PORÓWNANIE METOD SPEKTRALNYCH W ANALIZIE ŻELAZA W PRÓBKACH KRWI I MOCZU

1. Pracownia Teoretycznych Podstaw Chemii Analitycznej Marzena Dębska PORÓWNANIE METOD SPEKTRALNYCH W ANALIZIE ŻELAZA W PRÓBKACH KRWI I MOCZU KIEROWNIK: prof. dr hab. Ewa Bulska OPIEKUN: mgr Eliza Kurek ATOMOWA SPEKTROMETRIAABSORPCYJNA SPEKTROMETRIA MAS CEL PRACY: Optymalizacja warunków pomiarowych FAAS, GFAAS i ICP MS przy oznaczaniu żelaza w próbkach klinicznych SCHEMAT APARATURY AAS SCHEMAT UKŁADU ICP-DRC-MS • Żelazo jest mikroelementem niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych. W organizmie człowieka spełnia ono kilka istotnych funkcji: • jest nośnikiem tlenu, • bierze udział w przenoszeniu elektronów, • wchodzi w skład wielu ważnych biologicznie związków. Często zapotrzebowanie na żelazo jest znacznie większe aniżeli jego dzienne spożycie. Konsekwencją niedoboru żelaza są liczne schorzenia i dysfunkcje organizmu takie jak: anemia czy upośledzenie sprawności układu immunologicznego. Zarówno niedobór jak i nadmiar żelaza jest szkodliwy dla organizmu. Nadmiar tego pierwiastka prowadzi do marskości wątroby, cukrzycy, niewydolności krążenia, hemochromatozy, a w skrajnych przypadkach do śmierci. Przytoczone fakty stanowią istotny czynnik w konieczności kontroli poziomu żelaza w organizmie człowieka. ATOMOWA SPEKTROMETRIA ABSORPCYJNA Z ATOMIZAJĄ W PIECU GRAFITOWYM (GFAAS) SPEKTROMETRIA MAS Z JONIZACJĄ W PLAZMIE INDUKCYJNIE WZBUDZONEJ Oznaczanie żelaza metodą ICP MS nastręcza trudności wynikające z interferencji pochodzących od jonów CaO+ i ArO+, powodujących zawyżanie sygnału, a tym samym otrzymywanie błędnych wyników oznaczenia. W celu wyeliminowania jonów przeszkadzających zastosowana została komora reakcyjna (DRC) z helem lub amoniakiem jako gazami reakcyjnymi. Przeprowadzona została optymalizacja komory DRC poprzez badanie wpływu użytego gazu na otrzymany sygnał żelaza. Optymalizacja programu temperaturowego przeprowadzona została przy użyciu roztworu wzorcowego żelaza (50 μg/l), z zawartością albumin (4 g/l) w roztworze buforu Tris-HCl o stężeniu 50 mmol/l i pH=7,4. Dobór warunków pracy komory DRC GAZ REAKCYJNY: HEL OBIEG ŻELAZA W ORGAIZMIE CZŁOWIEKA ATOMOWA SPEKTROMETRIA ABSORPCYJNA Z ATOMIZAJĄ W PŁOMIENIU (FAAS) W celu uzyskania wysokiej czułości oznaczeń żelaza w próbkach klinicznych zoptymalizowano parametry pracy przyrządu oraz sposób rozpylenia próbki przez porównanie pracy rozpylacz zwykłego i rozpylacz typu Babington’a. Ostatnim etapem optymalizacji było porównanie krzywych kalibrowania uzyskanych dla wody i kwasu azotowego. GAZ REAKCYJNY: AMONIAK Do oznaczania żelaza w próbkach klinicznych wykorzystano płomieniową atomową spektrometrię absorpcyjną (FAAS), atomową spektrometrię absorpcyjną z atomizacją w piecu grafitowym (GFAAS) oraz spektrometrię mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie wzbudzonej (ICP MS). W ostatnich latach metoda ICP MS jest szeroko wykorzystywana do oznaczania pierwiastków śladowych w różnych rodzajach próbek. Charakteryzuje się niską granicą wykrywalności (pg/ml), szerokim zakresem liniowości wskazań i możliwością analizy wielopierwiastkowej. Poważny problem stanowią jednak interferencje pochodzące od głównych składników próbki powodujące zafałszowanie wyników. Spektrometria absorpcyjna z atomizacją w piecu grafitowym jest coraz powszechniej stosowana w analizie próbek klinicznych, w szczególności płynów fizjologicznych. Zaletą metody jest niewielkie zużycie próbki (µl) i wysoka czułość. Płomieniowa spektrometria absorpcyjna (FAAS) jest równie często wykorzystywana w analizie próbek biologicznych, cechuje się krótkim czasem analizy, małym kosztem eksploatacji oraz możliwością uzyskania dużej czułości dzięki wykorzystaniu odpowiednio dobranego rozpylacza. PODSUMOWANIE : • Otrzymane doświadczalnie optymalne parametry pracy GFAAS • Optymalne parametry pracy FAAS • Optymalny sygnał dla żelaza otrzymano według programu temperaturowego zamieszczonego w tabeli – „Otrzymane doświadczalnie optymalne parametry pracy GFAAS” • Ze względu na wyższą czułość pomiaru do analizy próbek klinicznych wykorzystany zostanie rozpylacz typu Babington’a • Zarówno hel jak i amoniak mogą być stosowane w układzie ICP-DRC-MS jako gazy reakcyjne w celu wyeliminowania jonów wieloatomowych przeszkadzających w analizie żelaza