Определение содержания жизненно необходимых (эссециальных) и токсичных элементов в волосах позволяет провести диагностику нарушений минерального обмена, выявить соотношение необходимых и токсичных микроэлементов в организме человека и, выявить скрытые причины заболеваний, приобретенные болезни обмена веществ, воздействия токсинов на производстве и в быту, при криминальных отравлениях.
В настоящей работе представлена методика количественного определения 25 макро- и микроэлементов в биосубстратах (человеческих волосах) (Ag, Al, Ba, B, Be, Ca, Cr, Cu, Fe, F, K, Mg, Mn, Li, Na, Ni, P, Rb, Si, Sn, Sr, Ti, Y, Zn, Zr,) в ppm на лазерном анализаторе элементного состава LEA-S500 для различных гендерных и возрастных групп детей и взрослых. Ошибка определения для ряда элементов составляет 10 — 15 %.
Для проведения анализа достаточно пряди волос массой 50 мг — 100 мг. Минимальная пробоподготовка, состоит в предварительной промывке, (методические рекомендации МАГАТЭ), и склеивании пряди волос специально подобранным средством. Предлагаемый метод позволяет получить средние по трем измерениям результаты в подготовленном образце в течение 15 минут. Экспрессность метода анализа позволяет изучать динамику изменения содержания элементов обследуемого человека за небольшие промежутки времени.
Калибровка прибора, обеспечивается применением международных сертифицированных стандартных образцов NCS DC 73347a от 2007 г. и NCS ZC 81002b от 2005 г., производитель Китайский национальный аналитический центр чугуна и стали.
Значительными преимуществами предлагаемого метода по сравнению с применяемыми в настоящее время для анализа биосубстратов являются:
- отсутствие необходимости в озолении (сухом или мокром) образца (значительные временные затраты, неконтролируемые потери летучих элементов);
- отсутствие необходимости в применении реактивов, материалов, и аппаратуры особой чистоты.
Самое главное – экспрессность, суммарное время выполнения анализа с пробоподготовкой – не более 30 мин.
Предлагаемый метод обладает уникальным качеством перед другими, позволяя проследить временную динамику накопления эссенциальных элементов по длине пряди волос по мере их роста.
Подобные исследования позволяют судить о состоянии здоровья организма, его метаболизме, оценить дефицит жизненно необходимых элементов и вовремя внести необходимые коррективы в питание, при необходимости даже провести комплекс лечения.
Метод может с успехом применяться для гигиенической оценки баланса химических элементов в биосистеме, основанной на изучении регионального микроэлементного паспорта населения.
Определяемые элементы: минимальные измеряемые доли (ppm) элементов в волосах детей до 14 лет, взрослых мужчин и женщин
| № п/п | Элемент (символ) | Минимальная измеряемая массовая доля, ppm | Измеренная массовая доля, ppm | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мальчики | Девочки | Мужчины | Женщины | |||||||
| 8 лет | 13 лет | 2,5 года | 14 лет | 35 лет | 60 лет | 30 лет | 55 лет | |||
| 1 | Ag | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.045 | 0.15 | 0.05 |
| 2 | Al | 0.5 | 4 | 1.5 | 11 | 2 | 3 | 3 | 8 | 2 |
| 3 | Ba | 0.5 | 2 | 1 | 2 | 5 | 1.7 | 3.5 | 10 | 3 |
| 4 | B | 1 | 2.2 | 4 | 1 | 0.7 | < 1 | 9 | 2.4 | 0.6 |
| 5 | Be | 0.01 | 0.01 | 0.03 | 0.05 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | 0.01 |
| 6 | Ca | 1 | 250 | 250 | 1500 | 3000 | 300 | 1000 | 2500 | 1300 |
| 7 | Cr | 0.2 | < 0.2 | 0.6 | 0.5 | < 0.2 | 0.3 | 0.5 | 0.6 | 0.4 |
| 8 | Cu | 1 | 15 | 12 | 25 | 22 | 7 | 11 | 20 | 26 |
| 9 | Fe | 1 | 32 | 10 | 40 | 18 | 18 | 50 | 50 | 23 |
| 10 | F | 10 | 25 | 20 | 20 | 30 | 20 | 21 | 10 | 25 |
| 11 | K | 0.1 | 70 | 40 | 56 | 30 | 20 | 60 | 100 | 50 |
| 12 | Mg | 1 | 64 | 34 | 120 | 110 | 50 | 100 | 120 | 100 |
| 13 | Mn | 0.2 | 0.2 | < 0.2 | 0.8 | < 0.2 | 0.3 | 0.3 | 3 | < 0.2 |
| 14 | Li | 0.01 | 0.02 | 0.01 | 0.03 | 0.015 | 0.013 | 0.02 | 0.04 | 0.02 |
| 15 | Na | 0.1 | 450 | 200 | 120 | 100 | 90 | 180 | 180 | 200 |
| 16 | Ni | 0.2 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 0.2 |
| 17 | P | 10 | 190 | 160 | 160 | 190 | 110 | 150 | 150 | 160 |
| 18 | Rb | 0.1 | < 0.1 | 0.1 | < 0.1 | 0.1 | < 0.1 | < 0.1 | 0.1 | 0.2 |
| 19 | Si | 1 | 47 | 60 | 90 | 100 | 70 | 130 | 200 | 150 |
| 20 | Sn | 0.2 | 0.3 | 0.2 | 1 | 0.2 | 0.1 | 0.8 | 0.2 | 0.4 |
| 21 | Sr | 0.5 | 5.6 | 3 | 5 | 6 | 5 | 5 | 8 | 5 |
| 22 | Ti | 1 | 4 | 5 | 6 | 2 | 9 | 7 | 10 | 8 |
| 23 | Y | 1 | 1.5 | < 1 | 1 | 1.3 | 1 | 1.1 | 1.1 | 1 |
| 24 | Zn | 10 | 70 | 100 | 260 | 200 | 100 | 85 | 150 | 120 |
| 25 | Zr | 1 | 0.9 | 1 | 0.7 | 0.6 | 0.6 | 1 | 0.5 | 0.5 |
- № 1 п/п, элемент Ag: минимальная измеряемая массовая доля = 0.05 ppm; измеренная массовая доля: 0.1 ppm (мальчики, 8 лет); 0.1 ppm (мальчики, 13 лет); 0.2 ppm (девочки, 2.5 года); 0.1 ppm (девочки, 14 лет); 0.1 ppm (мужчины, 35 лет); 0.045 ppm (мужчины, 60 лет); 0.15 ppm (женщины, 30 лет); 0.05 ppm (женщины, 55 лет).
- № 2 п/п, элемент Al: минимальная измеряемая массовая доля = 0.5 ppm; измеренная массовая доля: 4 ppm (мальчики, 8 лет); 1.5 ppm (мальчики, 13 лет); 11 ppm (девочки, 2.5 года); 2 ppm (девочки, 14 лет); 3 ppm (мужчины, 35 лет); 3 ppm (мужчины, 60 лет); 8 ppm (женщины, 30 лет); 2 ppm (женщины, 55 лет).
- № 3 п/п, элемент Ba: минимальная измеряемая массовая доля = 0.5 ppm; измеренная массовая доля: 2 ppm (мальчики, 8 лет); 1 ppm (мальчики, 13 лет); 2 ppm (девочки, 2.5 года); 5 ppm (девочки, 14 лет); 1.7 ppm (мужчины, 35 лет); 3.5 ppm (мужчины, 60 лет); 10 ppm (женщины, 30 лет); 3 ppm (женщины, 55 лет).
- № 4 п/п, элемент B: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 2.2 ppm (мальчики, 8 лет); 4 ppm (мальчики, 13 лет); 1 ppm (девочки, 2.5 года); 0.7 ppm (девочки, 14 лет); менее 1 ppm (мужчины, 35 лет); 9 ppm (мужчины, 60 лет); 2.4 ppm (женщины, 30 лет); 0.6 ppm (женщины, 55 лет).
- № 5 п/п, элемент Be: минимальная измеряемая массовая доля = 0.01 ppm; измеренная массовая доля: 0.01 ppm (мальчики, 8 лет); 0.03 ppm (мальчики, 13 лет); 0.05 ppm (девочки, 2.5 года); 0.01 ppm (девочки, 14 лет); 0.01 ppm (мужчины, 35 лет); 0.01 ppm (мужчины, 60 лет); 0.02 ppm (женщины, 30 лет); 0.01 ppm (женщины, 55 лет).
- № 6 п/п, элемент Ca: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 250 ppm (мальчики, 8 лет); 250 ppm (мальчики, 13 лет); 1500 ppm (девочки, 2.5 года); 3000 ppm (девочки, 14 лет); 300 ppm (мужчины, 35 лет); 1000 ppm (мужчины, 60 лет); 2500 ppm (женщины, 30 лет); 1300 ppm (женщины, 55 лет).
- № 7 п/п, элемент Cr: минимальная измеряемая массовая доля = 0.2 ppm; измеренная массовая доля: менее 0.2 ppm (мальчики, 8 лет); 0.6 ppm (мальчики, 13 лет); 0.5 ppm (девочки, 2.5 года); менее 0.2 ppm (девочки, 14 лет); 0.3 ppm (мужчины, 35 лет); 0.5 ppm (мужчины, 60 лет); 0.6 ppm (женщины, 30 лет); 0.4 ppm (женщины, 55 лет).
- № 8 п/п, элемент Cu: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 15 ppm (мальчики, 8 лет); 12 ppm (мальчики, 13 лет); 25 ppm (девочки, 2.5 года); 22 ppm (девочки, 14 лет); 7 ppm (мужчины, 35 лет); 11 ppm (мужчины, 60 лет); 20 ppm (женщины, 30 лет); 26 ppm (женщины, 55 лет).
- № 9 п/п, элемент Fe: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 32 ppm (мальчики, 8 лет); 10 ppm (мальчики, 13 лет); 40 ppm (девочки, 2.5 года); 18 ppm (девочки, 14 лет); 18 ppm (мужчины, 35 лет); 50 ppm (мужчины, 60 лет); 50 ppm (женщины, 30 лет); 23 ppm (женщины, 55 лет).
- № 10 п/п, элемент F: минимальная измеряемая массовая доля = 10 ppm; измеренная массовая доля: 25 ppm (мальчики, 8 лет); 20 ppm (мальчики, 13 лет); 20 ppm (девочки, 2.5 года); 30 ppm (девочки, 14 лет); 20 ppm (мужчины, 35 лет); 21 ppm (мужчины, 60 лет); 10 ppm (женщины, 30 лет); 25 ppm (женщины, 55 лет).
- № 11 п/п, элемент K: минимальная измеряемая массовая доля = 0.1 ppm; измеренная массовая доля: 70 ppm (мальчики, 8 лет); 40 ppm (мальчики, 13 лет); 56 ppm (девочки, 2.5 года); 30 ppm (девочки, 14 лет); 20 ppm (мужчины, 35 лет); 60 ppm (мужчины, 60 лет); 100 ppm (женщины, 30 лет); 50 ppm (женщины, 55 лет).
- № 12 п/п, элемент Mg: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 64 ppm (мальчики, 8 лет); 34 ppm (мальчики, 13 лет); 120 ppm (девочки, 2.5 года); 110 ppm (девочки, 14 лет); 50 ppm (мужчины, 35 лет); 100 ppm (мужчины, 60 лет); 120 ppm (женщины, 30 лет); 100 ppm (женщины, 55 лет).
- № 13 п/п, элемент Mn: минимальная измеряемая массовая доля = 0.2 ppm; измеренная массовая доля: 0.2 ppm (мальчики, 8 лет); менее 0.2 ppm (мальчики, 13 лет); 0.8 ppm (девочки, 2.5 года); менее 0.2 ppm (девочки, 14 лет); 0.3 ppm (мужчины, 35 лет); 0.3 ppm (мужчины, 60 лет); 3 ppm (женщины, 30 лет); менее 0.2 ppm (женщины, 55 лет).
- № 14 п/п, элемент Li: минимальная измеряемая массовая доля = 0.01 ppm; измеренная массовая доля: 0.02 ppm (мальчики, 8 лет); 0.01 ppm (мальчики, 13 лет); 0.03 ppm (девочки, 2.5 года); 0.015 ppm (девочки, 14 лет); 0.013 ppm (мужчины, 35 лет); 0.02 ppm (мужчины, 60 лет); 0.04 ppm (женщины, 30 лет); 0.02 ppm (женщины, 55 лет).
- № 15 п/п, элемент Na: минимальная измеряемая массовая доля = 0.1 ppm; измеренная массовая доля: 450 ppm (мальчики, 8 лет); 200 ppm (мальчики, 13 лет); 120 ppm (девочки, 2.5 года); 100 ppm (девочки, 14 лет); 90 ppm (мужчины, 35 лет); 180 ppm (мужчины, 60 лет); 180 ppm (женщины, 30 лет); 200 ppm (женщины, 55 лет).
- № 16 п/п, элемент Ni: минимальная измеряемая массовая доля = 0.2 ppm; измеренная массовая доля: 0.1 ppm (мальчики, 8 лет); 0.2 ppm (мальчики, 13 лет); 0.3 ppm (девочки, 2.5 года); 0.2 ppm (девочки, 14 лет); 0.2 ppm (мужчины, 35 лет); 0.3 ppm (мужчины, 60 лет); 0.2 ppm (женщины, 30 лет); 0.2 ppm (женщины, 55 лет).
- № 17 п/п, элемент P: минимальная измеряемая массовая доля = 10 ppm; измеренная массовая доля: 190 ppm (мальчики, 8 лет); 160 ppm (мальчики, 13 лет); 160 ppm (девочки, 2.5 года); 190 ppm (девочки, 14 лет); 110 ppm (мужчины, 35 лет); 150 ppm (мужчины, 60 лет); 150 ppm (женщины, 30 лет); 160 ppm (женщины, 55 лет).
- № 18 п/п, элемент Rb: минимальная измеряемая массовая доля = 0.1 ppm; измеренная массовая доля: менее 0.1 ppm (мальчики, 8 лет); 0.1 ppm (мальчики, 13 лет); менее 0.1 ppm (девочки, 2.5 года); 0.1 ppm (девочки, 14 лет); менее 0.1 ppm (мужчины, 35 лет); менее 0.1 ppm (мужчины, 60 лет); 0.1 ppm (женщины, 30 лет); 0.2 ppm (женщины, 55 лет).
- № 19 п/п, элемент Si: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 47 ppm (мальчики, 8 лет); 60 ppm (мальчики, 13 лет); 90 ppm (девочки, 2.5 года); 100 ppm (девочки, 14 лет); 70 ppm (мужчины, 35 лет); 130 ppm (мужчины, 60 лет); 200 ppm (женщины, 30 лет); 150 ppm (женщины, 55 лет).
- № 20 п/п, элемент Sn: минимальная измеряемая массовая доля = 0.2 ppm; измеренная массовая доля: 0.3 ppm (мальчики, 8 лет); 0.2 ppm (мальчики, 13 лет); 1 ppm (девочки, 2.5 года); 0.2 ppm (девочки, 14 лет); 0.1 ppm (мужчины, 35 лет); 0.8 ppm (мужчины, 60 лет); 0.2 ppm (женщины, 30 лет); 0.4 ppm (женщины, 55 лет).
- № 21 п/п, элемент Sr: минимальная измеряемая массовая доля = 0.5 ppm; измеренная массовая доля: 5.6 ppm (мальчики, 8 лет); 3 ppm (мальчики, 13 лет); 5 ppm (девочки, 2.5 года); 6 ppm (девочки, 14 лет); 5 ppm (мужчины, 35 лет); 5 ppm (мужчины, 60 лет); 8 ppm (женщины, 30 лет); 5 ppm (женщины, 55 лет).
- № 22 п/п, элемент Ti: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 4 ppm (мальчики, 8 лет); 5 ppm (мальчики, 13 лет); 6 ppm (девочки, 2.5 года); 2 ppm (девочки, 14 лет); 9 ppm (мужчины, 35 лет); 7 ppm (мужчины, 60 лет); 10 ppm (женщины, 30 лет); 8 ppm (женщины, 55 лет).
- № 23 п/п, элемент Y: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 1.5 ppm (мальчики, 8 лет); менее 1 ppm (мальчики, 13 лет); 1 ppm (девочки, 2.5 года); 1.3 ppm (девочки, 14 лет); 1 ppm (мужчины, 35 лет); 1.1 ppm (мужчины, 60 лет); 1.1 ppm (женщины, 30 лет); 1 ppm (женщины, 55 лет).
- № 24 п/п, элемент Zn: минимальная измеряемая массовая доля = 10 ppm; измеренная массовая доля: 70 ppm (мальчики, 8 лет); 100 ppm (мальчики, 13 лет); 260 ppm (девочки, 2.5 года); 200 ppm (девочки, 14 лет); 100 ppm (мужчины, 35 лет); 85 ppm (мужчины, 60 лет); 150 ppm (женщины, 30 лет); 120 ppm (женщины, 55 лет).
- № 25 п/п, элемент Zr: минимальная измеряемая массовая доля = 1 ppm; измеренная массовая доля: 0.9 ppm (мальчики, 8 лет); 1 ppm (мальчики, 13 лет); 0.7 ppm (девочки, 2.5 года); 0.6 ppm (девочки, 14 лет); 0.6 ppm (мужчины, 35 лет); 1 ppm (мужчины, 60 лет); 0.5 ppm (женщины, 30 лет); 0.5 ppm (женщины, 55 лет).
Дата публикации: 22 мая 2014.