится. Однако оба метода дополняют друг друга и демонстрируют стабильность составов, поскольку не было обнаружено глобул размером более 4 мкм при всех испытанных температурах (таблица 4).

Таблица 4 Максимальный диаметр, полученный методом OM для NP1, NP2 и NP3 при хранении при 25 ° C (мкм)

Хотя использование этого метода в настоящее время проще из-за наличия современного программного обеспечения для анализа изображений, оно обладает серьезным ограничением, даже представляя предел обнаружения приблизительно 0.2 мкм обычно наблюдается дифракционный ореол вокруг частицы, что может привести к сильному завышению ее размера [39]. Еще одно существенное ограничение этого метода состоит в том, что он ограничен наблюдением за образцами в целом и зависит от наблюдаемого поля образца (рис. 2). Фармакопея США указывает на ОМ, в дополнение к затемнению света, для определения твердых частиц в инъекциях [1, 13, 14, 19, 22]. Исследование под микроскопом — это полезный метод измерения частиц размером от 3 мкм до 1 мм, и это единственный доступный метод для наблюдения и измерения отдельных частиц, кроме того, это полезный недорогой метод контроля стабильности, который можно легко использовать в аптеке. узел компаундирования [39, 46].Это может быть очень интересно в таких странах, как Бразилия, где зачастую подразделения по компаундированию не могут инвестировать большие суммы денег в оборудование.

В таблице 3 показаны значения среднего диаметра липидных глобул, обнаруженные на микрофотографиях, полученные после анализа трех репрезентативных полей для каждого из составов NP1, NP2 и NP3 в моменты времени 0, 48 часов и 7 дней при всех исследованных температурах. . Результаты, полученные для 24 часов и 72 часов, не показаны, но представляют собой ту же картину. Впоследствии результаты статистически схожи после применения параметрического теста t (p> 0.05), используя время 0 в качестве эталона. Даже с учетом завышенной оценки, обычно связанной с этим подходом, анализ ОМ подтвердил то, что уже наблюдалось с помощью анализа DLS. Составы TPN были стабильными в отношении размеров капель и однородности дисперсии для каждой исследуемой точки времени и температуры. Кроме того, средние диаметры глобул находились в аналогичных пределах. Этот образец был подобен другим составам, как Дрисколл и его коллеги ранее продемонстрировали с помощью электронной микроскопии.Они показали, что три препарата для парентерального питания детей, которые имели MCT / LCT липидной фазы 20%, поддерживали микроструктуру липидных глобул и не изменялись в течение 48 часов исследования [1].

Программное обеспечение OM позволило получить другие параметры, помимо диаметров, такие как форма глобулы, склонность к сферичности и диаметр хорька. Эти параметры не были изменены для всех составов при различных условиях хранения, протестированных в этом исследовании.

Результаты, полученные в этом исследовании, показывают, что все составы были стабильными в исследуемых условиях в отношении размера липидных глобул и гомогенности дисперсий и сопутствующего присутствия или отсутствия микроэлементов и витаминов в составах.

Несмотря на то, что различия были обнаружены в диаметрах липидных глобул, с помощью DLS и OM, было подтверждено, что значения ниже 1 мкм любым испытанным методом. Глобулы, измеренные с помощью ОМ, имели средний диаметр около 600 нм, в то время как средний диаметр, полученный с помощью DLS, оказался около 300 нм. Анализ изображений, полученных ОМ с помощью программного обеспечения AnalySIS, приводит к завышению, как видно выше, размеров диаметров глобул при преобразовании в бинарную систему, когда вокруг глобул появляется тень.Из-за этого ОМ полезен только в сочетании с измерениями, полученными другими методами, и в сравнении с ними.

Оптическая микроскопия позволила охарактеризовать глобулы большего диаметра, которые появляются на микрофотографиях. Глобулы были обнаружены в диапазоне 2 мкм, 3 мкм, 5 мкм и даже 10 мкм. Однако было обнаружено не более 0,05% глобул с диаметром более 5 мкм, что позволяет предположить, что составы были стабильными [1, 15, 19, 20, 37, 40]. Льюис в 1993 году обосновал использование 1.Линейный фильтр 2 мкм для общей инфузии питательной смеси, показывающий, что окклюзия катетера эмульсией 3 в 1 выше, чем в эмульсиях 2 в 1. Кроме того, другие группы, включая ASPEN и FDA, продемонстрировали, что окклюзия катетера была значительно выше у пациентов, получавших терапию 3 в 1 ППП, в отличие от тех, кто получал липидную эмульсию отдельно [1, 5–7, 14, 47–49].

Не было обнаружено значительных различий между составами в этом исследовании. Присутствие микроэлементов и витаминов в той же рецептуре для новорожденных, которая имеет уменьшенный конечный объем, не повлияло на параметры стабильности, оцененные в этом исследовании.Изменение цвета и образование кремового слоя (обратимое) были отмечены только для составов, которые хранили при 25 ° C и 37 ° C. Таким образом, условия хранения при температуре от 2 ° C до 8 ° C, рекомендованные бразильскими и международными руководящими принципами, сохраняют все исходные характеристики добавок для хранения до 7 дней [2, 24].

И DLS, и OM являются полезными методами для анализа размера липидных капель в эмульсиях TNP 3 в 1. Однако они являются дополнительными процедурами для анализа частиц различных диапазонов размеров.DLS, по-видимому, может характеризовать однородность дисперсии, а ОВ, с другой стороны, позволяет визуализировать эмульсию с увеличенными размерами капель [50].

Согласно ASPEN (1998), рекомендуется, чтобы решения, касающиеся стабильности и совместимости, принимались в соответствии с наиболее надежной информацией, доступной из литературы или производителя питательных веществ для внутривенного введения. ASPEN рекомендует проверять составы PN на наличие признаков грубых твердых частиц, загрязнения и / или разделения фаз.Однако не существует обязательного законодательства, обязывающего фармацевтов, ответственных за составление ППС, проводить физико-химический анализ [11].

Хотя USP 31 [14] указывает только методы LO и светорассеяния, как DLS, для определения стабильности липидной внутривенной эмульсии, он также указывает на оптическую микроскопию (OM) для определения твердых частиц в инъекциях [51]. Кроме того, Британская фармакопея и Европейская фармакопея указывают как LO, так и OM для определения невидимых твердых частиц [13, 16, 52, 53].DLS и OM кажутся более доступными, учитывая, что в большинстве публикаций рекомендуется применять эти методы для обеспечения качества составов для полного парентерального питания и / или липидных эмульсий для инъекций. Визуальный осмотр, определение pH и потенциал дзета являются дополнительными методами, хотя они не всегда дают окончательную информацию [19, 20, 44, 48, 54].

Аналитические методы определения следовых элементов

2 Спектроскопические методы

2.1 Атомно-абсорбционная спектрометрия

FAAS — один из наиболее традиционных методов определения следов ионов металлов из-за относительной простоты и дешевизны оборудования. В этом методе образец помещается в пламя, где он диссоциирует на составляющие атомы. Электромагнитное излучение в УФ / видимой части спектра проходит через пламя и частично поглощается атомами. Методика для большинства элементов хорошо известна и позволяет использовать методику FAAS для определения микроэлементов непосредственно в материалах различных образцов [10, 11, 12].Однако во многих случаях доступное аналитическое оборудование не обладает достаточной чувствительностью для анализа природных проб и страдает от матричных помех. Было разработано несколько процедур для концентрирования и отделения следов металлов, необходимых перед инструментальным определением, чтобы снизить пределы обнаружения, повысить точность и точность аналитических результатов и привести концентрацию аналита в динамический диапазон детектора. Методы концентрирования, такие как экстракция растворителем, ионный обмен, адсорбция и соосаждение, часто использовались для анализа следов свинца, кадмия, меди, кобальта, хрома, никеля, олова, золота, палладия, железа и цинка в различных исследовательских материалах [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20].Метод соосаждения полезен для концентрирования микроэлементов металлов и является одним из наиболее эффективных способов концентрирования, а также отделения микроэлементов от матрицы образца. Для определения Cr (III), Cu (II), Fe (III), Pb (II), Pd (II) и Zn (II) в образцах пищевых продуктов использовали оксим Ni (II) -α-бензоина в качестве агента соосаждения может успешно применяться без слишком длительного продления процедуры [21]. Жидкостно-жидкостная экстракция, при которой аналит переносится из водной пробы в несмешивающийся с водой растворитель, широко используется для приготовления проб.Экстракция до точки помутнения (CPE), аналогичная жидкостно-жидкостной экстракции, перенос аналита из водного образца в несмешивающийся с водой растворитель, широко используется для подготовки образцов и сочетается с методом ААС. CPE основан на свойстве поверхностно-активных веществ образовывать мицеллы, которые при определенных условиях (температуре и концентрации) разделяются на две фазы: фазу малого объема, богатую поверхностно-активными веществами, и большую водную фазу. Гидрофобные комплексы металлических элементов, присутствующие в таких средах, захватываются гидрофобным мицеллярным ядром и экстрагируются в фазе, богатой поверхностно-активными веществами, которая направляется на детектор AAS.Небольшой объем фазы, богатой поверхностно-активными веществами, полученный после методологии CPE, кажется идеальным для сочетания с электротермическим ААС, даже несмотря на то, что существуют применения CPE в сочетании с FAAS [16].

Тем не менее, вышеупомянутые методы требуют больших затрат времени и, по крайней мере, некоторых химических добавок и сложного оборудования. Миниатюризация методов жидкостной экстракции может быть достигнута за счет резкого уменьшения объема фазы экстрагента путем однокапельной микроэкстракции, жидкофазной микроэкстракции из полых волокон и дисперсионной жидкостно-жидкостной микроэкстракции (DLLM), позволяющих разделять и концентрировать органические и неорганические загрязнители в один шаг.В связи с необходимостью объема образца от 2 до 4 мл для анализа FAAS, может применяться система ввода микропроб (MIS) в случае небольших объемов, полученных после методов концентрирования [17, 22]. Разделение и предварительное концентрирование в режиме онлайн, основанное на адсорбции аналита на подходящем материале, представляющем твердую фазу (ТФ), с последующей стадией элюирования, направленной на детектор FAAS, позволяет использовать широкий спектр сорбентов, хелатирующих агентов и элюентов. ; он также легко реализуется и контролируется.Аналиты могут удерживаться в их комплексных или ионных формах на сорбентах или функционализированы определенными лигандами. Для онлайн-системы разделения или предварительного концентрирования требуется стабильный материал, упакованный в мини-колонки, размещенный сразу после клапана впрыска или его контура отбора проб. Благодаря высокому коэффициенту обогащения, высокой степени извлечения, низкой стоимости, низкому потреблению органических растворителей и возможности сочетания с различными методами обнаружения, SP-экстракция (SPE) обычно сочетается с FAAS. Аналитические параметры, такие как селективность, сродство и емкость, зависят от сорбента, выбранного для ТФЭ.В качестве сорбентов для онлайн-концентрирования можно использовать различные материалы: модифицированный силикагель, модифицированные хитозановые смолы, хелатирующие смолы, магнитные наночастицы, углеродные материалы, целлюлозу и мембрану из яичной скорлупы.

Углеродные нанотрубки (УНТ) из-за высокого отношения поверхности к объему, простых процедур дериватизации и уникальной термической и механической стабильности привлекли большое внимание. УНТ имеют диаметр от долей до десятков нанометров и длину не более нескольких микрометров.Площадь поверхности колеблется от 150 до 1500 м 2 2 / г, что является основой для использования в качестве хороших сорбентов. Для повышения селективности УНТ могут быть функционализированы различными органическими молекулами. Однако УНТ необходимо модифицировать определенным лигандом для улучшения характеристик сорбентов за счет увеличения емкости и селективности сорбента [15]. Хелатирующие смолы обладают превосходной селективностью по отношению к экстракции растворителем и ионному обмену из-за их тройной функции: ионного обмена, образования хелатов и физической адсорбции.Атомы функциональной группы, способные образовывать хелатные кольца, обычно включают кислород, азот и серу. На свойства селективности и сорбции этих смол могут влиять различные факторы: химическая активность комплексообразующей группы, природа и вид ионов металлов, pH раствора, ионная сила или полиметрическая матрица [23].

Среди других углеродных материалов углеродные точки (CD) оказались селективным и чувствительным методом разделения и определения Cr в различных образцах.Благодаря уникальным физическим и химическим свойствам функционализированные компакт-диски могут способствовать адсорбции аналитов в результате электростатического взаимодействия, анионного обмена, хелатного взаимодействия или физической структуры и могут использоваться в ТФЭ в качестве материала для разделения и концентрирования в оперативном или автономном режимах. Новые водорастворимые компакт-диски, покрытые разветвленным полиэтилениминовым полимером с экстракцией дисперсных частиц в сочетании с методом отбора проб суспензии и последующим обнаружением FAAS, были использованы на Cr (VI).ЦД, модифицированные катионным поверхностно-активным веществом, способствующим образованию мелких капель во время процессов аспирации и распыления, действовали как селективный сорбент для разделения и концентрирования Cr (VI), повышая чувствительность его определения [19].

Интересным решением для методики элементного анализа FAAS является модификация оборудования и использование AAS с термораспылительной пламенной печью (TS-FF), повышающее эффективность ввода пробы. В этом случае TS-FF, состоящего из никелевой трубки, раствор образца распыляется через керамический капилляр в стандартную головку горелки прибора FAAS, на которую помещается трубка [24].По сравнению со стандартными системами FAAS, TS-FF вводит полную пробу в распылитель и обеспечивает гораздо более длительное время пребывания пробы в пламени. В результате чувствительность измерений может возрасти на порядок [25].

Для определения элементов, образующих гидриды или летучие соединения (As, Bi, Ge, Pb, Se, Sb, Sn, Te, Hg, Cd, Co, Cu, Ag, Au), система химического парообразования (CVG) применяется для различных образцов. Прямой перенос летучих соединений в любой распылитель устраняет необходимость в других этапах, кроме распыления, тем самым улучшая чувствительность.В отличие от ETAAS, метод FAAS совместим с онлайн-системами генерации летучих видов. Аналиты легко предварительно концентрируются перед распылением за счет улавливания непосредственно на пламенном распылителе. Хотя есть решения по объединению CVG для обоих методов: FAAS и ETAAS [26].

ETAAS отличается от FAAS использованием гораздо более высоких температур распыления, которые достигают до 3000 K. FAAS обычно используется для определения низких концентраций элементов (например, Al, Ca, Co, Cr, As, Cd, Cu, Fe , Mn, Ni, Pb, Zn) [27, 28, 29, 30, 31, 32] и могут применяться без необходимости предварительного концентрирования аналитов.Обычно измерения проводятся только для одного или двух элементов [33, 34]. Однако можно анализировать относительно небольшие количества твердых и жидких проб. Этот метод, как и FAAS, имеет различные типы помех, включая фоновое поглощение, матричный эффект на значения атомного поглощения и различия химической формы в элементах. Существуют различные инструменты, используемые для устранения или уменьшения этих помех: предварительная минерализация образца, отделение определяемых элементов от мешающих компонентов, химические модификаторы, коррекция фона эффекта Зеемана, а также устройства с разделенной зоной испарения и распыления, включая графитовый «фильтр». печь »(ПП) распылитель и львовская площадка.

Графит — наиболее часто используемый материал в ETAAS. Из-за пористости его поверхности в подповерхностном агломерате в трубках присутствуют различные частицы. Как следствие, наблюдалось несколько изменений коррозии, когда трубы подвергались воздействию различных соединений. Из-за поверхностной и глубокой коррозии трубы и платформы их общий срок службы может быть значительно сокращен. Обычно химические модификаторы наносят на графитовую печь путем добавления в раствор вместе с образцом или стандартами или после них.Но химические модификаторы можно также наносить в виде металлического отложения на поверхность графитовой трубки или на платформе Львова, действуя как постоянный модификатор и делая этапы пиролиза и распыления возможными без повторения обработки трубки или платформы. Было продемонстрировано, что электроосажденные благородные металлы могут служить в качестве постоянных модификаторов за счет интеркаляции и оставаться вблизи поверхностной области трубки в течение всего срока службы трубки. Это наблюдение позволило развить постоянную эффективность различных модификаторов [35].Рекомендуется несколько перманентных модификаторов — благородные металлы, а также их смеси менее летучих металлов: палладий, молибден, магний, молибден-иридий, молибден-рутений, ванадий, иридий, рутений, ванадий-иридий, ванадий-рутениевый, вольфрам, вольфрам. -ванадий и вольфрам-магний [36]. В случае жидких образцов палладий и вольфрам успешно использовались [37, 38, 39], а прямое определение сурьмы в твердых образцах оказалось неэффективным [40]. Проблемы с определением мышьяка и сурьмы возникают из-за фоновых спектральных помех и могут быть решены путем выбора альтернативных аналитических линий с использованием источника непрерывного излучения высокого разрешения (HR-CS) ETAAS или путем применения комбинации зеемановского фона. исправление вместе с выбором соответствующего модификатора.

Графитовый распылитель FF по сравнению с платформой обеспечивает повышение чувствительности. Фильтрация распыленного образца через пористый графит улучшает работу распылителя FF, поскольку во время этого процесса молекулярные частицы удаляются из объема распыления. Более широкий диапазон объемов проб, которые могут быть введены в графитовый распылитель FF, обеспечивает дополнительное преимущество этого распылителя по сравнению с платформой. Использование FF с химическим модификатором Pd-Mg при определении Pb, As и Cd во время прямого анализа методом ET AAS в различных образцах пищевых продуктов обеспечило почти двукратное повышение чувствительности по сравнению с обычной нагревательной графитовой печью с платформой.Кроме того, он значительно устранил матричные эффекты, включая фоновое поглощение [29].

Основным недостатком анализа твердых образцов ETAAS и FAAS является этап предварительной обработки образца, который часто является наиболее трудоемким и проблематичным (например, неполное растворение, осаждение нерастворимого аналита, потеря элементов при нагревании, загрязнение). Общую концентрацию аналита можно определить после кислотного разложения или плавления щелочей. Растворение образцов с помощью микроволн обычно использовалось для растворения образцов, но, за исключением некоторых очевидных преимуществ, оно по-прежнему вызывает некоторые проблемы (стоимость, короткий срок службы сосудов для разложения, взрывы, потери и загрязнение, длительное время охлаждения, небольшая пропускная способность образца, коррозия деталей, изготовленных с помощью микроволн. , постоянный контроль во время пищеварения), которые преувеличиваются при анализе микроэлементов.Идеальный метод анализа твердых образцов должен исключить растворение образца, свести к минимуму подготовку образца и улучшить аналитические результаты. Отбор твердых проб может применяться к материалам с различной физической структурой, тогда как отбор проб пульпы зависит от размера и структуры анализируемых частиц. В обоих случаях использование соответствующей смеси модификаторов и оптимизированных температур пиролиза и распыления в конечном итоге позволяет избежать фонового поглощения, вызванного сложной матрицей.Отбор проб пульпы или твердых веществ методом ETAAS широко используется для анализа биологических материалов, отложений и суспензий почвы, чтобы упростить подготовку проб и избежать проблем, связанных с процедурами растворения проб [34, 41, 42]. Метод ETAAS с отбором твердых проб в графитовую печь обеспечивает быстрое и надежное определение металлов в почвах или осадках, обеспечивая строгий контроль эффективности отбора проб, размера частиц, количества частиц, присутствующих во введенном объеме, гомогенности аналита, суспензионной среды, концентрации суспензии. , перемешивание и глубина образца.При анализе проб окружающей среды путем отбора твердых проб использовалось либо двухступенчатое распыление с использованием постоянных модификаторов, либо отбор проб навозной жижи. ETAAS-анализ летучих элементов (таких как мышьяк или сурьма), которые испаряются в виде оксидов при температуре печи графита выше 400 ° ° C, требует использования химических модификаторов (например, благородных металлов: палладия, никеля и нитратов магния, высокая плавление карбидов вольфрама или циркония или их смесей), стабилизирующее аналит и облегчающее удаление матрицы за счет повышения температуры распыления.Даже ETAAS с введением суспензии образцов в графитовую печь обеспечивает быстрое и надежное определение металлов; Следует отметить, что это значительно сокращает срок службы пробирок и снижает объем проб. Использование процедуры экстракции с помощью ультразвука может позволить избежать этих проблем, поскольку матрица образца не вводится в распылитель, что позволяет избежать накопления углеродистых остатков или силикатов на графитовой платформе [43].

HR-CS AAS — это инновация, улучшающая производительность AAS.После того как Уолш ввел в 1955 г. технику ААС, использование спектральной линии вместо CS было необходимо из-за необходимого спектрального разрешения, которое не было достигнуто с доступными в то время монохроматорами [44]. Вместе с эффективным корректором фона (например, коррекция фона методом наименьших квадратов) он применялся для анализа многих аналитов в большом количестве образцов [45, 46, 47].

HR-CS AAS — ценный инструмент, так как позволяет видеть спектральную среду аналитической линии с высоким разрешением.При использовании линейного источника ETAAS с коррекцией фона на основе эффекта Зеемана наблюдается высокий сигнал, указывающий на наличие спектральных помех для свинца в образцах удобрений. Из-за этой интерференции невозможно определение свинца на длине волны 217,0 нм из-за присутствия монооксида фосфора (PO) в магнитном поле и расщепления вращательных линий молекулярного спектра. Поглощение фона без магнитного поля и с магнитным полем неодинаково, что приводит к ошибкам коррекции фона.HR-CS ETAAS — это инструмент, который позволяет исследовать эти помехи из-за видимости спектральной среды аналитической линии с высоким разрешением. С помощью HR-CS ETAAS можно обнаружить наличие спектральных помех (S и N) и сохранение спектров двухатомных молекул с вращательной тонкой структурой, которые совпадают по времени и спектру с поглощением аналита [46]. Чтобы устранить тонкоструктурированный фон с помощью коррекции фона методом наименьших квадратов, обязательно идентифицировать молекулу, которая ответственна за спектральную интерференцию.Затем эталонный спектр мешающей молекулы записывается и вычитается из спектра пробы, и получается спектр чистого аналита. Тонкоструктурированный фон зависит от химического состава каждого образца. В случае мышьяка спектральные помехи были скорректированы с использованием эталонного спектра, полученного из NaCl и PO, в то время как в случае селена NO и PO эталонные спектры использовались для коррекции интерференции [48]. В обоих случаях удалось получить точные результаты.Молекулы серы и азотсодержащие составляли тонкоструктурированный фон, который полностью корректировался при определении свинца. Используя наиболее чувствительную линию 217.001 нм, наблюдались некоторые неизвестные спектральные помехи. Использование HR-CS ETAAS позволило проверить, что при расщеплении образцов не удалось избежать спектральных помех, поскольку расщепленные образцы имели тонкоструктурированный фон, аналогичный образцам, приготовленным в виде суспензии. Сравнивая HR-CS ETAAS и линейный источник ETAAS с коррекцией фона на основе эффекта Зеемана, результаты можно считать аналогичными, что указывает на то, что последний метод смог в разумной степени скорректировать обнаруженные здесь спектральные помехи [46].

2.2 Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой

ICPAES, также называемая оптической эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой (ICPOES), обеспечивает отличные возможности для определения микроэлементов с высокой чувствительностью. Это происходит из-за очень высоких температур (до 8000 K) плазмы, используемой для распыления аналита, присутствующего в образце. ICP создается газообразным аргоном, который ионизируется в сильном электромагнитном поле и течет по определенной осесимметричной схеме в направлении магнитного поля радиочастотной катушки.Стабильная плазма образуется в результате столкновений нейтральных атомов аргона с заряженными частицами. Когда образец вводится в плазму, он сразу же сталкивается с электронами и заряженными ионами и распадается на заряженные ионы. Различные молекулы распадаются на соответствующие атомы, которые затем теряют электроны и повторно рекомбинируют в плазме. Возбужденные атомы испускают электромагнитное излучение на длинах волн, характерных для конкретного элемента. Интенсивность этого излучения указывает на концентрацию элемента в образце и регистрируется фотоумножителем или полупроводниковым детектором.

Даже ICPAES имеет такие же пределы обнаружения, что и FAAS; он может обнаруживать множество элементов одновременно и имеет гораздо больший динамический диапазон. С другой стороны, ICPAES страдает от множества помех и намного дороже, чем методы AAS. Поскольку состояние ICP изменяется элементами матрицы из раствора пробы, это может повлиять на интенсивность сигналов, полученных из аналитических элементов. При анализе растворов с высокой вязкостью вводимый объем пробы может быть непостоянным, что может привести к не воспроизводимым аналитическим результатам или более высокому пределу обнаружения.Следовательно, исследование влияния матричных элементов и высокой вязкости образца необходимо для точного, чувствительного и воспроизводимого определения методом ICPAES. Одним из решений для уменьшения влияния некоторых элементов матрицы может быть испарение ионов Cl и CO32-, уменьшение вязкости образца и понижение pH образцов или разложение органических соединений, присутствующих в образце. Это может быть достигнуто путем обработки паров H 2 SO 4 [49].

Не без значения уровень предела обнаружения, который делает этот метод непригодным для прямого анализа чрезвычайно низких уровней элементов. Следовательно, перед обнаружением с помощью ICPAES требуется эффективный этап концентрирования, аналогично тому, как в анализе FAAS, описанном ранее [50, 51]. В этом случае необходимо всегда оптимизировать и исследовать различные факторы, влияющие на процесс концентрирования, такие как объем пробы, концентрация элюента, скорость потока пробы и элюента, а также точность метода.

2.3 Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой

ICPMS широко используется в рутинном многоэлементном определении на уровне следов и сверхследов в жидких образцах с различным матричным составом. Использование методов разделения и обогащения для аналитов улучшает пределы обнаружения с уровня менее мкг / л даже до уровня менее мкг / л. Благодаря превосходной чувствительности, низким пределам обнаружения, возможности определения изотопов и небольшому объему образца ICPMS, широкий динамический диапазон широко используется в клинической и биологической [52, 53, 54], пищевой [55, 56] окружающей среде, геологии, промышленности. анализа [57, 58, 59], а также в различных задачах [60].Большая часть описанного в литературе элементного анализа с использованием ICPMS относится к легкодоступным материалам [61, 62, 63], но большая часть также относится к ограниченным образцам [64].

В методе ICPMS образец ионизируется в том же типе аргоновой плазмы, что и в методе ICPAES. На первом этапе процесса жидкий образец распыляется с помощью эффективного распылителя, превращая его в мелкодисперсный аэрозоль, который затем транспортируется с аргоном в горелку ICP. В плазме распыленная водная матрица и химические соединения испаряются, молекулы диссоциируют на атомные составляющие, а затем ионизируются на положительно однозарядные ионы.Ионы извлекаются из аргоновой плазмы в масс-анализаторы: квадрупольный (QMS), секторное поле двойной фокусировки (SFMS) и время пролета (TOFMS). В масс-анализаторе ионы разделяются в соответствии с их отношением массы к заряду или отношением энергии к заряду в приборах SF с двойной фокусировкой. Разделенные ионные пучки регистрируются фотоумножителем или чашками Фарадея.

Среди большого разнообразия систем ввода проб, разработанных для ICPMS, наиболее распространенной и наиболее экономичной является распыление жидких растворов.Следовательно, существует необходимость предварительного разложения твердых образцов, что является очень важным этапом для всей аналитической процедуры. Разработано множество различных систем ввода жидких проб [65, 66, 67]. Наиболее часто для минерализованных проб используется пневматический распылитель (концентрический, поперечный, с V-образной канавкой, звуковой распылитель или мульти-микроспрей) в сочетании с распылительной камерой (двухпроходной, однопроходной и циклонной) со скоростью поглощения раствора 0,5. –2 мл / мин и очень низкая эффективность транспортировки (1–20%) [68].Более высокая эффективность ввода пробы обеспечивается за счет использования высокоэффективных распылителей, таких как ультразвуковые распылители [69, 70] или электротермического испарения, что позволяет проводить пробоподготовку и концентрирование in situ [71, 72]. Благодаря определению микроэлементов в микро- или нанолитрах образца, также доступны микронебулайзеры со скоростью поглощения раствора 0,1 мкл / мин, что является большим преимуществом из-за уменьшения проблем загрязнения (эффекты памяти, осаждение, засорение) или некоторые помехи, вызванные растворителями или возможностью сочетания с такими методами, как электрофорез, требующими низкого расхода образца.

Помимо очень высоких затрат, метод ICPMS имеет множество преимуществ: чувствительность, очень низкий предел обнаружения, пропускную способность, многоэлементный анализ и изотопную информацию, даже несмотря на то, что он страдает от атомных и молекулярных изобарических и многоэлементных помех [73, 74 ]. Этого можно избежать, просто выбрав изотоп без интерференции в случае мультиизотопных элементов, путем вычитания пробелов, соответствующей подготовки образца [75], использования математической коррекции [76], условий холодной плазмы [77], использование технологии коллизионных или реакционных ячеек [78, 79, 80, 81] или использование масс-спектрометров высокого разрешения, которые разрешают элементы и помехи.Чтобы преодолеть некоторые физические помехи, часто используется внутренний стандарт, метод добавления стандарта, выбор системы ввода образца или просто разбавление образца [62, 82, 83, 84]. Чрезвычайно важным для достигнутых пределов обнаружения (LOD), а также точности (RSD) измерений является тип масс-анализатора, используемый в системе ICPMS. Образцы с комплексной матрицей являются источником многих помех. Из-за обычно используемого низкого разрешения квадрупольные анализаторы имеют множество ограничений по сравнению с системами с масс-анализаторами высокого разрешения [85, 86, 87, 88].

Некоторые из наиболее воспроизводимых и точных аналитических измерений, достигаемых сегодня, достигаются благодаря сочетанию ICPMS с методологией количественного определения изотопных разведений (таблица 1).

Таблица 1:

Обзор аналитических характеристик выбранных методов, используемых для определения микроэлементов.

VI) 32 Ir
Образец Аналит Метод LOD [мкг L -1 ] RSD [%] 903 Натуральные воды Cr (III), Cu (II), Fe (III), Pb (II), Pd (II), Zn (II) Соосаждение FAAS 0.1–5,3 <5 20
Водопроводная вода, подземные воды, промышленные стоки Cr (VI), Pb (II) DLLM MIS-FAAS 0,037–0,054 <4 22
Фрукты (яблоко, виноград, нектарин, зеленая фасоль, дыня) Cu (II) Функционализированные УНТ FAAS 0,65 3 15
Экологические (образцы воды) CD FAAS 0.21 2,8 19
Вода, биологическая (волосы, ногти), печень Zn (II) Проточная инъекция FAAS 2,2 <1,2 23
Фруктовые соки, морская вода Cu Отказ от хелатирования TS-FFAAS 0,15 2,7–6 25
Вино, пиво, молоко, кефир, йогурт, сок, лимонад Pb, As, Cd 9000-E 0.1–2,0 3–6 27
Соки, алкогольное пиво Sn (IV) CPE FAAS 0,33 2,1–6,2 16
растительное масло Mn, As, Pb, Cu, Cd, Zn FF ETAAS 4–0,8 3–8 28
Уксус Cd ETAAS 3 1.0766 3 3 0,004
Вода Многоэлементный SPE ICPAES 0.01–0,39 1,2–2,2 50
Жидкости организма Cr, Ni, Al, V H 2 SO 4 дым ICPAES 1–2 1 1
Биологические жидкости Al, Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, V SF ICPMS 0,001–0,05 1–5 61
Речная вода Pb, As, Cu, Hg Отрывная вольтамперометрия 0.07–0,4 2–12 113
Водопроводная вода As (III) Алмазная вольтамперометрия, легированная бором 1,5 4,56 111
Пресная вода Пресная вода (III) Каталитическая адсорбционная вольтамперометрия 0,002 6 117
Атмосферные фильтры Multielemental TXRF 0,0003–0.009 123
2.3.1 Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой с изотопным разведением (ID-ICP MS) метод изотопного разбавления (ID), который считается основным методом измерений. ID ICPMS обеспечивает возможность абсолютного количественного определения элементов с двумя или более изотопами в любом материале образца.К пробе добавляют один или два обогащенных изотопных индикатора интересующего элемента в известных концентрациях. Определение выполняется после точного перемешивания путем измерения измененных соотношений изотопов в смеси пробы с добавками по сравнению с таковыми в образце и высокообогащенном изотопном индикаторе. Прецизионность и точность концентраций микроэлементов, определенных ID ICPMS, находятся в низком процентном диапазоне [72, 89, 90, 91]. Другими преимуществами метода IDMS являются отсутствие необходимости в коэффициенте предварительного концентрирования или разбавления после достижения полного изотопного уравновешивания между образцом и пиком, а также отсутствие влияния чувствительности прибора на конечное значение концентрации элемента [92, 93].IDMS хорошо документирована для проведения полного элементного анализа.

2.4 Лазерная абляция ICPMS

Прямой отбор твердых образцов возможен с помощью системы ICPMS благодаря применению лазерной абляции (LA). Этот метод основан на абляции поверхности материала образца с помощью фокусирующего лазерного луча. Сначала образец помещается в специальную ячейку для абляции, изолирующую его от окружающей среды. Затем материал удаляется, и образовавшийся сухой аэрозоль вводится в плазму с помощью потока газа, что позволяет проводить анализ поверхности или глубинный анализ исследуемых материалов.Различные ячейки абляции с разными внутренними объемами и геометрией, в основном в зависимости от размеров образца, влияют на общую эффективность транспортировки и профиль сигнала. Объем абляционной ячейки в основном влияет на дисперсию сигнала [94].

LA ICPMS не полностью подходит для количественного анализа, главным образом из-за эффектов фракционирования и постоянного отсутствия адекватных стандартных материалов для широкого спектра образцов [95, 96]. Длина волны лазера, длительность импульса, мощность и размер пятна влияют на фракционирование во время процесса LA.Размер аэрозоля определяет гранулометрический состав образующегося аэрозоля из-за его химического состава, эффективности переноса и разложения в ICP. Тепловой характер процесса LA может приводить к образованию агломератов и расплавленных сферических частиц разных размеров в зависимости от длины волны лазера.

Матричные эффекты могут возникать в процессе абляции, во время переноса аэрозоля в плазму или в процессе ионизации в плазме.Следовательно, калибровка LA ICPMS должна обеспечивать возможность компенсации этих различий между образцами и стандартами для получения количественных данных. Существует несколько стратегий калибровки для LA ICPMS; Среди них — метод внутреннего стандарта, внешняя калибровка, добавление стандарта, изотопное разбавление или стандарты, согласованные с матрицей [96, 97, 98]. Кроме того, использование масс-спектрометрии с изотопным разбавлением в сочетании с LA ICPMS позволяет проводить точный, точный и эффективный по времени количественный анализ микроэлементов в порошкообразных образцах с использованием различных стратегий калибровки изотопного разбавления.

LA ICPMS становится одним из наиболее важных методов прямого анализа для быстрого и чувствительного определения стабильных и радиоактивных изотопов на твердых поверхностях [99]. LA ICPMS позволяет избежать влажного разложения образца, а также риска загрязнения во время подготовки образца. Фактически, он не требует или почти не требует подготовки пробы и предлагает очень хорошую пропускную способность и меньшие спектральные помехи. Существенной особенностью LA является высокое пространственное разрешение от 10 до 100 мкм для наносекундных лазеров и ниже 1 мкм для фемтосекундных лазеров с очень низким захватом образца в пикограммах.Такой микродеструктивный характер методики важен в случае уникальных образцов [100, 101, 102, 103]. LA ICPMS использовалась для получения изображений распределения элементов в различных материалах, в основном в клинических и биологических образцах [104]. Сложной задачей LA ICPMS для будущих приложений является анализ отдельной клетки или частицы с интересными приложениями в биологии и материаловедении.

Ссылки

[1] IUPAC. Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга»).Составлено A.D. McNaught и Wilkinson A, Blackwell Scientific Publications, Oxford 1997, исправленная онлайн-версия XML: http://goldbook.iupac.org 2006–2014, Jirat J, Kosata B; обновления составлены А. Дженкинсом. ISBN 0-9678550-9-8. DOI: 10.1351 / goldbook. Искать в Google Scholar

[2] Thiers RE. Загрязнение при анализе следов и его контроль. В: Глик Д., изд. Методы биохимического анализа. Том V, Interscience Publishers Inc., Нью-Йорк, 1957, 273–337. Искать в Google Scholar

[3] Orecchio S, Amorello D, Raso M, Barreca S, Lino C, Di Gaudio F.Определение микроэлементов в безглютеновой пище для людей с глютеновой болезнью методом ICP-MS. Microchem J 2014, 116, 163–72. Искать в Google Scholar

[4] Nowak S, Gesell M, Holtkamp M, Scheffer A, Sperling M, Karst U, Buscher W. Оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой с низким потоком газа для анализа образцов пищевых продуктов после микроволнового разложения. Таланта 2014, 129, 575–8. Искать в Google Scholar

[5] Badocco D, Lavagnini I, Mondin A, Tapparo A, Pastore P. Предел обнаружения при наличии инструментальных и неинструментальных ошибок: изучение возможных источников ошибок и применение к анализу 41 элемент на следовых уровнях методом ICP-MS.Spectrochim Acta Часть B 2015, 107, 178–84. Искать в Google Scholar

[6] Батлер О., Кэрнс В.Р.Л., Кук Дж., Дэвидсон К.М. Обновление атомной спектрометрии. Экологический анализ. J Anal At Spectrom 2013, 28, 177–216. Искать в Google Scholar

[7] Taylor A, Branch S, Day M, Patriarca M, White M. Обновление атомной спектрометрии. Клинические и биологические материалы, продукты питания и напитки. J Anal At Spectrom 2008, 23, 595–646. Искать в Google Scholar

[8] El Ati-Hellal M, Hellal F, Hedhili A.Применение планов Плакетта – Бермана и Доелерта для оптимизации анализа селена в плазме с помощью электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Clin Biochem 2014, 47, 95–100. Искать в Google Scholar

[9] Завиша Б., Пытлаковска К., Фейст Б., Половняк М., Кита А. Ситко Р., Определение редкоземельных элементов спектроскопическими методами: обзор. J Anal Atomic Spectrom 2011, 26, 2373–90. Искать в Google Scholar

[10] Вахид С., Рахман С., Сиддик Н. Добавки кальция как источник микроэлементов: адекватность и безопасность добавок с витамином С, витамином D и фосфатными составами.Appl Radiat Isot 2014, 89, 134–40. Искать в Google Scholar

[11] Рахман С., Вахид С. Уровни меди и цинка в крови и последствия сердечно-сосудистых осложнений: исследование INAA и FAAS. J Radioanal Nucl Chem 2011, 287, 657–64. Искать в Google Scholar

[12] Sidique N, Majid A, Chaudhry MM.Tufail M. Определение тяжелых металлов в пыли кондиционеров с помощью FAAS и INAA. J Radioanal Nucl Chem 2012, 292, 219–27. Искать в Google Scholar

[13] Korn MGA, De Andrade JB, de Jesus DS, Lemons VA, Bandeira MLSF, dos Santos WNL, De Almeida Bezerra M, Amorin FAC, Souza AS, Ferreira SLC.Процедуры разделения и концентрирования для определения свинца с использованием спектрометрических методов: обзор. Таланта 2006, 69, 16–24. Искать в Google Scholar

[14] Пыжинская К., Килиан К. Он-лайн сорбционные системы для определения кадмия с помощью детекторов атомной спектрометрии. Water Res 2007, 41, 2839–51. Искать в Google Scholar

[15] Rezvani M, Ebrahimzadeh H, Aliakbari A, Khalilzadeh A, Kasaeian M, Amini M. Новые модифицированные углеродные нанотрубки в качестве селективного сорбента для концентрирования и определения следов ионов меди в образцах фруктов.J сен Sci 2014, 37, 2559–65. Искать в Google Scholar

[16] Гуркан Р., Алтунай Н. Определение общего содержания Sn в некоторых банках с напитками методом FAAS после разделения и концентрирования. Food Chem. 2015, 177, 102–10. Искать в Google Scholar

[17] Ozdemir C, Sacmci S, Kartal S, Sacmaci M. Определение золота и палладия в пробах окружающей среды с помощью FAAS после предварительной обработки дисперсной жидко-жидкостной микроэкстракцией. J Ind Eng Chem 2014, 20, 4059–65. Искать в Google Scholar

[18] Pourjavid MR, Arabieh M, Yousefi SR, Jamali MR, Rezaee M, Hosseini MH, Sehat AA.Исследование на колонке SPE с синтезированным оксидом графена ad FAAS для определения следовых количеств ионов Co (II) и Ni (II) в реальных образцах. Mater Sci Eng C 2015, 47, 114–22. Искать в Google Scholar

[19] Liu Y, Hu J, Li Y, Wei HP, Li Zhang X-S, Chen SM, Chen XQ. Синтез углеродных точек, закрытых полиэтиленимином, для концентрирования и анализа проб пульпы на следовые количества хрома в пробах воды из окружающей среды. Таланта 2015, 134, 16–23. Искать в Google Scholar

[20] Mendil D, Karatas M, Tuzen M.Разделение и концентрирование ионов Cu (II), Pb (II), Zn (II), Fe (III) и Cr (III) методом соосаждения без элемента-носителя и их определение в пробах продуктов питания и воды. Food Chem 2015, 177, 320–24. Искать в Google Scholar

[21] Ozdemir C, Sacmaci S, Kartal S. Процедура соосаждения для определения некоторых металлов в образцах пищевых продуктов и окружающей среды с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Анальные методы 2013, 5, 3977–83. Искать в Google Scholar

[22] Байг Дж. А., Кази Т. Г., Элчи Л., Африди Х. И., Хан М. И., Насир Х. М..Ультра-следовое определение Cr (VI) и Pb (II) с помощью пламенной атомной спектроскопии системы микросэмплирования в питьевой воде и очищенных и неочищенных промышленных сточных водах. J Anal Methods Chem 2013, ID: 629495, 1–8. Искать в Google Scholar

[23] Yilmaz S, Tokaliglu S, Sahan S, Ulgen A, Sahan A, Soykan C. Концентрирование / определение цинка в режиме онлайн из воды, биологических и пищевых образцов с использованием синтезированной хелатирующей смолы и пламенной атомной абсорбции спектрометрия. J Trace Elem Med Biol 2013, 27, 85–90.Искать в Google Scholar

[24] Nascentes CC, Arruda MAZ, Nogueira ARA, Nobrega HA. Прямое определение Cu и Zn во фруктовых соках и коровьем молоке с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии с термораспылительной пламенной печью. Таланта 2004, 64, 912–17. Искать в Google Scholar

[25] Ferreira SLC, Lemos VA, Moreira BC, Spinola Costa AC, Santelli RE. Онлайн-система с непрерывным потоком для обогащения и определения меди с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Анальный Чим Acta 2000, 403, 259–64.Искать в Google Scholar

[26] Дина Дж. Атомизация летучих соединений для атомно-абсорбционной и атомно-флуоресцентной спектрометрии. На пути к идеальному распылителю. Spectrochim Acta Часть B 2007, 62, 846–72. Искать в Google Scholar

[27] Кадир М.А., Ахмед М., Шахзад С. Определение алюминия электротермической атомизационной атомно-абсорбционной спектрометрией в сыворотке для характеристики токсичности гемодиализа. Анальный латыш 2015, 48, 147–53. Искать в Google Scholar

[28] Журавлев, Захария А., Гусер С., Чеботарев А., Арабаджи М., Добрынин А. Прямое атомно-абсорбционное спектрометрическое определение мышьяка, кадмия, меди, марганца, свинца и цинка в образцах растительного масла и жира с графитовый фильтр-распылитель печи.J Food Compos Anal 2015, 38, 62–8. Искать в Google Scholar

[29] Захария А., Журавлев А., Чеботарев А., Арабаджи М. Графитовый распылитель «Filter Furnance» с химическим модификатором Pd-Mg для прямого анализа пищевых продуктов с помощью электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Food Anal Methods 2015, 8, 668–77. Искать в Google Scholar

[30] Паренгам М., Джудпрасонг К., Шриануджата С., Джиттинадана С., Лаохароджанапанд С., Бусамонгко А. Изучение питательных веществ и токсичных бобовых с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа и атомно-абсорбционной спектрофотометрии в графитовой печи.J Food Compos Anal 2010, 23, 340–5. Искать в Google Scholar

[31] Кацков Д. Синхронная многоэлементная электротермическая атомно-абсорбционная спектрометрия с непрерывным источником низкого разрешения: шаги на практике. Spectrochim Acta Часть B 2015, 105, 25–37. Искать в Google Scholar

[32] Junior MM, Silva LO, Leao DJ, Ferreira SL. Аналитические стратегии определения кадмия в образцах бразильского уксуса с использованием ET AAS. Food Chem 2014, 160, 209–13. Искать в Google Scholar

[33] Suzuki T, Miyada M, Otha K, Kaneco S, Mizuno T.Определение осмия в сточных водах методом атомно-абсорбционной спектрометрии в графитовой печи. Microchim Acta 1998, 129, 259–63. Искать в Google Scholar

[34] Бурылин М.Ю. Особенности определения мышьяка в почвах электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией с введением суспензий. J Anal Chem 2015, 70, 39–43. Искать в Google Scholar

[35] Цалев Д.Л., Славейкова В.О., Лампугнани Л., Уливо А.Д., Георгиева Р. Перманентная модификация электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии — достижения, ожидания и реальность.Spectrochim Acta Часть B 2000, 55, 473–90. Искать в Google Scholar

[36] Piaścik M, Bulska E. Свойства электроосажденных благородных металлов как постоянных модификаторов для определения кадмия в присутствии минеральных кислот методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Spectrochim Acta Часть B 2001, 56, 1615–23. Искать в Google Scholar

[37] Волынский А.Б. Сравнительная эффективность модификаторов металлов платиновой группы в электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Spectrochim Acta Часть B 2004, 59, 1799–821.Искать в Google Scholar

[38] Piascik M, Pyrzyńska K, Bulska E. Определение содержания селена в моче человека методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Chem Anal 2005, 50, 235–247. Искать в Google Scholar

[39] Войцеховски М., Пясчик М., Бульска Э. Модификаторы благородных металлов для определения сурьмы с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии в графитовой печи в биологических образцах. J Anal At Spectrom 2001, 16, 99–101. Искать в Google Scholar

[40] Cal-Prieto MJ, Carlosena A, Andrade JM, Muniategui S, Lopez-Mahia P, Prada D.Изучение химических модификаторов для прямого определения сурьмы в почвах и донных отложениях ультразвуковым отбором проб пульпы — ETAAS с компенсацией D2. В Spectrosc 2000, 21, 93–99. Искать в Google Scholar

[41] Barbosa F, Lima EC, Krug FJ, Определение мышьяка в отложениях и растворах почвы электротермической абсорбционной спектрометрией с использованием перманентного модификатора W-Rh. Аналитик 2000, 125, 2079–83. Искать в Google Scholar

[42] Торок П., Земберёва М. Использование модификаторов W / Mg (NO3) 2 для прямого определения As и Sb в почвах, осадках сточных вод и отложениях методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии с отбором твердых проб.Spectrochim Acta Часть B 2010, 65, 291–6. Искать в Google Scholar

[43] Lima EC, Barbosa F Jr, Krug FJ, Silva MM, Vale MGR. Сравнение экстракции с помощью ультразвука, отбора проб суспензии и разложения с помощью микроволн для определения кадмия, меди и свинца в биологических пробах и осадках с помощью электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. J Anal At Spectrom 2000, 15, 995–1000. Искать в Google Scholar

[44] Велц, Морс С., Карасек Э., Вейл М., Оркусс М., Беккер-Росс Х. Атомно-молекулярная абсорбционная спектрометрия с континуальным источником высокого разрешения — обзор.Appl Spectrosc Rev 2010, 45, 327–54. Искать в Google Scholar

[45] Паз-Родригес Б., Домингес-Гонсалес М. Р., Абоал-Сомоса М., Бермехо-Баррера П. Применение атомной абсорбции пламени с непрерывным разрешением высокого разрешения в чае и тизане. Food Chem 2015, 170, 492–500. Искать в Google Scholar

[46] Borges AR, Becker EM, Francois LL, de Jesus A, Vale MGR, Welz B, Dessuy MB, de Andrade JB. Исследование спектральной интерференции при определении свинца в удобрениях и образцах известняка с использованием атомно-абсорбционной спектрометрии с континуальным источником в графитовой печи с высоким разрешением.Spectrochim Acta Часть B 2014, 101, 213–19. Искать в Google Scholar

[47] da Silva DB, Junior MMS, Silva LOB, Portugal LA, Matos GD, Ferreira SLC. Определение кадмия в рисе электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией с использованием алюминия в качестве постоянного модификатора. Анальные методы 2011, 3, 2495–500. Искать в Google Scholar

[48] Becker-Ross H, Florek S, Heitmann U. Наблюдение, идентификация и коррекция структурированного молекулярного фона с помощью континуального источника AAS — определение селена и мышьяка в моче человека.J Anal At Spectrom 2000, 15, 137–41. Искать в Google Scholar

[49] Оцу Н., Ашино Т., Кимура Х, Такада К., Ханава Т. Исследование аналитической процедуры определения следовых количеств ионов металлов в смоделированных жидкостях организма с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. J Mater Sci Mater Med 2007, 18, 429–33. Искать в Google Scholar

[50] Nomngongo PN, Ngila JC, Msagati TAM, Moodley B. Концентрация следовых мультиэлементов в образце воды с использованием смол Dowex 50W-x8 и Chelex-100 перед их определением с использованием атомно-эмиссионного излучения с индуктивно связанной плазмой спектрометрия.Phys Chem Earth 2013, 66, 83–88. Искать в Google Scholar

[51] Garcia-Otero N, Barciela-Alonso MC, Dominguez-Gonzalez R, Herbello-Hermello P, Moreda-Pineiro A, Bermejo-Barrera P. Оценка электрофореза оффгелей, электротермической атомно-абсорбционной спектроскопии и индуктивно сопряженная плазменная оптическая эмиссионная спектроскопия для анализа следов металлов в белке морского планктона. Microchem J 2015, 119, 51–7. Искать в Google Scholar

[52] Моенс Л. Применение масс-спектрометрии в анализе микроэлементов биологических материалов.Fresenius J Anal Chem 1997, 359, 309–16. Искать в Google Scholar

[53] Siemianowski O, Barabasz A, Kendziorek M, Ruszczynska A, Bulska E, LWilliams E, Antosiewicz DM. Экспрессия HMA4 в табаке снижает накопление Cd из-за индукции апопластического барьера. J Exp Bot 2014, 63, 1125–39. Искать в Google Scholar

[54] Barabasz A, Wilkowska A, Ruszczyńska A, Bulska E, Hanikenne M, Czarny M, Kramer U, Antosiewicz DM. Металлический ответ трансгенных растений томата, экспрессирующих Р1В-АТФазу.Physiol Plant 2012, 145, 315–31. Искать в Google Scholar

[55] Кубадда Ф. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой для определения элементов и их разновидностей в продуктах питания: обзор. Журнал AOAC Int 2004, 87 (1), 173–204. Искать в Google Scholar

[56] Barbaste M, Robinson K, Guilfoyle S, Medina B, Lobinski R. Точное определение отношений изотопов стронция в вине с помощью мультиколлекторной масс-спектрометрии с секторным полем с индуктивно связанной плазмой (ICP-SF-MC-MS ). J Anal At Spectrom 2002, 17, 135–7.Искать в Google Scholar

[57] Халич Л., Сегал И., Йоффе О. Прямое определение РЗЭ в пресной воде с использованием ультразвукового распыления ICP-MS. J Anal At Spectrom 1999, 14 (10), 1579–81. Искать в Google Scholar

[58] Krachler M, Mohl C, Emons H, Shotyk W. Влияние процедур переваривания на определение редкоземельных элементов в образцах торфа и растений с помощью USN-ICP-MS. J Anal At Spectrom 2002, 17 (8), 844–51. Искать в Google Scholar

[59] Simpson LS, Hearn R, Catterick T.Разработка высокоточного метода анализа Pd, Pt и Rh в автокатализаторах с использованием многоколлекторной ИСП-МС. J Anal At Spectrom 2004, 19, 1244–51. Искать в Google Scholar

[60] Moor Ch, Devos W, Guecheva M, Kobler J. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой: универсальный инструмент для множества различных задач. Fresenius J Anal Chem 2000, 366, 159–164. Искать в Google Scholar

[61] Bocca B, Alimonti A, Petrucci F, Violante N, Sancesario G, Forte G, Senofonte O.Количественное определение микроэлементов с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в моче, сыворотке, крови и спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Паркинсона. Spectrochim Acta Part B 2004, 559–66 Искать в Google Scholar

[62] Bocca B, Alimonti A, Forte G, Petrucci F, Pirola C, Senofonte O, Violante N. Высокопроизводительные процедуры микроволнового разложения для мониторинга нейротоксических элементов в жидкостях организма с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Anal Bioanal Chem 2003, 337, 65–70.Искать в Google Scholar

[63] Ян Л., Ханг М., Лин С., Чен Д., Чжэн М. Анализ второстепенных и микроэлементов в грудном молоке с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). Microchim Acta 2003, 142, 85–88120. Искать в Google Scholar

[64] Czauderna M, Kowalczyk J, Ruszczynska A, Bulska E, Boldizarova K, Niedzwiedzka KM, Ленг Л. Влияние диетических изомеров CLA на уровни селена, цинка, меди, хрома, магния и кальция у крыс печень. J Anim Feed Sci 2005, 14, 529–32.Искать в Google Scholar

[65] Амманн А.А., Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICPMS): универсальный инструмент. J Mass Spectrom 2007, 42, 419–427. Искать в Google Scholar

[66] Becker JS. Анализ следов и ультраследований в жидкостях методом атомной спектрометрии. Trends Anal Chem 2005, 24, 243–54. Искать в Google Scholar

[67] Todoli JL, Mermet JM. Элементный анализ жидких микрообразцов с помощью спектрохимии индуктивно связанной плазмы. Trends Anal Chem 2005, 24, 107–116.Искать в Google Scholar

[68] Чайдук, Бартосевич I, Пышинска М., Хвастовска Дж., Польковска-Мотренко Х. Определение урана и отдельных элементов в польских диктионемовых сланцах и песчаниках с помощью ICP-MS. J. Radioanal Nucl Chem. 2013, 295, 1913–19. Искать в Google Scholar

[69] Pereira JSF, Pereira LSF, Mello PA, Guimaraes RCL, Guarnieri RA, Fonseca TCO, Flores EMM. Вызванное микроволновым излучением сжигание сырой нефти для дальнейшего определения редкоземельных элементов с помощью USN-ICP-MS. Анальный Чим Acta 2014, 844, 8–14.Искать в Google Scholar

[70] Kunze J, Koelling S, Reich M, Wimmer MA, ICP-MS определение титана и циркония в сыворотке крови человека с использованием ультразвукового распылителя с десольваторной мембраной. В Spectrosc 1998, 19, 164–7. Искать в Google Scholar

[71] Окамото Ю. Прямое определение свинца в биологических образцах методом электротермического испарения масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ETV-ICP-MS) после плавления в печи вольфрамовой лодочки с кюветой. Fresenius J Anal Chem 2000, 367, 300–5.Искать в Google Scholar

[72] Тернер Дж., Хилл С.Дж., Эванс Э.Х., Фирман Б., Вольф Бриче С.С. Точный анализ селена в воде и сыворотке с помощью ETV-ICP-MS с изотопным разведением. J Anal At Spectrom 2000, 15, 743–746. Искать в Google Scholar

[73] May TW, Wiedmeyer RH. Таблица многоатомных интерференций в ICP-MS. На Spectrosc 1998, 19, 150–5. Искать в Google Scholar

[74] Войцеховски М., Крата А., Бульска Э. Определение изотопного профиля ртути с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой: возможности и ограничения.Chem Anal Warsaw 2008, 53, 797–808. Искать в Google Scholar

[75] Ebdon L, Fisher AS, Worsfold PJ, Crews H, Baxter M. Устранение помех при анализе биологических материалов в режиме онлайн с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с инжекцией потока. J Anal At Spectrom 1993, 8, 691–5. Искать в Google Scholar

[76] Фен X, Ву С., Вармби А., Виттмайер А. Переваривание в микроволновой печи стандартных эталонных материалов растений и зерна в азотной и плавиковой кислотах для многоэлементного определения с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.J Anal At Spectrom 1999, 14, 939–46. Искать в Google Scholar

[77] Tanner SD. Характеристика ионизации и подавления матрицы в масс-спектрометрии с индуктивно связанной холодной плазмой. J Anal At Spectrom 1995, 10, 905–21. Искать в Google Scholar

[78] Moens LJ, Vanhaecke FF, Bandura DR, Baranov VI, Tanner SD. Устранение изобарных помех в ИСП-МС с использованием химии ион-молекулярных реакций: определение возраста магматических пород Rb / Sr, тематическое исследование. J Anal At Spectrom 2001, 16, 991–4.Искать в Google Scholar

[79] Бандура Д.Р., Баранов В.И., Таннер С.Д. Химия реакций и столкновительные процессы в многополюсных устройствах для разрешения изобарических помех в ICP-MS. Fesenius J Anal Chem 2001, 370, 454–470. Искать в Google Scholar

[80] Баранов В.И., Таннер С.Д. Ячейка с динамической реакцией для масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-DRC-MS). Часть 1. Вклад энергии высокочастотного поля в термодинамику ион-молекулярных реакций. J Anal At Spectrom 1999, 14, 1133–1142.Искать в Google Scholar

[81] Хаттендорф Б., Гюнтер Д. Характеристики и возможности ИСП-МС с динамической реакционной ячейкой для сухих аэрозолей и лазерной абляции. J Anal At Spectrom 2000, 15, 1125–1131. Искать в Google Scholar

[82] de Boer JLM, Ritsema R, Piso S, van Staden H, van den Beld W. Практические аспекты и аспекты контроля качества многоэлементного анализа с квадрупольным ИСП-МС с особым вниманием к моче и цельная кровь. Anal Bioanal Chem 2004, 379, 872–880. Искать в Google Scholar

[83] Castinera MM, Brandt R, Von Bohlen A, Jakubowksi N.Разработка методики многоэлементного определения микроэлементов в вине методом ICP-MS. Fresenius J Anal Chem 2001, 370, 553–558. Искать в Google Scholar

[84] Bjorn E, Krech W. Неспектральные интерференционные эффекты в масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с использованием прямого впрыска высокой эффективности и микроконцентрического распыления. J Anal At Spectrom 2001, 16, 4–11. Искать в Google Scholar

[85] Sariego-Muniz C, Marchante-Gayon JM, Garcia Alonso JI, Sanz-Medel A.Сравнение электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии, квадрупольной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с двойной фокусировкой и секторным полем для определения алюминия в сыворотке крови человека. J Anal At Spectrom 1998, 13, 283–7. Искать в Google Scholar

[86] Ruiz Encinar J, Garcia Alonzo JI, Sanz-Medel A, Main S, Turner PJ. Сравнение квадрупольной, двойной фокусировки и мультиколлекторной ИСП-МС. Часть II. Оценка общей комбинированной неопределенности при определении свинца в биологических матрицах путем изотопного разбавления.J Anal At Spectrom 2001, 16, 322–6. Искать в Google Scholar

[87] Родушкин И., Одман Ф., Брант С. Многоэлементный анализ цельной крови с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой высокого разрешения. Fresenius J Anal Chem 1999, 364 (4), 338–46. Искать в Google Scholar

[88] Barbaste M, Halicz L, Galy A, Medina B, Emteborg H, Adams FC, Lobinski R. Оценка точности определения соотношения изотопов свинца в вине методом ICP MS с использованием квадрупольного, мультиколлекторного магнитный секторный и времяпролетный анализаторы.Таланта 2001, 54, 307–17. Искать в Google Scholar

[89] Sariego-Muniz C, Marchante-Gayon JM, Garcia Alonso JI, Sanz-Medel A. Точное определение железа, меди, цинка в сыворотке крови человека с помощью анализа изотопных разведений с использованием двойной фокусировки ICP-MS. J Anal At Spectrom 1999, 14 (9), 1505–10. Искать в Google Scholar

[90] Park CJ, Suh JK. Определение микроэлементов в рисовой муке методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой изотопного разведения. J Anal At Spectrom 1997, 12, 573–577.Искать в Google Scholar

[91] Kent AJR, Jacobsen B, Peate DW, Waight TE, Baker JA. Изотопное разбавление MC-ICP-MS анализ редкоземельных элементов геохимических эталонных материалов NIST SRM 610, NIST SRM 612, NIST SRM 614, BHVO-2G, BHVO-2, BCR-2G, JB-2, WS-E, W-2 , АГВ-1 и АГВ-2. Geostand Geoanal Res 2004, 28 (3), 417–29. Искать в Google Scholar

[92] de Bievre P, Масс-спектрометрия с изотопным разбавлением. Tech Instrum Anal Chem 1994, 15, 169–183. Искать в Google Scholar

[93] Heumann KG.Масс-спектрометрия с изотопным разбавлением (IDMS) элементов, Mass Spectrom Rev 1992, 11, 41–67. Искать в Google Scholar

[94] Вагнер Б., Йендрал В. Открытая ячейка для абляции для исследований исторических объектов методом LA-ICP-MS . J Anal At Spectrom 2011, 26, 2058–63. Искать в Google Scholar

[95] Дивакар П.К., Гонсалес Дж.Дж., Харилал С.С., Руссо Р.Э., Хассанейн А. Сверхбыстрая лазерная абляция ICP MS: роль размера пятна, плотности потока лазерной энергии и повторения в интенсивности сигнала и фракционировании элементов. J Anal At Spectrom 2014, 29, 339–46.Искать в Google Scholar

[96] Писонеро Дж., Фернандес Б., Гюнтер Д., Критическая версия GD-MS, LA-ICP-MS и SIMS как неорганических масс-спектрометрических методов для прямого анализа твердых тел, Журнал аналитической атомной спектрометрии 2009, 24 , 1145–60. Искать в Google Scholar

[97] Pozebon, Sheffler GL, Dressler VL, Nunes MAG. Обзор применения масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией для анализа биологических образцов. J Anal At Spectrom 2014, 29, 2204–28.Искать в Google Scholar

[98] Wagner B, Nowak A, Bulska E, Hametner K, Günther D. Критическая оценка элементного состава эталонных археологических стекол Corning методом LA-ICP-MS. Anal Bioanal Chem 2012, 402, 1667–1677. Искать в Google Scholar

[99] Durrant SF, Ward NI. Недавние биологические и экологические применения лазерной абляции масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (LA-ICP-MS). J Anal At Spectrom 2005, 20, 821–9. Искать в Google Scholar

[100] Wagner B, Garboś S, Bulska E, Hulanicki A.Определение железа и меди в старых рукописях путем отбора проб шлама в графитовой печи атомно-абсорбционной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией. Spectrochim Acta Часть B 1999, 54, 797–804. Искать в Google Scholar

[101] Syta O, Rozum K, Choińska M, Zielińska D, ukowska Z, Kijowska A, Wagner B. Аналитическая процедура характеризации средневековых настенных росписей с помощью рентгеновской флуоресцентной спектрометрии, лазерная абляция с индуктивной связью плазменная масс-спектрометрия и рамановская спектроскопия.Spectrochim Acta Часть B 2014, 101, 140–148. Искать в Google Scholar

[102] Cagno S, Cosyns P, Van der Linden V, Schalm O, Izmer A, Deconinck I, Vanhaecke F, Nowak A, Wagner B, Bulska E, Nys K, Janssens K. Данные о составе большая коллекция черного римского стекла. Открытый журнал J Archaeometry 2013, 1. DOI: 10.4081 / 4964. Искать в Google Scholar

[103] Орельяна Ф.А., Гальвез К.Г., Ролдан М.Т., Гарсиа-Руис К. Применение масс-спектрометрии с лазерной абляцией и индуктивной связью плазмы в химическом анализе судебно-медицинских доказательств.Тенденции Anal Chem 2013, 42, 1–33. Искать в Google Scholar

[104] Беккер Дж. С., Матуш А., Ву Б. Масс-спектрометрия с биовизуализацией микроэлементов — недавний прогресс и применение LA-ICP-MS: обзор. Анальный Чим Acta 2014, 835, 1–18. Искать в Google Scholar

[105] Shortreed M, Bakker E, Kopelman R. Миниатюрный натрий-селективный ионообменный оптод с флуоресцентными хромоионофорами pH и настраиваемым динамическим диапазоном. Anal Chem 1996, 68, 2656–62. Искать в Google Scholar

[106] Bakker E, Diamond D, Lewenstam A, Pretsch E.Ионные датчики: текущие ограничения и новые тенденции. Anal Chim Acta 1999, 393, 11–18. Искать в Google Scholar

[107] Gyurcsanyi RE, Pergel E, Nagy R, Kapui I, Thu Lan BT, Toth K, Bitter I, Lindner E. Прямые доказательства ионных потоков через ионоселективные мембраны: сканирующая электрохимическая микроскопия и потенциометрическое исследование. Anal Chem 2001, 73, 2104–111. Искать в Google Scholar

[108] Муньос Э., Палмеро С. Анализ и видообразование мышьяка с помощью потенциометрии удаления: обзор. Таланта 2005, 65, 613–20.Искать в Google Scholar

[109] Pergel E, Gyurcsanyi RE, Toth K, Lindner E. Пределы обнаружения пикомоляров с поляризованными по току ионоселективными мембранами Pb2 +. Anal Chem 2001, 73, 4249–53. Искать в Google Scholar

[110] Sbhanardakani S, Tayebi L, Farmany A, Cheraghi M. Анализ микроэлементов (Cu, Cd и Zn) в тканях мышц, жабр и печени некоторых видов рыб с использованием анодной вольтамперометрии. Оценка экологического мониторинга 2013, 184, 6607–6611. Искать в Google Scholar

[111] Zhao C, Lui H, Wang L.Одновременное определение Pb (II) и Cd (II) с помощью электрода, модифицированного электрополимеризованной тиадазольной пленкой. Анальные методы 2012, 4, 3586–92. Искать в Google Scholar

[112] Ivandini TA, Sato R, Makide Y, Fujishima A, Einaga Y. Электрохимическое определение мышьяка (III) с использованием имплантированных иридием алмазных электродов, легированных бором. Anal Chem 2006, 78, 6291–8. Искать в Google Scholar

[113] Alves GMS, Magalhaes JMCS, Salaun P, van der Berg CMG, Soares HMVM. Одновременное электрохимическое определение мышьяка, меди, свинца и ртути в незагрязненных пресных водах с помощью вибрирующего золотого микропроволочного электрода.Анальный Чим Acta 2011, 703, 1–7. Искать в Google Scholar

[114] Сезгин HV, Gokcel HI, Dilgin Y. Адсорбционное анодное строппинг-вольтамперометрическое определение сурьмы (III) на стеклоуглеродном электроде с использованием ривастигина в качестве нового химического рецептора. Актуаторы Sens B Chem 2015, 209, 686–94. Искать в Google Scholar

[115] Prasad BB, Jauhari D, Verma A. Полимер с двойным ионным отпечатком, внедренный в золь-гелевую матрицу для одновременного ультраследового анализа кадмия и меди. Таланта 2014, 120, 398–407.Искать в Google Scholar

[116] Santos LB, de Souza MTF, Paulino AT, Garcia EE, Nogami EM, Garcia JC, de Souza NE. Определение алюминия в ботанических образцах методом адсорбционной катодной вольтамперометрии в виде комплекса Al-8-гидроксихинолин. Microchem J 2014, 112, 50–5. Искать в Google Scholar

[117] Locatelli C. Каталитически-адсорбционное вольтамперометрическое определение ультра-следов иридия (III). Применение в пресной и морской воде. Таланта 2011, 85, 546–50. Искать в Google Scholar

[118] Salaun P, Gibbon-Walsh K, van den Berg CMG.За водородной волной: новые рубежи в обнаружении микроэлементов с помощью инверсионной вольтамперометрии. Anal Chem 2011, 83, 3848–56. Искать в Google Scholar

[119] Aouarram A, Galindo-Riano MD, Garcia-Vargas M, Stitou M, El Yousfi F, Espaa-Bellido E. Эффективный подход к разработке и оптимизации анализа Ni (II) с помощью AdCSV в морской воде. Таланта 2010, 82, 1749–56. Искать в Google Scholar

[120] Ван Дж. Электрохимическое обнаружение для аналитических систем на микроуровне: обзор.Таланта 2002, 56, 223–31. Искать в Google Scholar

[121] Монтичелли Д., Лаглера Л.М., Капрара С. Миниатюризация в вольтамперометрии: анализ ультрамикроэлементов и видообразование с 20-кратным уменьшением размера образца. Таланта 2014, 128, 273–7. Искать в Google Scholar

[122] Strange RW, Feiters MC. Биологическая рентгеновская абсорбционная спектроскопия (BioXAS): ценный инструмент для изучения микроэлементов в науках о жизни. Curr Opin Struct Biol 2008, 18, 609–16. Искать в Google Scholar

[123] Matsumoto E, Simabuco SM, Perez CA, Nascimento VF.Анализ атмосферных частиц методом полного отражения синхротронного излучения (SR-TXRF). Рентгеновский спектр 2002, 31, 136–14. Искать в Google Scholar

Frontiers | Анализ микроэлементов в мозге человека: цель, методы и уровни концентрации

Введение

Микроэлементы играют решающую роль во многих биохимических и физиологических процессах у человека, являясь в основном компонентами различных витаминов и ферментов (Zecca et al., 2004; Bartzokis et al., 2007). Их баланс в головном мозге сложным образом регулируется системами мозгового барьера, такими как гематоэнцефалический барьер (BBB), хориоидальный барьер гемато-спинномозговой жидкости, гематоэнцефалический барьер (CSF) и даже CSF-мозговой барьер (Strazielle и Ghersi-Egea, 2013).Гомеостаз микроэлементов зависит от процессов абсорбции, распределения, биотрансформации и экскреции (Zheng and Monnot, 2012). Микро-ионы, такие как Fe, Cu, Ca, Co, Mg, Mn и Mo, необходимы для правильного функционирования и роста мозга, поскольку они обеспечивают защиту от болезней и активных форм кислорода в качестве вторичных посредников, регуляции экспрессии генов, катализа и ферментов. активации (Lee et al., 2008).

С другой стороны, избыточное количество элементов может вызывать повреждение клеток, приводящее к множеству синдромов, вызванных аномальными белками, перекисным окислением липидов и окислением ферментов, поглощающих АФК.Известно, что нейродегенеративные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера — БА, болезнь Паркинсона — БП и болезнь Вильсона, коррелируют со сдвигом содержания металлов в различных областях мозга (Hutchinson et al., 2005; Corbin et al., 2008; Squitti, 2012 ; Tiiman et al., 2013; Sharma et al., 2017) или с нарушенным распределением этих элементов. Например, в бляшках человека пациентов с БА было обнаружено увеличение на 339% цинка, 466% меди и 177% железа и 4653% кальция по сравнению со здоровыми субъектами (Leskovjan et al., 2009). В качестве другого примера, железо, которое имеет высокую концентрацию в нейромеланине, также считается фактором клеточной восприимчивости при болезни Паркинсона (Depboylu et al., 2007).

Следовательно, анализ содержания металлов в мозговом материале — очень интересное приложение анализа следов металлов. Помимо диагностики заболеваний, его также можно использовать для отслеживания действия лекарств, в том числе хелаторов металлов, что считается одной из современных идей лечения (Tõugu et al., 2009).

Количество статей, представляющих этот подход, значительно выросло в последние годы. Основные методы анализа следов в головном мозге включают масс-спектрометрию с индуктивно связанной массой (ICP-MS), атомно-абсорбционную спектрометрию, индуцированную пламенем (FAAS), электротермическую атомно-абсорбционную спектрометрию (GFAAS), оптическую эмиссионную спектрометрию с возбуждением в индуктивно связанной плазме (ICP). -OES), рентгеновской флуоресцентной спектрометрии (XRF) и нейтронно-активационного анализа (NAA) (Brown and Milton, 2005).

Примеры, приведенные в следующей части обзора, показывают, что содержание элементов в образцах человеческого мозга можно исследовать многими методами. Тип используемого метода зависит от типа информации, которую мы хотим получить (количественный анализ, качественный анализ, анализ видообразования, распределение аналита в образце). Выбор подходящего аналитического метода также зависит от параметров метода, таких как предел обнаружения и определения, точность и прецизионность, чувствительность и селективность (Van Loon and Barefoot, 1992).

Нет простого способа порекомендовать метод для конкретной задачи. Каждый метод, описанный в этой статье, может определять следовые количества металлов в аналогичном диапазоне концентраций и не отличается существенно по пределам обнаружения и затратам (Brown and Milton, 2005). Таким образом, второстепенные факторы могут иметь решающее значение для принятия решения. ИСП-МС и ИСП-ОЭС кажутся наиболее универсальными и часто используемыми. В таблице 1 представлен список аналитических методов, используемых для качественного и количественного анализа элементов в образцах мозга человека.

Таблица 1 . Репрезентативные примеры применения различных методов анализа металлов в образцах головного мозга.

Проблемы с выборкой

Ткань головного мозга представляет собой сложную матрицу. В мозге человека общее содержание жира составляет около 30% (в пересчете на сухое вещество; Suzuki and Suzuki, 1972), а содержание воды составляет около 70–80% (Császma et al., 2003). Сухая часть состоит в основном из липидов: около 40% холестерина, около 15% гликолипидов, около 15% фосфолипидов и около 5% сфингомиелина.Остальное сухое вещество содержит в основном белки (Gonzalez-Riano et al., 2016).

Ткани головного мозга, проанализированные на содержание металлов, в основном собираются вскрытий (из вскрытия), поскольку процедуры биопсии головного мозга выполняются только для анализа опухолей для диагностики рака. Обычно рекомендуется заморозить образцы глубоко (в жидком азоте), чтобы избежать метаболизма. Хотя общее содержание металлов не изменяется во время химических процессов, окислительно-восстановительные реакции могут значительно изменить результаты, если требуется анализ состава.

Можно предположить, что аналитик не несет прямой ответственности за надлежащий отбор образцов тканей головного мозга, поскольку отбор образцов производится в основном квалифицированными судебными врачами во время вскрытия при диагностике заболевания (Hynd et al., 2003). Однако обстоятельства смерти (кома, гипоксия, гиперпирексия в момент смерти и т. Д.) И период времени между смертью и вскрытием могут значительно изменить состав мозга (Stan et al., 2006). Минимальный набор образцов для гистопатологического исследования в настоящее время состоит из 12 фрагментов головного мозга: средняя лобная извилина, поясная извилина, верхняя и средняя височные извилины, гиппокамп и парагиппокампальная извилина, нижняя теменная долька, скорлупа и бледный шар, средний мозг, мосты, хвостатое ядро; полушарие червя мозжечка (включая зубчатое ядро) и продолговатый мозг (Love, 2004).Гиппокамп и мозжечок считаются двумя наиболее важными частями мозга в диагностическом контексте (Gonzalez-Riano et al., 2016).

Как правило, после вскрытия ткани ткани глубоко замораживаются. Для большинства методов они должны быть минерализованы, в основном путем кислотного переваривания, или оставаться твердыми, чтобы не было риска потерь при экстракции (Bodzon-Kulakowska et al., 2007; Xue et al., 2012). Однако аналитик должен знать о других возможностях потерь. Каждый этап отбора проб должен основываться на тщательном ополаскивании.Более того, поверхность неподходящей тары может впитывать микроэлементы. Микроэлементы также могут быть летучими, поэтому каждый этап отбора проб следует проводить в закрытых контейнерах. Это не относится к лазерной абляции, когда забор проб производится из необработанной ткани. Тем не менее, более серьезной проблемой (чем потери) является риск заражения. Особенно важно использовать специальные реагенты и растворители, а также контейнеры для хранения проб, изготовленные из материалов, не содержащих металлов.

Вопросы обеспечения качества

Независимо от загрязнения и потерь, на качество анализа могут влиять многие другие факторы (Parr, 1985).Обычно предполагается, что только сертифицированные стандартные образцы (CRM или, по крайней мере, стандартные стандартные образцы, SRM) могут подтвердить качество метода в конкретной лаборатории (Parr, 1985). Эти материалы являются эталонными образцами, которые необходимо проанализировать одним и тем же методом, чтобы доказать, что результаты существенно не различаются. При выборе материалов необходимо добиться максимального сходства с мозговой тканью (в контексте химического состава), поскольку на рынке нет эталонной мозговой ткани (Gallorini, 1995; Gallorini and Apostoli, 1996).Примеры, использованные в исследовании: SRM 1577b из бычьей печени, порошок из коровьих мышц SRM 8414, цельный яичный порошок SRM 8415 и ткань устрицы SRM 1566b (Leite Jacob-Filho et al., 2008; Batista et al., 2009).

Спектроскопические методы

Выбор аналитического метода должен зависеть от цели анализа и пределов определения данного метода. Кроме того, не менее актуален и тип исследовательского материала. Если тест направлен на определение качественного и количественного содержания элементов, необходимо выбрать спектроскопические методы.Однако, если также важно знать пространственное распределение аналитов на поверхности ткани и определить состояние присутствия элементов, следует применять метод визуализации поверхности образца путем количественного картирования элементов, например, лазерной абляции. с детектированием в масс-спектрометре с ионизацией в индуктивно связанной плазме, LA ICP-MS (масс-спектрометрия с лазерной абляцией с индуктивно связанной плазмой). Результаты анализов должны основываться на надлежащей процедуре подготовки проб и на анализе с использованием проверенных методов, обеспечивающих прослеживаемость результатов анализов.

ИСП-МС

Одним из самых популярных методов анализа содержания элементов в образцах ткани головного мозга является масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой — ICP-MS. Этот метод основан на генерации одноположительных ионов определенных элементов в строго параметризованной плазме (количество ионов с двойным зарядом строго ограничено и обычно не должно превышать 3% от всех заряженных частиц). Эти ионы, после прохождения через правильно сконструированную ионную оптику (предназначенную для разделения фотонного фона), идентифицируются на основе отношения масса / заряд (m / z) с использованием масс-сепаратора и детектора.В зависимости от предполагаемой степени разделения ионов используются разные типы сепараторов. Наиболее часто используемый квадрупольный сепаратор встречается во многих конфигурациях. В качестве детекторов используются фотоумножители, которые приспособлены для обнаружения ионов путем размещения на их оптическом пути сцинтилляционных кристаллов, которые преобразуют поток ионов в фотоны. Генерация однозарядных ионов требует точной настройки параметров плазмы. Наиболее важными из них являются температура, электростатические потенциалы (отклоняющие пучок ионов), поток плазмы и поток газа распылителя.Глубина и время отбора также являются важными параметрами.

Из-за низкого фонового сигнала и большого количества образующихся ионов можно получить очень низкий предел обнаружения для большинства элементов (в миллиардном диапазоне; He et al., 2017). К наиболее важным преимуществам метода ИСП-МС относятся: высокая чувствительность и точность, низкие пределы количественного определения (на уровнях мкг / л, нг / л), исключительно высокая линейность калибровочной кривой, включая до 9 порядков величины, многозначность элементный анализ большинства элементов периодической таблицы, относительно короткое время анализа и небольшое количество образца, необходимого для определения.

Физические или спектральные помехи — важный фактор, влияющий на качество результатов, полученных методом ICP-MS. Физические помехи возникают в основном из-за разницы в вязкости и поверхностном натяжении образца по отношению к используемым стандартам. Одним из способов устранения такого рода помех является использование внутреннего стандарта, подходящего для исследуемых аналитов с точки зрения ионизации и энергии массы. В работе (Dahlberg et al., 2015) по тестированию содержания K, Na, Mg, Ca, Zn, Fe, Cu, Mn и Cr в каждом образце использовался внутренний стандарт Sc, Rh, In и Lu. .Чтобы избежать помех из-за разницы масс, следует использовать внутренний стандарт с массовым числом, максимально близким к анализируемому элементу (однако не всегда возможно использовать подходящий стабильный изотоп). Другой метод может заключаться в использовании поверхностно-активных веществ для снижения поверхностного натяжения, например солей аммония, Tween80 или Triton X-100.

Биологическая матрица человеческого мозга (содержащая высокую концентрацию органических и неорганических веществ) может вызвать засорение распылителя и отложение матрицы на плазмотроне и конусах.Решением здесь является разбавление образца и использование специализированных распылителей (Parsons and Barbosa, 2007). Следует отметить, что экстракция аналитов из образца с помощью правильно подобранных экстракционных реагентов, например, метилизобутилкетона (MIBK), также может быть хорошим решением. Однако для этого требуется повторная экстракция в водные растворы или изменение параметров плазмы и подготовка серии стандартов в используемом реагенте.

Спектральная интерференция — это эффект перекрытия сигналов от других ионов (образованных в определенных количествах заряженных двойных ионов или из комбинации атомов, полученных из плазменного газа, воздуха, воды, матрицы образца или кислот, используемых для минерализации образцов) на анализируемое вещество. сигнал (Lum, Sze-Yin Leung, 2016).В рамках метода существует множество способов их устранения. Одним из решений в определении серы и фосфора (Hinrichs et al., 2007) является применение комбинированного метода HPLC-ICP-SFMS (высокоэффективная жидкостная хроматография / масс-спектрометрия высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой и секторным масс-сепаратором). Эти элементы разделяются с помощью жидкостного хроматографа, а затем анализируются с помощью масс-спектрометра. Это решение позволяет исключить интерференцию многоатомных атомов (15N16O +, 14N16O1H +, 14N17O +, 12C18O1H + в случае 31P и 16O16O +, 15N16O1H +, 14N18O + для изотопа 32S1h316O2 и 16O18O +) и тем самым повысить селективность.Другое решение — использовать камеру реакции на столкновение (CRI). Ионы, такие как 40Ar16O, расщепляются внутри газом, подаваемым с постоянным, строго определенным потоком, например, водородом. В результате реакции образуются атомарный аргон, ионы водорода и вода.

В последние годы использование комбинированных аналитических методов с использованием хроматографических методов с ИСП-МС (газовая хроматография (ГХ), высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), эксклюзионная хроматография (SEC), ионная хроматография (IEC), обращенно-фазовая хроматография ( RPLC), ионно-парная хроматография IPC), а для анализов стали очень популярными вышеупомянутые спектроскопические методы (FAAS, GFAAS, ICP-OES, ICP-MS).Например (Wolf et al., 2003), мы найдем комбинацию метода ICP-MS с CZE (капиллярный электрофорез), который использовался для изучения содержания металлотионеинов (низкомолекулярных белков, участвующих в детоксикации организмов от вредные ионы металлов) в человеческом мозге. Этот комбинированный метод позволяет получить высокое разрешение, выполнять многоэлементный анализ малых объемов проб при очень низких пределах определения.

Методы ICP-MS в последнее время стали очень популярными в сочетании с одним из самых современных методов отбора проб — лазерной абляцией (LA).Этот метод заключается во взаимодействии электромагнитного излучения лазера, вызывающего серию физико-химических процессов, приводящих к созданию системы, состоящей из газа-носителя (обычно аргона) и частиц исследуемого материала, диспергированных в нем (Pozebon et al., 2014, 2017). Это лазерное испарение и распыление образца, так что анализу могут быть подвергнуты твердые образцы без стадии минерализации.

Becker et al. (2004) изучали содержание таких элементов, как P, S, Si, Al, Cu, Zn, в белках, происходящих из человеческого мозга, после их разделения с помощью гель-электрофореза.В испытаниях применялся метод ICP-SFMS (масс-спектрометрия с возбуждением в индуктивно связанной плазме и секторный масс-сепаратор) с микровыбором проб методом LA. При определении фосфора в матрице этого типа следует обращать внимание на изобарическую интерференцию высокой интенсивности от людей, таких как 15N16O +, 14N16O1H + и 14N17O1. Чтобы этого не произошло, измерения проводились с разрешением 4000. В случае анализа серы наличие иона 16O2 является одним из наиболее частых нарушений.

Исследование, проведенное Becker et al. (2003) доказали значительно более низкий предел количественной оценки для определений P в случае метода ICP-SFMS (20 пг / г) по сравнению с методом ICP-MS с использованием квадруполя и камеры столкновений (1,3 нг / г). Самыми большими преимуществами использования метода LA являются отсутствие разрушения образцов, простая подготовка образцов и возможность анализировать прозрачные и непрозрачные образцы (Durrant, 1999).

ICP-OES

Эмиссионная спектрометрия с возбуждением в индуктивно связанной плазме (ICP-OES, но также используется аббревиатура ICP-AES) отличается от спектрометрии ICP-MS типом обнаружения.В этом случае анализируется спектр излучения аналитов. Весь процесс получения правильно параметризованной плазмы осуществляется на той же основе. Правильно подготовленный образец, содержащийся в растворе, с помощью перистальтического насоса подается в плазменный резак, работающий от плазменного газа. Чаще всего это аргон из-за его относительно невысокой цены и химической пассивности, но для этой цели можно использовать любой газ. Раньше проводились эксперименты с азотом и даже с кислородом.Внутри плазменной горелки подаваемый аргон создает плазму с температурой до 10 000 К под воздействием радиочастотного электромагнитного поля, создаваемого окружающей горелкой, где образец подвергается сушке, разложению, атомизации и, наконец, ионизации. Условия выбираются так, чтобы они производили преимущественно одноположительные ионы. В отличие от масс-спектрометрии, спектр излучения возбужденных ионов подвергается анализу. Отдельные элементы, составляющие аналит, излучают линейный спектр с определенными длинами волн, соответствующими их уровням энергии.Следует подчеркнуть, что образующиеся спектральные линии принадлежат ионам, а не (как в атомно-абсорбционной спектрометрии) атомам. Спектр, излучаемый ионами, идет рядом с монохроматором, где одна конкретная линия анализируемого элемента отделяется и затем измеряется с помощью детектора излучения, обычно фотоумножителя. Мера содержания элемента в образце определяется по интенсивности измеренной спектральной линии. Как и в случае с ICP-MS, возможность образования многоэлементных ионов, характеризующихся их собственными молекулярными спектрами, может повысить аналитический фон в случае некоторых анализов.

Анализ ICP-OES характеризуется пределом обнаружения на уровне мг / л и мкг / л, а в некоторых случаях даже нг / л. Это ставит его более или менее между методами ICP-MS и FAAS. Тем не менее, есть области применения, где это особенно полезно. Среди прочего, это анализы серы и фосфора, с которыми метод ICP-MS не особенно успешен, в то время как FAAS также не позволяет достичь ожидаемых низких уровней. Чувствительность и точность метода ICP-OES из-за использования возбуждения плазмы аналогична другим методам этого типа.Также очень характерна высокая линейность метода.

Korvela et al. (2016) провели многоэлементный анализ проб спинномозговой жидкости методом ICP-MS (47 Ti, 51 V, 55 Mn, 61 Ni, 66 Zn, 75 As, 85 Rb, 88 Sr, 107 Ag, 118 Sn, 138 Ba, и 208 изотопов Pb) и ICP-AES (проверено Ca, Cu, Fe, Mg, P, S, Si, Sr, Zn, K и Na). В случае Sr, As, Ba, Ti, Rb, Ca, Mg, P, K и Na были обнаружены достаточно высокие сигналы (концентрация была выше предела количественного определения) и RSD (относительное стандартное отклонение) со значениями ниже 10 %.

FAAS

Метод FAAS — один из самых простых и быстрых аналитических методов определения микроэлементов. Его принцип основан на одном из спектроскопических законов Кирхгофа. Согласно ему, более холодный газ, окружающий горячий источник излучения, удаляет спектральные линии из спектра источника, соответствующие его определенным уровням энергии. На этой основе было сконструировано множество аналитических аппаратов, которые различаются способом получения этого абсорбирующего газа или методом распыления.Один из методов — распыление в пламени FAAS. Свет от специально изготовленной лампы, называемой лампой с полым катодом (HCL), проходит через длинное узкое пламя, играющее роль распылителя, где происходят процессы поглощения света на определенной длине волны, соответствующей энергетическим уровням образец вводят в пламя. Затем ослабленный свет этой длины волны отделяется от остального спектра излучения с помощью монохроматора (чаще всего используется Черни-Тернера) и направляется на измерение с помощью фотоумножителя.Выше описан только общий принцип работы. Существует множество модификаций — начиная с источника излучения: безэлектродные лампы EDL, в которых излучение происходит в катушке резонатора, дуговые лампы полного спектра УФ- и видимого диапазона, с помощью различных методов распыления и различных типов монохроматоров света, до различного обнаружения. методы.

Поскольку распыление происходит в пламени при относительно высокой температуре, существенным препятствием для использования метода FAAS является появление так называемых голубых полос.В это название входят высокотемпературные соединения CN, NH и CH, вызывающие образование высокого маскирующего фона для определяемых элементов. Это особенно важно при использовании пламени ацетилена / закиси азота, характеризующегося высоким уровнем самоизлучения. В некоторых случаях это может даже сделать анализ невозможным.

GFAAS (ETAAS)

Другой способ распыления образца — использование графитовой печи. В этом случае облако распыленного образца возникает внутри трубки из пизолитового графита, расположенной в центре специально сконструированной печи, и через нее проходит анализирующий световой поток.Трубка нагревается до высокой температуры сильным током. В результате образец сушится, разлагается, сжигается и распыляется. Температура в печи может достигать значения даже более 3500 К. Такая высокая температура, значительно превышающая даже температуру пламени смеси ацетилена и закиси азота, приводит к значительному снижению предела обнаружения по сравнению с методом FAAS.

Для обеспечения долговечности трубы и снижения степени ее расхода в топке используется анаэробная атмосфера, и наиболее часто используемым газом в данном случае является аргон.

Метод не свободен от помех. Важной проблемой является рассеяние света на частицах дыма, образующихся в результате пиролиза органических частей, а также пиролиз самого материала трубки, то есть неспецифическое поглощение. Это приводит к неверно завышенным результатам. Из-за высокой температуры печи также может происходить дальнейшая индукция атомов до возникновения нежелательного процесса ионизации. Чтобы этого не произошло, используются добавки деионизирующих веществ.

Очень важно уменьшить влияние фона на интенсивность спектральных линий измеряемого элемента. Это достигается за счет использования эффекта Зеемана, заключающегося в расщеплении одной спектральной линии на три или более компонентов с помощью магнитного поля. Выполняются измерения световых пучков, поляризованных по-разному относительно магнитного поля, соответствующего разделенным линиям.

В дополнение к пределу определения порядка мкг / л, все другие параметры валидации находятся на уровне методов, включая метод атомно-абсорбционной спектрометрии.

Метод GFAAS уже много лет используется для анализа элементов человеческого мозга. Самыми популярными элементами, определенными в этой матрице с использованием вышеупомянутого метода, безусловно, являются Se, Al, Fe (Xu et al., 1992; Gała zka-Friedman et al., 2011). В последнее время также стал популярным метод TH-GFAAS (атомно-абсорбционная спектрометрия в графитовой печи с поперечным нагревом), используемый исследователями, например, для анализа содержания Al (Mirza et al., 2017; Mold et al., 2018).

Подготовка образца

Твердые образцы, такие как части человеческого мозга, должны быть минерализованы перед любым испытанием, которое включает в себя избавление от органической матрицы, разложение труднорастворимых соединений и перенос компонентов без потерь в раствор.Обзор литературы показывает, что в большинстве случаев используется микроволновая минерализация с использованием HNO или смесей HNO и HO (см. Примеры в Таблице 2).

Таблица 2 . Примерные условия микроволновой минерализации образцов головного мозга человека.

Ядерные методы

XRF

Спектрометрия флуоресценции

XRF также может использоваться для определения содержания элементов. Он хорошо подходит для анализа ингредиентов, обнаруженных как в больших, так и в малых количествах, что отличает этот метод от других, обычно используемых в инструментальном анализе.

Метод XRF основан на индукции характеристического рентгеновского излучения с помощью излучения, исходящего из рентгеновской трубки (с родием или медью), которая излучает непрерывный спектр излучения. Это излучение направляется на исследуемый образец (сформированный в виде прессованной таблетки или расплавленный с оксоборатом шариков лития) через бериллиевое окно и систему латунных и алюминиевых фильтров. Характерное рентгеновское излучение, возникающее после отражения от образца, проходит через коллиматор, концентрирующий луч на анализирующем кристалле.Изогнутый под определенным углом, характерным для данного элемента, характеристический пучок излучения анализируется проточным или флуоресцентным детектором. На основании этого компьютерная система определяет содержание анализируемого элемента.

Анализ элементов с атомным номером <6 не очень эффективен из-за чрезвычайно высокой энергии ионизации внутренних оболочек атомов.

Самыми большими преимуществами этого метода являются: возможность анализа многих элементов одновременно, короткая продолжительность анализа, простая подготовка образца и тот факт, что образец не разрушается во время анализа.Ограничениями могут быть, в свою очередь, дорогое оборудование, отсутствие информации об уровнях окисления элементов и довольно высокие пределы количественного определения. Этот метод, связанный с микроскопией (James et al., 2011), позволяет исследовать распределение элементов внутри ткани.

Рентгеновская флуоресцентная спектроскопия — отличный метод для изучения элементов на уровне ppm (до частей на миллион и более). Этот метод, по-видимому, является хорошо зарекомендовавшим себя методом количественного определения многих металлов на небольших участках образцов тканей (11–13).Если образец дополнительно подвергается воздействию рентгеновского луча с применением рентгеновской флуоресцентной микроскопии (XFM), этот метод может быть полезен для картирования больших срезов головного мозга. Важным преимуществом XRF является возможность получения карт с высоким разрешением, визуализирующих пространственное распределение (до менее 100 нм) большого количества элементов в биологических образцах. Существуют различные подходы к визуализации субклеточных деталей с помощью XFM, такие как, например, электронно-зондовый рентгеновский микроанализ или EPXMA и т. Д. До нескольких лет назад XFM не был широко доступен для биомедицинских сообществ и редко предлагал разрешение лучше, чем несколько микрон. .Ситуация кардинально изменилась с развитием синхротронов третьего поколения (США [APS], Франция [ESRF], Япония [SPring8]), предлагающих соответствующее пространственное разрешение карты, позволяющее выполнять количественные элементные изображения гидратированных биологических образцов с субмикронным разрешением. Более того, микроскопия SXRF может предоставить информацию о степени окисления элемента и даже о координационной среде (спектроскопия микро-XANES; Shahata et al., 2015). Техника синхротронной рентгеновской флуоресценции подробно описана в следующих исследовательских и обзорных статьях (James et al., 2011; Majumdaz et al., 2012; Pushie et al., 2014; Niemiec et al., 2015; Takano et al., 2017). Для картирования небольших участков может применяться традиционная двухточечная рентгеновская флуоресцентная визуализация, но для картирования больших областей быстрое сканирование рентгеновского флуоресцентного картирования (RS-XRF) с использованием соответствующего программного обеспечения может существенно сократить время сканирования. (Фарни, 2007).

XRF успешно применяется в диагностике. Wandzilak et al. (2015) доказали статистически значимую взаимосвязь между концентрацией отдельных элементов, таких как P, S, Ca и Fe, и тяжестью рака.Авторы показали, что изменение концентрации этих элементов связано со степенью злокачественности опухоли. Полученные результаты позволяют предположить, что исследованные переходные металлы играют важную роль в канцерогенезе. Другим примером очень полезного применения вышеуказанного метода является определение изменений P, S, K, Ca, Fe, Cu, Zn и Se, происходящих в гиппокампе в результате кетогенной диеты с высоким содержанием жиров и углеводов ( К.Д.) (Снигирева, Снигирев, 2006).В другой статье (Miller et al., 2006) описан метод визуализации пространственного распределения выбранных металлов (Ca, Fe, Cu и Zn) в мозге мыши, моделирующей болезнь Альцгеймера, с помощью синхротронного излучения (SR). на основе рентгенофлуоресцентного анализа (XRF). Благодаря микрозонду с синхротронной рентгеновской флуоресценцией (SXRF), накопление ионов металлов, таких как железо (Fe), медь (Cu) и цинк (Zn), было подтверждено в ткани мозга пациентов с болезнью Альцгеймера (БА) (Tiiman et al. , 2013). Некоторые исследования описывают быстрое сканирование рентгеновской флуоресценции (RS-XRF) для измерения содержания железа в срезах мозга от болезни Паркинсона (PD) и ряда нейродегенеративных заболеваний (Kikuchi et al., 2004; Ян и др., 2005).

Люминесцентные зонды

В последнее время наблюдается увеличение количества флуоресцентных зондов ионов металлов, получаемых путем комбинирования флуорофора с известным хелатирующим агентом с ионами металлов. Датчики флуоресценции основаны на механизмах гашения или переключения флуоресценции, известных как «датчики выключения» или «включение», соответственно. Зонды включения кажутся более эффективными для конкретных событий, в основном из-за повышенной чувствительности и уменьшения ложноположительных сигналов.Флуоресцентные зонды, поглощающие свет определенной длины волны и излучающие свет, как правило, с большей длиной волны, могут использоваться в качестве маркера для микроскопического анализа. Этот метод использовался для визуализации малых молекул в живых клетках в реальном времени (Chen et al., 2013; Takano et al., 2017). Оказалось, что он эффективен для нацеливания на сульфановую серу, что было представлено в исследовании, проведенном Gao et al. (2018). Благодаря тому, что их зонды имели глубокое проникновение в ткани и минимальное вмешательство от фоновой автофлуоресценции, а также свойства нацеливания на митохондрии, они смогли обеспечить in vivo изображений сульфановой серы в живых клетках.Это также позволило обнаружить изменения уровня сульфановой серы.

Nandre et al. показали эффективный «включающий» флуоресцентный зонд BTP-1 на основе бензотиазолопиримидина для выборочного измерения и мониторинга изменений Fe 3+ в живых клетках. Оказалось, что он имеет отличную селективность и низкий предел обнаружения, а также низкую стоимость и простоту приготовления (Takano et al., 2017; Gao et al., 2018).

Другой «включающий» флуоресцентный зонд BOD-NHOH, основанный на окислении гидроксиламина, был предложен Wang et al.(Nandre et al., 2014) для оценки уровней внутриклеточных ионов трехвалентного железа.

NAA

Метод использует явление превращения стабильных ядерных ядер в радиоактивные и измерения характеристического излучения, испускаемого этими ядрами. Преимущество метода в том, что он неразрушающий, обеспечивает высокую чувствительность и возможность одновременного определения 50–65 элементов, имеет низкий предел обнаружения и не требует предварительной подготовки проб. Одним из наиболее важных преимуществ является то, что большинство матриц образцов кажутся «прозрачными» во время активации.Это связано с тем, что основные элементы, составляющие матрицу образца (водород, углерод, кислород, азот, фосфор и кремний), не образуют радиоактивных изотопов. Это свойство делает НАА методом, характеризующимся высокой чувствительностью при определении микроэлементов — когда кажется, что матричные элементы отсутствуют, нет оснований для вмешательства. Недостатком метода является трудоемкость и трудоемкость. Все радиоактивные изотопы имеют разное время полураспада и могут быть разделены на три категории: нуклиды с коротким временем после делящегося распада (время может составлять менее секунды и длиться до нескольких часов), нуклиды со средним временем полураспада. -распад (время может составлять от 10 ч до нескольких дней), нуклиды с большим периодом полураспада (от нескольких дней до нескольких недель или даже месяцев).Кроме того, метод NAA предоставляет информацию об общей концентрации элементов, без различия их химической формы и / или физического состояния; некоторые элементы невозможно определить, например, Pb; поскольку в их случае требуется доступ к ядерному реактору.

NAA была применена Leite et al. Для оценки концентраций выбранных элементов в тканях мозга здоровых людей и людей с деменцией. (Wang et al., 2012). В тканях гиппокампа и лобной коры определяли концентрации следующих элементов: Br, Fe, K, Na, Rb, Se и Zn.Вышеупомянутое исследование подтвердило, что NAA является полезным методом анализа человеческого мозга. Исследование доказало, что высокие концентрации Fe и Zn в гиппокампе могут быть причиной нейродегенеративных заболеваний. В другой работе использовался нейтронно-активационный анализ (NAA) для определения Na, K, Rb и Cs в образцах мозга пациентов с БА (Bélavári et al., 2005). Авторы сравнили метод NAA с экспресс-спектрохимическими методами, такими как ICP-AES и ICP-MS. Они отметили хорошее соответствие между применяемыми методами для Na, K и Rb, тогда как уровни цезия показали более высокие различия.Распределение Na, K, Rb и Cs в головном мозге человека было выполнено с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа Bélavári et al. (2004). Авторы наблюдали неоднородное распределение натрия, тогда как равномерное распределение K, Rb и Cs было доказано. Авторы измерили следующие концентрации: 7440 мкг Na g -1 сухой массы, 12 800 мкг K g -1 , 14 мкг Rb g -1 и 50 нг Cs g -1 . Кроме того, они обнаружили сильную статистическую значимость между содержанием Rb и Cs в ткани мозга.

ПИКСЕ

Этот метод основан на использовании так называемого тормозного излучения. Образец, подвергнутый ионной бомбардировке (для этого чаще всего используются протоны, образующиеся в ускорителе с энергией в несколько МэВ), начинает излучать в рентгеновском поле, характерном для составляющих элементов. Интенсивность этого излучения является мерой содержания отдельных аналитов в образце. Излучение возникает в результате удаления электронов из внутренних электронных оболочек атомов, составляющих образец.Электроны из более высоких оболочек, следовательно, с более высокой энергией, дополняют промежутки потерянных электронов, занимая их место и испуская избыточную энергию в виде характеристического рентгеновского излучения.

INAA

Метод нейтронной активации отличается особенно высокой точностью, а также низким пределом обнаружения и определения. По этим причинам его часто используют при приготовлении аналитических стандартов. Он заключается в бомбардировке испытуемого образца пучком нейтронов.Чаще всего они производятся в специальных генераторах и имеют начальную энергию ~ 14 МэВ. В результате процессов торможения легких элементов их энергия может быть адаптирована к текущим аналитическим потребностям. Нейтроны из-за несжатых столкновений с ядрами образца вызывают образование искусственных радионуклидов. Интенсивность характерного ядерного излучения образующихся нуклидов измеряется и сравнивается с радиоактивностью применяемого стандарта. Исходя из этого, можно определить содержание отдельных элементов в выборке.

В литературе есть сообщения об исследованиях по определению элементов в образцах мозга человека, проводимых для сравнения ядерных и спектроскопических методов. Andrási et al. (1999) описали в своей работе содержание Cu, Fe, Mn, Zn, Cd, Pb с помощью ICP-AES, GFAAS и INAA. Полученные результаты позволяют утверждать, что эти методы адекватны для определения перечисленных выше элементов. Единственным исключением был анализ содержания Cd и Pb методом INAA. В этом случае появились ограничения на предел определения.

В исследовании (Császma et al., 2003) была проведена оценка эффективности нескольких методов определения содержания Mo и Mn. Содержание молибдена исследовали методами ETAAS и ICP-MS, а содержание марганца дополнительно проверяли с помощью ICP-AES и NAA. Вышеупомянутые методы сравнивались по точности, прецизионности, пределу обнаружения, времени анализа и необходимому количеству пробы. Полученные результаты показали, что как метод ETAAS, так и метод ICP-MS подходят для анализа содержания Mo на уровне нг / мл, однако в случае метода ETAAS необходимо концентрировать образец, что увеличивает время анализа. .Что касается содержания Mn, все оцененные методы (ETAAS, ICP-AES, ICP-MS и NAA) оказались адекватными. Для обоих проанализированных элементов, независимо от используемого метода, были получены результаты.

Подготовка образца

В отличие от методов спектроскопии, образцы, используемые в ядерном анализе, не минерализованы, поскольку для этих методов требуется твердый образец. Ткани сушат, иногда окисляют перед сушкой азотистой кислотой, а затем просто измельчают для пелеттинга. Чтобы избежать разложения ткани, иногда предпочтительна лиофилизация.Простота пробоподготовки может быть воспринята как преимущество этих методов.

Распределение микроэлементов

Данные, представленные в таблице 3, показывают, что для количественного и качественного анализа элементов в образцах мозга человека чаще всего используются методы ICP-MS и ICP-AES. В основном это связано с низкими пределами количественной оценки этих методов, способностью определять большинство элементов таблицы Менделеева и относительно коротким временем анализа. Содержание щелочных металлов чаще всего определяют методами FAES, ICP-MS, NAA и INAA.Активационный анализ также используется для определения редкоземельных элементов. Для определения распределения отдельных элементов используются методы SEM-EDS. Анализ видообразования элементов, обнаруженных в головном мозге человека, может быть выполнен с использованием комбинированных методов, таких как ВЭЖХ-ИСП-МС. Чтобы читатели могли иметь некоторые эталонные значения, ниже будут описаны наиболее важные микроэлементы с примерами анализа.

Таблица 3 . Литературные значения (на сухой вес) различных микроэлементов в разных частях мозга человека.

Утюг

Железо всасывается в кишечнике за счет активности ферриредуктазы на просветной стороне и переносчика двухвалентного металла 1 на апикальной мембране энтероцитов (Gunshin et al., 1997) и регулируется в зависимости от уровней железа.

Являясь кофактором в синтезе миелина, а также нейротрансмиттеров, и из-за своей роли в окислительном метаболизме (индуктор активных форм кислорода) железо играет важную роль в правильном функционировании мозга.Он участвует в транспорте кислорода, метаболизме глюкозы, транспорте электронов, синтезе миелина, нейротрансмиттеров и репликации ДНК. К сожалению, чрезмерное накопление железа может привести к образованию высокореакционных гидроксильных радикалов.

Транспортировка железа в ткань мозга зависит от ранее упомянутого гематоэнцефалического барьера и гематоэнцефалического барьера. Доступ к плазматическому железу ограничен ГЭБ, поэтому ионы переносятся в мозг трансферрином плазмы через взаимодействие между циркулирующим трансферрином и рецепторами трансферрина (TfR) (Burk et al., 2014) в капиллярах из-за высокой плотности TfR в эндотелиальных клетках капилляров (Connor, 1994). После высвобождения железа в эндотелиальных клетках апо-трансферрин попадает в кровоток.

В ткани мозга железо можно разделить на гемовое и негемовое, и это было впервые обнаружено с помощью гистохимического анализа (берлинская лазурь или окраска Перлса). Гемовое железо содержится в гемоглобине, негемовое железо присутствует в металлопротеинах, низкомолекулярных комплексах, запасных белках и ионном железе.Однако нет возможности подсчитать гемовую и негемовую фракцию железа после минерализации при выполнении анализа любыми вышеупомянутыми методами.

Железо можно найти в основном в областях мозга, ответственных за двигательные функции, где было обнаружено в два-три раза больше железа (Zecca et al., 2004). Попеску и др. (2009a) сообщают, что структуры серого вещества содержат больше железа, чем структуры белого вещества. Самая высокая концентрация железа была обнаружена в бледном шаре, черной субстанции, скорлупе, хвостатом ядре, красном ядре, зубчатом ядре и голубом пятне, что может указывать на уязвимость этих структур к воздействию нарушения уровней железа при двигательных расстройствах (Dexter et al. ., 1989; Haacke et al., 2005; Попеску и др., 2009b).

Stüber et al. (2014) выполнили картирование железа с помощью МРТ. Внутри моторной / соматосенсорной коры было обнаружено, что распределение железа имеет ламинарную структуру в сером веществе, перекрывая миелинизированные полосы Байларгера. Более того, присутствовала узкая полоса, богатая железом, в белом веществе, близко к границе с корой, и неравномерное распределение в других областях белого вещества. Зрительная кора также имела высококонцентрированные области железа, в основном в полосатом теле.

Медь

Медь поступает из ежедневного рациона внутрь и выводится через желчевыводящие пути. Он попадает в мозг из периферической меди через гематоэнцефалический барьер и / или гематоэнцефалический барьер. Медь транспортируется в паренхиму мозга через ГЭБ в основном в виде свободного иона, где она утилизируется и высвобождается в спинномозговую жидкость. Эпителиальные клетки сосудистой оболочки поглощают медь из спинномозговой жидкости, и таким образом определяется гомеостаз меди (Zheng and Monnot, 2012). Как и железо, медь является компонентом / кофактором различных ферментов, которые играют решающую роль в биологических реакциях, таких как антиоксидант, энергетический метаболизм, метаболизм железа, нейропептид (фермент пептидилглицин-α-амидирующий) и нейротрансмиттер (дофамин-β- моноксигеназы) (Scheiber, Dringen, 2013).

Высокие уровни меди были обнаружены в черной субстанции, голубом цвете (оба содержат катехоламинергические клетки) (Davies et al., 2013), зубчатом ядре, базальных ганглиях, гиппокампе и мозжечке (Warren et al., 1960; Becker et al. , 2007b, Popescu et al., 2009a, c).

Было обнаружено, что в сером веществе концентрация меди выше, чем в белом (Dobrowolska et al., 2008), однако уровни меди в таламусе были ниже, чем в любых других регионах серого вещества (Smeyers-Verbeke et al., 1974). Беккер и Салвер утверждают, что глиальные клетки имеют более высокий уровень меди, чем нейроны (Becker and Salber, 2010), в основном в желудочковой области мозга (Szerdahelyi and Kása, 1986).

Цинк

Цинк — чрезвычайно важный элемент, который требуется почти 300 ферментам для их правильного действия. Цинк выходит из ткани мозга в основном в составе металлопротеинов (90%) (Frederickson, 1989) и в пресинаптических пузырьках (Howell, Frederickson, 1990) (он играет роль в синаптической нейротрансмиссии и служит эндогенным нейромодулятором различных рецепторов). ).

Сыворотка содержит три различные формы цинка: низкомолекулярную форму, связанную с лигандом, свободный ион Zn2 + и форму, связанную с белком (в основном с альбумином), которая является самым большим компонентом цинка в сыворотке.

Транспортировка цинка в мозг зависит от ГЭБ и гематоэнцефалического барьера. Из-за неполного развития ГЭБ в раннем постнатальном периоде цинк, связанный и не связанный с белками, может беспрепятственно проходить через ГЭБ. Существует четыре предполагаемых переносчика цинка (ZnT-1 – ZnT-4), которые, как предполагается, переносят цинк, особенно ZnT-1, связанный с оттоком цинка (Tsuda, 1997).Предполагается, что комплекс 65Zn-гистидин более стабилен в спинномозговой жидкости, чем в сыворотке, и связан с высоким поглощением Zn паренхиматозными клетками головного мозга.

Цинк стабилизирует структуру миелина и, следовательно, высококонцентрирован в белом веществе (Popescu et al., 2009a). Высокие уровни этого металла также были обнаружены в гиппокампе (в области ворот и слое просвета) и миндалине (особенно в миндалопириформной переходной зоне и переходных областях миндалогиппокампа), которые богаты цинцергическими нейронами (Mocchegiani et al., 2005), а также в зубчатой ​​извилине.

Селен

Это очень важный элемент, который участвует в различных функциях мозга, таких как двигательная активность, координация, память и познание, а также действует как нейротрансмиттер. В отличие от других следов металлов, селен существует как компонент аминокислоты селеноцистеина. Он обладает защитными свойствами против окислительного повреждения (Burk et al., 2014), поэтому дефицит селена может вызвать необратимые изменения в нейрональных клетках.

Обнаружено, что ткань мозга бедна селеном.Как сообщают исследования, серое вещество имеет более высокие концентрации Se, чем белое вещество (Caito et al., 2011). Ramos et al. (2015) в своем исследовании сообщили о высоком уровне селена в скорлупе и нижней теменной доле. В различных исследованиях упоминались хвостатое ядро, скорлупа, бледный шар (Ejima et al., 1996), задняя затылочная доля, червяк мозжечка (Höck et al., 1975). Сообщалось о более низких уровнях Se в гиппокампе, миндалине, а также в мозговом веществе и мозжечке (Ramos et al., 2015).

Марганец

Это элемент, который позволяет функционировать множеству различных семейств ферментов, таких как трансферазы, изомеразы, лигазы, гидролазы, трансферазы и оксидоредуктазы.Среди множества различных функций Mn участвует в регуляции уровня сахара в крови, выработке клеточной энергии, воспроизводстве, пищеварении, росте костей, свертывании крови, иммунной функции, метаболизме аминокислот, липидов, белков и углеводов, гликозилировании белков и детоксикации. супероксидных свободных радикалов (Markesbery et al., 1984; Aschner, Aschner, 2005; Roth, 2006). Он всасывается из кишечника и выводится с желчью.

Было доказано, что чрезмерное потребление марганца вызывает болезнь Паркинсона и деменцию.Mn в основном сосредоточен в бледном шаре, гипоталамусе, хвостовом ядре, шишковидном теле и скорлупе (Martinez-Finley et al., 2013). Более того, было обнаружено, что структуры серого вещества в мозжечке содержат более высокие уровни Mn, чем структуры серого вещества в головном мозге. С другой стороны, низкие уровни Mn были обнаружены в колене мозолистого тела, ножке головного мозга, кортикоспинальном тракте, пирамиде и мозговом теле мозжечка. Было обнаружено, что паллидальный индекс является эффективным биомаркером для диагностики ранних нейротоксических эффектов Mn (Aschner et al., 2005).

Кадмий

Существует два способа адсорбции кадмия в головном мозге: через обонятельный путь, через слизистую носа или путем нарушения проницаемости ГЭБ (Li et al., 2014). Более того, он способен передаваться к плоду через плаценту и был обнаружен в грудном молоке во время лактации (López et al., 2006). Cd влияет на ткань мозга, повреждая ДНК, перекисное окисление липидов (Li et al., 2014), изменяя гомеостаз кальция и нарушая работу различных нейротрансмиттеров (Korpela et al., 1986; Лю и др., 2008).

Согласно исследованию, проведенному Rajan et al. (1997) самые высокие уровни Cd были обнаружены в таламусе, мозжечке и гиппокампе. Он был обнаружен в сосудистом сплетении в высоких концентрациях, почти в 2–3 раза выше, чем в коре головного мозга (Manton, Cook, 1984).

Свинец

Свинец — это элемент группы IVa, особенно вредный для тканей мозга, функция которого в организме человека неизвестна. Pb влияет на передачу сигналов в клетке (через изменения в окислительно-восстановительном статусе клетки, влияя на вторичных мессенджеров, взаимодействующих с белковыми компонентами сигнального каскада), на окислительно-восстановительный статус клетки (через воздействие на продукцию активных форм кислорода и активных форм азота) и нейротрансмиссию (нарушение функции ацетилхолиноэстеразы. , моноаминооксидаза, тирозингидроксилаза, а также снижение уровней норадреналина, адреналина и дофамина в гиппокампе, мозжечке и коре головного мозга).Согласно исследованию, проведенному Rajan et al. (1997) самые высокие уровни Pb были обнаружены в гипоталамусе.

Выводы

Кажется, что посмертный анализ человеческого мозга может значительно занять его место в аналитической химии из-за его более широкого и широкого использования для понимания многих болезней. Поскольку мозг не является простой матрицей для такой процедуры и существует множество аналитических методов определения микроэлементов, текущий обзор может стать отправной точкой для выбора подходящего метода, решения общих проблем и определения количества различных микроэлементов. можно найти в проанализированных образцах.

Контроль микроэлементов, особенно их пространственного распределения, имеет решающее значение для полного выяснения их биохимической значимости. Многие аналитические методы количественного картирования микроэлементов в клеточной биологии могут применяться в качестве полезного инструмента для изучения внутриклеточного распределения ионов металлов, сопровождающего развитие различных заболеваний. В настоящее время спектрофотометрия, несмотря на такие факторы, как низкая стоимость приборов или простота в обращении, остается распространенной методикой только в лабораториях развитых стран.Прогресс в области колориметрического определения ионов металлов в образцах биологического происхождения, несомненно, является новым предложением и применением химических сенсоров. Это автономные устройства, которые могут обеспечивать измеримый физический сигнал, связанный с химическим составом окружающей среды. Недавно были описаны металлоорганический каркас на основе Zr (UiO-66) или мезопористый TiO 2 в качестве твердых химических носителей для дитизона (Dz) для чувствительного и селективного распознавания следовых уровней некоторых токсичных ионов металлов, таких как Cu (II). , Pb (II), Hg (II) и Cd (II) при 10 -9 моль / дм 3 в посмертных биологических образцах (Shahat et al., 2013; Шахата и др., 2015).

Однако в настоящее время доступны некоторые более сложные аналитические методы с соответствующей чувствительностью для оценки и определения микроэлементов в биологических условиях. Мы можем перечислить масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), масс-спектрометрию вторичных ионов (SIMS), атомно-эмиссионную спектроскопию (AE), которые могут применяться для получения точных измерений металлов даже при низких концентрациях. Эти методы, однако, требуют выделения и очистки интересующих клеточных структур для оценки распределения металлов и видообразования.Этот этап анализа часто связан с невыгодным процессом, связанным с загрязнением образца артефактами. Кроме того, эти методы не обладают достаточной пространственной чувствительностью и полностью разрушают анализируемую ткань.

Следовательно, неразрушающие методы визуализации под микроскопом, по-видимому, лучше подходят для изучения субклеточного распределения ионов металлов. Хотя использование XFM или рентгеновской флуоресцентной микроскопии на основе синхротрона (SXRF, SRIXE или microXRF) в биомедицинских исследованиях тканей даже отдельных клеток стало обычным явлением в последние годы, подготовка образцов все еще остается неясной и может быть источником артефактов. (Джеймс и др., 2011). Однако следует подчеркнуть, что точное определение элементов с использованием записанных спектров требует соответствующей калибровки и соответствующих рабочих условий. Более того, с помощью мембранных диффузионных флуоресцентных зондов можно оценить термодинамическую и кинетическую доступность ионов металлов (Kikuchi et al., 2004; Yang et al., 2005). Применение рентгеновской флуоресцентной микрозондовой визуализации в биологии и медицине является темой интересных обзорных статей (Paunesku et al., 2006).

Авторские взносы

Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее к публикации.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Andrási, E., Igaz, S., Szoboszlai, N., Farkas, É., и Айтоны, З. (1999). Несколько методов определения тяжелых металлов в мозге человека. Spectrochim. Acta B Atom. Спектроск . 54, 819–825. DOI: 10.1016 / S0584-8547 (99) 00039-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Андраси, Э., Орос, Л., Безур, Л., Эрнией, Л., и Мольнар, З. (1995). Нормальный анализ человеческого мозга. Microchem. J . 51, 99–105. DOI: 10.1006 / mchj.1995.1013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ашнер, М., Эриксон, К.М., и Дорман, Д. К. (2005). Дозиметрия марганца: видовые различия и влияние на нейротоксичность. Критик. Ред. Toxicol . 35, 1–32. DOI: 10.1080 / 104084405900

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Барцокис, Г., Тишлер, Т. А., Лу, П. Х., Виллабланка, П., Альтшулер, Л. Л., Картер, М., и др. (2007). Железо ферритина мозга может влиять на возрастные и гендерные риски нейродегенерации. Neurobiol. Старение 28, 414–423.DOI: 10.1016 / j.neurobiolaging.2006.02.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Батиста Б. Л., Гротто Д., Родригес Дж. Л., де Оливейра Соуза В. К. и Барбоса Ф. мл. (2009). Определение микроэлементов в биологических образцах методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с солюбилизацией гидроксида тетраметиламмония при комнатной температуре. Анал. Чим. Acta 646, 23–29. DOI: 10.1016 / j.aca.2009.05.022

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Дж.С., Беккер, Дж. С., Зорий, М. В., Добровольска, Дж., И Матуш, А. (2007a). Визуализирующая масс-спектрометрия биологических тканей методом лазерной абляции масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Eur. J. Масс-спектрометрия 13, 1–6. DOI: 10.1255 / ejms.833

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Дж. С., Булига, С. Ф., Пикхард, К., Беккер, Дж., Буддрус, С., и Пшибилски, М. (2003). Определение фосфора в небольших количествах образцов белка с помощью ICP-MS. Анал. Биоанал. Chem . 375, 561–566. DOI: 10.1007 / s00216-002-1737-5

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Дж. С., Зальбер, Д. (2010). Новые масс-спектрометрические инструменты в исследовании мозга. Trends Anal. Chem . 29, 966–979. DOI: 10.1016 / j.trac.2010.06.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Дж. С., Зорий, М., Беккер, Дж. С., Пикхард, К., и Пшибилски, М. (2004). Определение фосфора и металлов в белках головного мозга человека после выделения с помощью гель-электрофореза с помощью лазерной абляции масс-спектрометрии с источником индуктивно связанной плазмы. J. Anal. Атом. Спектром. 19, 149–152. DOI: 10.1039 / b311274h

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Дж. С., Зорий, М., Пшибыльски, М., и Беккер, Дж. С. (2007b). Масс-спектрометрическая протеомика головного мозга высокого разрешения с помощью MALDI-FTICR-MS в сочетании с определением P, S, Cu, Zn и Fe с помощью LA-ICP-MS. Внутр. J. Mass Spectrometry 261, 68–73. DOI: 10.1016 / j.ijms.2006.07.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беккер, Дж.С., Зорий, М. В., Пикхард, К., Паломеро-Галлахер, Н., и Зиллес, К. (2005). Получение изображений меди, цинка и других элементов в тонком срезе образцов человеческого мозга (гиппокампа) с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией. Анал. Chem . 77, 3208–3216. DOI: 10.1021 / ac040184q

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Беловари К., Андраши Э., Мольнар З. и Гавлик Д. (2004). Определение распределения Na, K, Rb и Cs в головном мозге человека с помощью нейтронно-активационного анализа. Microchim. Acta 146, 187–191. DOI: 10.1007 / s00604-004-0219-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Bélavári, C. S., Andrási, E., Molnár, Z. S., and Bertalan, E. (2005). Определение щелочных металлов в контрольных образцах головного мозга и при БА разными методами. Microchem. J. 79, 367–373. DOI: 10.1016 / j.microc.2004.05.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бодзон-Кулаковска, А., Берчинская-Кшисик, А., Дылаг, Т., Драбик, А., Судер П., Нога М. и др. (2007). Методы пробоподготовки в протеомных исследованиях. J. Chromatogr. В 849, 1–31. DOI: 10.1016 / j.jchromb.2006.10.040

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Браун, Р. Дж. К., и Милтон, М. Дж. Т. (2005). Аналитические методы анализа микроэлементов: обзор. Trends Anal. Chem . 24, 266–274. DOI: 10.1016 / j.trac.2004.11.010

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бурк, Р.Ф., Хилл, К. Э., Мотли, А. К., Уинфри, В. П., Курокава, С., Митчелл, С. Л. и др. (2014). Селенопротеин Р и рецептор-2 аполипопротеина е взаимодействуют через гематоэнцефалический барьер, а также внутри мозга, чтобы поддерживать необходимый пул селена, который защищает от нейродегенерации. FASEB J . 28, 3579–3588. DOI: 10.1096 / fj.14-252874

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кайто, С. В., Милатович, Д., Хилл, К. Э., Ашнер, М., Бурк, Р. Ф. и Валентин, В.М. (2011). Прогрессирование нейродегенерации и морфологических изменений в мозге молодых мышей с удаленным селенопротеином P. Brain Res . 1398, 1–12. DOI: 10.1016 / j.brainres.2011.04.046

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен В., Лю К., Пэн Б., Чжао Ю., Пачеко А. и Сянь М. (2013). Новые флуоресцентные зонды для определения сульфановой серы и их применение в биоимиджинге. Chem. Sci . 4, 2892–2896. DOI: 10.1039 / C3SC50754H

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коннор, Дж.Р. (1994). Регуляция железа в головном мозге на клеточном и молекулярном уровне. Adv. Exp. Med. Биол . 356, 229–238.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Корбин, Б. Д., Сили, Э. Х., Рааб, А., Фельдманн, Дж., Миллер, М. Р., Торрес, В. Дж. И др. (2008). Хелатирование металлов и подавление роста бактерий в тканевых абсцессах. Science 319, 962–965. DOI: 10.1126 / science.1152449

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Császma, I., Андраши, Э., Ластити, А., Берталан, Э., и Гавлик, Д. (2003). Определение Mo и Mn в образцах мозга человека разными методами. J. Anal. Атомный спектр. 18, 1082–1087. DOI: 10.1039 / b301732j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дальберг, Д., Иванович, Дж., Мариуссен, Э., и Хассель, Б. (2015). Высокие внеклеточные уровни калия и микроэлементов в абсцессе головного мозга человека. Neurochem. Инт . 82, 28–32. DOI: 10.1016 / j.neuint.2015.02.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дэвис, К. М., Хейр, Д. Дж., Коттам, В., Чен, Н., Хилгерс, Л., Холлидей, Г. и др. (2013). Локализация меди и переносчиков меди в головном мозге человека. Металломика 5, 43–51. DOI: 10.1039 / c2mt20151h

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Депбойлу К., Матуш А., Трибл Ф., Зорий М., Мишель П. П., Ридерер П. и др. (2007). Глия защищает нейроны от внеклеточного нейромеланина человека. Neuro Degener. Dis . 4, 218–226. DOI: 10.1159 / 000101846

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Декстер, Д. Т., Уэллс, Ф. Р., Ли, А. Дж., Эджид, Ф., Эджид, Ю., Дженнер, П. и др. (1989). Повышенное содержание черного железа и изменения ионов других металлов, происходящие в головном мозге при болезни Паркинсона. Дж. Нейрохим . 52, 1830–1836. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.1989.tb07264.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Добровольская, Ю., Dehnhardt, M., Matusch, A., Zoriy, M., Palomero-Gallagher, N., Koscielniak, P., et al. (2008). Количественное отображение цинка, меди и свинца в трех различных областях человеческого мозга с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией. Таланта 74, 717–723. DOI: 10.1016 / j.talanta.2007.06.051

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Duflou, H., Maenhaut, W., and De Reuck, J. (1989). Региональное распределение калия, кальция и шести микроэлементов в нормальном мозге человека. Neurochem. Рез . 14, 1099–1112. DOI: 10.1007 / BF00965616

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Даррант, С. Ф. (1999). Лазерная абляция масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой: достижения, проблемы, перспективы. J. Anal. Атом. Спектром. 14, 1385–1403. DOI: 10.1039 / a5h

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Эдзима А., Ватанабэ К., Кояма Х., Мацуно К. и Сато Х. (1996). Определение селена в головном мозге человека атомно-абсорбционной спектрометрией в графитовой печи. Biol. Микроэлемент Res . 54, 9–21. DOI: 10.1007 / BF02785316

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Faa, G., Lisci, M., Caria, M. P., Ambu, R., Sciot, R., Nurchi, V. M., et al. (2001). Хранение в мозге меди, железа, магния, цинка, кальция, серы и фосфора при болезни Вильсона. J. Trace Elements Med. Биол . 15, 155–160. DOI: 10.1016 / S0946-672X (01) 80060-2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фарни, К.(2007). Биологические приложения рентгеновской флуоресцентной микроскопии: изучение субклеточной топографии и видообразования переходных металлов. Curr. Opin. Chem. Биол. 11, 121–127. DOI: 10.1016 / j.cbpa.2007.02.039

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gała̧ zka-Friedman, J., Bauminger, E. R., Szlachta, K., Koziorowski, D., Tomasiuk, R., Jaklewicz, A., et al. (2011). Железо при болезни Альцгеймера и контрольном гиппокампе — Мессбауэра, исследования атомной абсорбции и ELISA. Acta Phys. Pol. А 119, 81–83. DOI: 10.12693 / APhysPolA.119.81

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Галлорини, М. (1995). Стандартные справочные материалы и обеспечение качества данных: урок анализа микроэлементов. Toxicol. Lett . 77, 209–212. DOI: 10.1016 / 0378-4274 (95) 03294-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Галлорини М. и Апостоли П. (1996). Стандартные справочные материалы и обеспечение качества данных при биомедицинском анализе микроэлементов. Biol. Микроэлемент Res . 52, 263–272. DOI: 10.1007 / BF02789167

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, М., Ван, Р., Ю, Ф., Ю, Дж. И Чен, Л. (2018). Визуализация и оценка сульфановой серы при острой ишемии головного мозга с использованием нацеленного на митохондрии флуоресцентного зонда в ближнем инфракрасном диапазоне. J. Mater. Chem. B 6, 2608–2619. DOI: 10.1039 / C7TB03200E

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Голдберг, В. Дж., И Аллен, Н.(1981). Определение Cu, Mn, Fe и Ca в шести областях нормального мозга человека с помощью атомно-абсорбционной спектроскопии. Clin. Chem . 27, 562–564.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Грейнер А.С., Чан С.С. и Николсон Г.А. (1975). Определение содержания кальция, меди, магния и цинка в идентичных областях полушарий головного мозга человека в норме. Clin. Чим. Acta 61, 335–340. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (75) -4

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гуншин, Х., Маккензи, Б., Бергер, У. В., Гуншин, Ю., Ромеро, М. Ф., Борон, В. Ф. и др. (1997). Клонирование и характеристика переносчика ионов металлов, связанных с протонами, у млекопитающих, Nature 388, 482–488. DOI: 10.1038 / 41343

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хааке, Э. М. Н., Ченг, Ю. К., Хаус, М. Дж., Лю, К., Нилавалли, Дж., Обенаус, А., и др. (2005). Визуализация запасов железа в головном мозге с помощью магнитно-резонансной томографии. Magn. Резон. Imaging 23, 1–25.DOI: 10.1016 / j.mri.2004.10.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Харрисон, В. В., Нетски, М. Г., и Браун, М. Д. (1968). Микроэлементы в мозге человека: медь, цинк, железо и магний. Clin. Чим. Acta 21, 55–60. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (68) -7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хэ, М., Хуан, Л., Чжао, Б., Чен, Б., и Ху, Б. (2017). Современные функциональные материалы в твердофазной экстракции для определения микроэлементов и их разновидностей методом ICP-MS — обзор. Анал. Чим. Acta 973, 1–24. DOI: 10.1016 / j.aca.2017.03.047

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hebbrecht, G., Maenhaut, W., and Reuck, J.D. (1999). Микроэлементы мозга и старение. Nucl. Instr. Методы Phys. Res. П. B Луч Взаимодействие. Матер. Атомы 150, 208–213. DOI: 10.1016 / S0168-583X (98) 00938-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hinrichs, L.T., Hmester, J., and Wills, M.J. (2007). Одновременное определение содержания фосфора и серы с помощью ВЭЖХ с сопряжением с ИСП-МС высокого разрешения.Примечание по применению 30076 . Thermo FIsher Scientific.

Хёк, А., Деммель, У., Шича, Х., Касперек, К., и Файнендеген, Л. Е. (1975). Концентрация микроэлементов в мозге человека: активационный анализ кобальта, железа, рубидия, селена, цинка, хрома, серебра, цезия, сурьмы и скандия. Мозг 98, 49–64. DOI: 10.1093 / мозг / 98.1.49

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хауэлл, Г. А., и Фредериксон, К. Дж. (1990). Метод ретроградного транспорта для картирования систем цинк-содержащих волокон в головном мозге. Brain Res . 515, 277–286. DOI: 10.1016 / 0006-8993 (90) -D

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хатчинсон, Р. У., Кокс, А. Г., МакЛеод, К. В., Маршал, П. С., Харпер, А., Доусон, Э. Л. и др. (2005). Визуализация и пространственное распределение бета-амилоидного пептида и ионов металлов в бляшках Альцгеймера с помощью масс-спектрометрии с лазерной абляцией и индуктивно связанной плазмой. Анал. Биохим . 346, 225–233. DOI: 10.1016 / j.ab.2005.08.024

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хайнд, М.Р., Леволь, Дж. М., Скотт, Х. Л. и Додд, П. Р. (2003). Биохимические и молекулярные исследования с использованием аутопсии ткани мозга человека. Дж. Нейрохим . 85, 543–562. DOI: 10.1046 / j.1471-4159.2003.01747.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Джеймс С. А., Майерс Д. Э., Де Йонге М. Д., Фогт С., Райан К. Г., Секстон Б. А. и др. (2011). Количественное сравнение методик подготовки к рентгенофлуоресцентной микроскопии ткани головного мозга. Анал.Биоанал. Chem . 401, 853–864. DOI: 10.1007 / s00216-011-4978-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коберл К. и Байер П. М. (1992). Концентрации редкоземельных элементов в тканях головного мозга человека и камнях в почках определены с помощью нейтронно-активационного анализа. J. Соединения сплавов 180, 63–70. DOI: 10.1016 / 0925-8388 (92)

-E

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Корпела, Х., Луенива, Р., Юрьянхейкки, Э., и Кауппила, А.(1986). Концентрации свинца и кадмия в материнской и пуповинной крови, околоплодных водах, плаценте и амниотических оболочках. Am. J. Obstetr. Гинеколь . 155, 1086–1089. DOI: 10.1016 / 0002-9378 (86) -X

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Корвела М., Линд А. Л., Веттерхолл М., Горд Т., Андерссон М. и Петтерссон Дж. (2016). Количественное определение 10 элементов в спинномозговой жидкости человека у пациентов с хронической болью со стимуляцией спинного мозга и без нее. J. Trace Elements Med. Биол . 37, 1–7. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2016.06.003

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Krebs, N., Langkammer, C., Goessler, W., Ropele, S., Fazekas, F., Yen, K., et al. (2014). Оценка микроэлементов в мозге человека с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. J. Trace Elements Med. Биол . 28, 1–7. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2013.09.006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Т.Г., Парк, Дж. В., Шон, Х. К., Мун, Д. В., Чой, В. В., Чанг, Дж. Х. и др. (2008). Биохимическая визуализация тканей с помощью SIMS для биомедицинских приложений. Заявл. Серфинг. Sci . 255, 1241–1248. DOI: 10.1016 / j.apsusc.2008.05.156

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лейте Якоб-Филхо, В. Р. Э. П., Сайки, М., и Ферретти, Р. Е. Л. (2008). Определение микроэлементов в тканях мозга человека с помощью нейтронно-активационного анализа. J. Radioanal. Nucl. Chem. 278, 581–584.DOI: 10.1007 / s10967-008-1009-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лесковян А.С., Ланциротти А. и Миллер Л.М. (2009). Амилоидные бляшки у мышей PSAPP связывают меньше металла, чем бляшки при болезни Альцгеймера человека. NeuroImage 47, 1215–1220. DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2009.05.063

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, С. Дж., Цзян, Л., Фу, X., Хуанг, С., Хуанг, Ю. Н., Цзян, X. М., и др. (2014). Паллидальный индекс как биомаркер накопления марганца в мозге и связанный с уровнем марганца в крови: метаанализ. PLoS ONE 9: e0093900. DOI: 10.1371 / journal.pone.0093900

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю, Ю.-П., Ян, К.-С., и Цзэн, С.-Ф. (2008). Ингибирующая регуляция экспрессии транспортера глутамата аспартата (GLAST) в астроцитах за счет притока кальция, индуцированного кадмием. Дж. Нейрохим . 105, 137–150. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.2007.05118.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес, Э., Арсе, К., Осет-Гаске, М. Дж., Каньядас, С., и Гонсалес, М. П. (2006). Кадмий вызывает образование активных форм кислорода и перекисное окисление липидов в корковых нейронах в культуре. Free Radic. Биол. Мед . 40, 940–951. DOI: 10.1016 / j.freeradbiomed.2005.10.062

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лум, Т.-С., и Сзе-Инь Леунг, К. (2016). Стратегии преодоления спектральных помех при обнаружении ICP-MS. J. Anal. Атом. Спектром. 31, 1078–1088.DOI: 10.1039 / c5ja00497g

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мажумдаз, С., Перальта-Видеа, Дж. Р., Кастильо-Мишель, Х., Хонг, Дж., Рико, К. М., и Гардеа-Торресдей, Дж. Л. (2012). Применение синхротрона μ-XRF для изучения распределения биологически важных элементов в различных матрицах окружающей среды: обзор. Анал. Чим. Acta 755, 1–16, DOI: 10.1016 / j.aca.2012.09.050

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Manton, W. I.и Кук Дж. Д. (1984). Измерение свинца в сыворотке и спинномозговой жидкости с высокой точностью (разведение стабильных изотопов). Br. J. Indus. Мед . 41, 313–319.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Маркесбери, В. Р., Эманн, В. Д., Алауддин, М., и Хоссейн, Т. И. М. (1984). Концентрация микроэлементов в мозге при старении. Neurobiol. Старение 5, 19–28. DOI: 10.1016 / 0197-4580 (84) -2

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мартинес-Финли, Э.Дж., Гэвин, К. Э., Ашнер, М., Гюнтер, Т. Э. (2013). Нейротоксичность марганца и роль активных форм кислорода. Free Radic. Биол. Мед . 62, 65–75. DOI: 10.1016 / j.freeradbiomed.2013.01.032

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Miller, L., Qi, Wang, Telivala, T., Smith, R., Lanzirotti, A., et al. (2006). Инфракрасная и рентгеновская визуализация на основе синхротрона показывает очаговое накопление Cu и Zn, локализованных вместе с b-амилоидными отложениями при болезни Альцгеймера. J. Struct. Биол. 155, 30–37 DOI: 10.1016 / j.jsb.2005.09.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мирза А., Кинг А., Троакс К. и Эксли К. (2017). Алюминий в тканях мозга при семейной болезни Альцгеймера. J. Trace Elements Med. Биол . 40, 30–36. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2016.12.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mocchegiani, E., Bertoni-Freddari, C., Marcellini, F., and Malavolta, M. (2005).Мозг, старение и нейродегенерация: роль доступности ионов цинка. Прог. Нейробиол . 75, 367–390. DOI: 10.1016 / j.pneurobio.2005.04.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нандре, Дж., Патил, С., Патил, В., Ю, Ф., Чен, Л., Саху, С. и др. (2014). Новый флуоресцентный включаемый хемосенсор для наномолярного обнаружения Fe (III) из водного раствора и его применение в визуализации живых клеток. Biosens. Биоэлектрон. 61, 612–617.DOI: 10.1016 / j.bios.2014.06.017

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Niemiec, M. J., De Samber, B., Garrevoet, J., Vergucht, E., Vekemans, B., et al. (2015). Микроэлементный ландшафт покоящихся и активированных нейтрофилов человека на субмикронном уровне. Металломика 7, 996–1010. DOI: 10.1039 / C4MT00346B

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Парр Р. М. (1985). Обеспечение качества анализов микроэлементов. Nutr.Рез . 5, S5 – S11.

Google Scholar

Парсонс, П. Дж., И Барбоза, Ф. младший (2007). Атомная спектрометрия и тенденции в клинической лабораторной медицине. Spectrochim. Атомная спектроскопия Acta B 62, 992–1003. DOI: 10.1016 / j.sab.2007.03.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Часть, П. (2001). Различия в концентрациях микроэлементов между болезнью Альцгеймера и «нормальной» тканью мозга человека с использованием инструментального нейтронно-активационного анализа (INAA). J. Radioanal. Nucl. Chem . 249, 437–441. DOI: 10.1023 / A: 1013247409763

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паунеску, Т., Фогт, С., Мазер, Дж., Лай, Б., и Волощак, Г. (2006). Рентгенофлуоресцентная микрозондовая визуализация в биологии и медицине. J. Cell. Biochem. 99, 1489–1502. DOI: 10.1002 / jcb.21047

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пельтц-Часма, И., Андраши, Э., Ластити, А., и Кёсель, С. (2005).Определение стронция и его отношения к другим щелочноземельным элементам в образцах мозга человека. Microchem. J . 79, 375–381. DOI: 10.1016 / j.microc.2004.06.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Попеску, Б. Ф., Джордж, М. Дж., Бергманн, У., Гарачченко, А. В., Келли, М. Е. Р., Никол, Х. и др. (2009a). Картирование металлов в мозге Паркинсона и нормальном мозге с помощью рентгеновской флуоресценции с быстрым сканированием. Phys. Med. Биол . 54, 651–663. DOI: 10.1088 / 0031-9155 / 54/3/012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Попеску, Б.Ф., Робинсон К. А., Чепмен Л. Д. и Никол Х. (2009b). Синхротронная рентгеновская флуоресценция выявляет аномальное распределение металлов в головном и спинном мозге при спиноцеребеллярной атаксии: клинический случай. Мозжечок 8, 340–351. DOI: 10.1007 / s12311-009-0102-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Попеску Б. Ф., Робинсон К. А., Раджпут А., Раджпут А. Х. и Хардер С. Л. (2009c). Распределение железа, меди и цинка в мозжечке. Мозжечок 8, 74–79.DOI: 10.1007 / s12311-008-0091-3

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Позебон Д., Шеффлер Г. Л. и Дресслер В. Л. (2017). Недавние применения лазерной абляции масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (LA-ICP-MS) для анализа биологических образцов: последующий обзор. J. Anal. Атом. Спектром. 32, 890–919. DOI: 10.1039 / c7ja00026j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Позебон Д., Шеффлер Г. Л., Дресслер В.Л., Нуньес М.А.Г. (2014). Обзор применения масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией (LA-ICP-MS) для анализа биологических образцов. J. Anal. Атом. Спектром. 29, 2204– 2228. doi: 10.1039 / c4ja00250d

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пуши, М. Дж., Пикеринг, И. Дж., Корбас, М., Хакетт, М. Дж., И Джордж, Г. Н. (2014). Элементная и химически специфическая рентгенофлуоресцентная визуализация биологических систем. Chem.Ред. . 114, 8499–8541. DOI: 10.1021 / cr4007297

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Раджан, М. Т., Джаганнатха Рао, К. С., Мамата, Б. М., Рао, Р. В., Шанмугавелу, П., Менон, Р. Б. и др. (1997). Количественное определение микроэлементов в нормальном мозге человека с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. J. Neurol. Sci . 146, 153–166. DOI: 10.1016 / S0022-510X (96) 00300-0

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамос, П., Сантос, А., Пинто, Э., Пинто, Н. Р., Мендес, Р., Магальяйнс, Т. и др. (2016). Уровни щелочных металлов в тканях головного мозга человека: различия анатомических регионов и возрастные изменения. J. Trace Elements Med. Биол . 38, 174–182. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2016.03.018

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамос, П., Сантос, А., Пинто, Н. Р., Мендес, Р., Магальяйнс, Т., и Алмейда, А. (2015). Анатомические региональные различия уровней селена в головном мозге человека. Biol. Микроэлемент Res . 163, 89–96. DOI: 10.1007 / s12011-014-0160-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Rembach, A., Hare, D. J., Lind, M., Fowler, C.J., Cherny, R.A., McLean, C., et al. (2013). Снижение содержания меди в головном мозге при болезни Альцгеймера находится преимущественно в растворимой экстрагируемой фракции. Внутр. Диск Дж. Альцгеймера . 2013: 623241. DOI: 10.1155 / 2013/623241

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сарторе, Р.К., Кардозу, С. К., Лагес, Ю. В. М., Парагуасу, Дж. М., Стеллинг, М. П., да Коста, Р. Ф. М. и др. (2017). Микроэлементы при формировании первичной плексиформной сети в органоидах головного мозга человека. ПирДж . 2017: 2927. DOI: 10.7717 / peerj.2927

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шахат А., Хассан Х. М. и Аззази Х. М. (2013). Оптический металлоорганический каркасный датчик для селективной дискриминации некоторых токсичных ионов металлов в воде. Анал. Чим. Acta 793, 90–98.DOI: 10.1016 / j.aca.2013.07.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шахата А., Алиб Э. А. и Эль Шахат М. Ф. (2015). Колориметрическое определение некоторых токсичных ионов металлов в патологоанатомических биологических образцах. Sens. Actuat. B 221, 1027–1034 doi: 10.1016 / j.snb.2015.07.032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шарма С., Неру Б. и Шайни А. (2017). Ингибирование агрегации бета-амилоида при болезни Альцгеймера in vitro карбеноксолоном: понимание механизма действия. Neurochem. Инт . 108, 481–493. DOI: 10.1016 / j.neuint.2017.06.011

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Smeyers-Verbeke, J., Defrise-Gussenhoven, E., Ebinger, G., Löwenthal, A., and Massart, D. L. (1974). Распределение Cu и Zn в тканях мозга человека. Clin.Chim. Acta 51, 309–314. DOI: 10.1016 / 0009-8981 (74)

-9

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сквитти Р. (2012). Дисфункция меди при болезни Альцгеймера: от метаанализа биохимических исследований до нового понимания генетики. J. Trace Elements Med. Биол . 26, 93–96. DOI: 10.1016 / j.jtemb.2012.04.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стэн, А. Д., Гхос, С., Гао, Х.-М., Робертс, Р. К., Льюис-Амезкуа, К., Хатанпаа, К. Дж. И др. (2006). Посмертная ткань человека: какое значение имеют маркеры качества? Brain Res . 1123, 1–11. DOI: 10.1016 / j.brainres.2006.09.025

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Strazielle, N., и Герси-Эгеа, Дж. (2013). Физиология интерфейсов кровь-мозг в отношении расположения в мозге небольших соединений и макромолекул. Мол. Фарм . 10, 1473–1491. DOI: 10.1021 / mp300518e

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stüber, C., Morawski, M., Schäfer, A., Labadie, C., Wähnert, M., Leuze, C., et al. (2014). Концентрация миелина и железа в головном мозге человека: количественное исследование контраста МРТ. NeuroImage 93, 95–106.DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2014.02.026

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сузуки К. и Сузуки Ю. (1972). Метаболические основы наследственного заболевания. McGraw-Hill.

Szerdahelyi, P., and Kása, P. (1986). Гистохимическая демонстрация меди в нормальном головном и спинном мозге крысы — свидетельство локализации в глиальных клетках. Гистохимия 85, 341–347. DOI: 10.1007 / BF00493487

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Такано, Ю., Ханаока, К., Симамото, К., Миямото, Р., Комацу, Т., Уэно, Т. и др. (2017). Разработка обратимого флуоресцентного зонда для активных форм серы, сульфановой серы и его биологическое применение. Chem. Commun. 53, 1064–1067. DOI: 10.1039 / c6cc08372b

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тийман, А., Ноормяги, А., Фридеманн, М., Криштал, Дж., Палумаа, П., и Тыугу, В. (2013). Влияние перемешивания на фибрилляцию пептидов: амилоид-β-пептид Альцгеймера 1-42, но не амилин и фибриллы инсулина, могут расти в условиях покоя. J. Peptide Sci. Выключенный. Публичный. Евро. Пептид Soc . 19, 386–391. DOI: 10.1002 / psc.2513

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тыугу В., Карафин А., Зово К., Чунг Р. С., Хауэллс К., Вест А. К. и др. (2009). Нефибриллярные агрегаты бета-амилоида (1-42) пептида, индуцированные Zn (II) и Cu (II), превращаются в амилоидные фибриллы как спонтанно, так и под действием хелаторов металлов. Дж. Нейрохим . 110, 1784–1795. DOI: 10.1111 / j.1471-4159.2009.06269.x,

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цуда, М. (1997). Экспрессия гена транспортера цинка, ZnT-1, индуцируется после временной ишемии переднего мозга у песчанок. Дж. Neurosci . 17, 6678–6684.

PubMed Аннотация | Google Scholar

Ван Лун, Дж. К., и Бэрфут, Р. Р. (1992). Обзор аналитических методов видообразования элементов. Аналитик 1173, 563–570.

Wandzilak, A., Czyzycki, M., Радванска, Э., Адамек, Д., Гераки, К., и Ланкош, М. (2015). Рентгенофлуоресцентное исследование концентрации отдельных микроэлементов и микроэлементов в опухолях головного мозга человека. Spectrochim. Acta B Atom. Spectrosc. 114, 52–57. DOI: 10.1016 / j.sab.2015.10.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Р., Ю Ф., Люа П. и Чен Л. (2012). Включаемый флуоресцентный зонд на основе окисления гидроксиламина для селективного обнаружения ионов трехвалентного железа в живых клетках. Chem.Commun. 48, 5310–5312. DOI: 10.1039 / c2cc31426f

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вольф, К., Шаумлёффель, Д., Ричарц, А.- Н., Прейндж, А., и Бреттер, П. (2003). CZE-ICP-MS разделение металлотионеинов в цитозолях головного мозга человека: сопоставимость электрофореграмм, полученных из различных матриц образцов. Аналитик 128, 576–580. DOI: 10.1039 / b300030n

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюй, Н., Маджиди В., Эманн В. Д. и Маркесбери В. Р. (1992). Определение алюминия в тканях головного мозга человека электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией. J. Anal. Атом. Спектром. 7, 749–751. DOI: 10.1039 / ja90749

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюэ, Ю. Дж., Гао, Х., Цзи, К. К., Лам, З., Фанг, X., Вен, Н. и др. (2012). Биоанализ препарата в ткани: текущее состояние и проблемы. Биоанализ 4, 2637–2653. DOI: 10.4155 / bio.12.252

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян, Л.К., МакРэй, Р., Хенари, М., М., Патель, Р., Лай, Б. и др. (2005). Визуализация внутриклеточной топографии меди с помощью флуоресцентного сенсора и синхротронной рентгеновской флуоресцентной микроскопии. Proc. Natl. Акад. Sci. США . 102, 11179–11184. DOI: 10.1073 / pnas.0406547102

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yu, T.-L., Wang, B.-S., Shen, C.-C., Wang, P.-L., Yang, T.F., Burr, G.S., et al. (2017). Усовершенствованные методы анализа изотопного состава серы в наномольных количествах с помощью MC-ICP-MS. Анал. Чим. Acta 988, 34–40. DOI: 10.1016 / j.aca.2017.08.012

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зекка, Л., Юдим, М. Б., Ридерер, П., Коннор, Дж. Р. и Крайтон, Р. Р. (2004). Железо, старение мозга и нейродегенеративные расстройства. Нат. Ред. Neurosci . 5: 863. DOI: 10.1038 / nrn1537

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжэн В., Монно А. Д. (2012). Регулирование гомеостаза железа и меди в головном мозге с помощью барьерных систем мозга: участие в нейродегенеративных заболеваниях. Pharmacol. Ther . 133, 177–188. DOI: 10.1016 / j.pharmthera.2011.10.006

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зорий, М. В., Беккер, Дж. С. (2007). Отображение элементов в тонких поперечных срезах образцов человеческого мозга с помощью LA-ICP-MS: исследование воспроизводимости. Внутр. J. Mass Spectrom. 264, 175–180. DOI: 10.1016 / j.ijms.2007.04.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *