способ определения содержания титана, алюминия в тканях сердечно-сосудистой системы

Формула изобретения

Способ определения содержания в тканях сердечно-сосудистой системы Ti, Al, включающий помещение образца ткани в емкость с добавлением азотной кислоты и выдержкой в течение 3 ч при 75°С, последующие приливание перекиси водорода с выдержкой в течение 2 ч при той же температуре, добавление новой порции азотной кислоты с выдержкой 2 ч при температуре 110°С, добавление плавиковой кислоты и выдерживание в течение 18 ч при 20°С с последующим нагревом в течение 6 ч при 75°С и помещением в микроволновую печь, выпариванием и выполнением измерений методикой масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой при следующем соотношении компонентов, мас.%:

HNO	35
H2O2	5
F	13,3
деионизированная вода	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области аналитической химии, а конкретно к химической пробоподготовке, предшествующей анализу, требующему полной деструкции составляющей матрицы биоминеральных объектов, и может быть использовано:

- в медицине, при исследовании болезней, связанных с нарушениями элементного статуса человеческого организма.

- в фармакологии, косметологии и пищевой промышленности для предупреждения ятрогенных болезней, вызванных различными лекарственными, косметическими и пищевыми наполнителями, в первую очередь оксидом титана и неорганическими соединениями алюминия, входящими в состав лекарственных, косметических препаратов и пищевых добавок в качестве отбеливателя.

- в экологии человека, для изучения взаимоотношений человека со средой обитания, в которой он постоянно подвергается нагрузке минералами и элементами пероральным ингаляционным и перкутанным путями проникновения.

При исследовании элементного состава тканей растений и животных в настоящее время во всем мире применяются такие методы, как атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП), масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (МС-ИСП), несколько реже атомно-абсорбционная спектрометрия с атомизацией в пламени (ААС-П) и в электротермическом атомизаторе (ААС-ЭТА).

Основное требование вышеперечисленных методов - необходимость переведения анализируемого образца в раствор с полным растворением пробы при минимальном уровне загрязнения получаемого раствора и исключение потерь определяемых элементов. Авторами данной заявки доказывается, что в этапе растворения исследуемых тканей заложен повсеместный порок элементных исследований, поскольку до настоящего времени не было известно о минеральных включениях в тканях, таких как рутил, анатаз, ильменит, алюмосиликаты, кварц и др. Эти минералы часто негативно влияют на окружающие ткани. Как показали авторские исследования, распределение микроэлементов в организме человека является минералозависимым, особенно в патогенно измененных тканях. Поэтому для правильной оценки элементного состава тканей человеческого организма методами МС-ИСП, АЭС-ИСП и др. необходимо растворение вышеперечисленных минералов. Ранее для растворения образцов тканей повсеместно применялась азотная кислота и перекись водорода. Довольно редко к этим двум реагентам присоединяют соляную или хлорную кислоты. Однако широко известно, что для того, чтобы растворить кварц, оксиды титана и алюмосиликаты необходимо применение плавиковой кислоты (Орлова В.А. Аналитические автоклавы. Автоклавная пробоподготовка в химическом анализе. - М.: ЦИНАО, 2003, 104 с.)

Существует значительное количество литературы и методик, посвященных мокрому озолению тканей человеческого организма (в частности сердечно-сосудистой системы) для различных методов элементного анализа. Все они включают многоэтапную обработку проб с визуальным контролем протекания каждого этапа и использования ряда реагентов, однако плавиковая кислота в число этих реагентов не входит никогда.

Известна также статья Т. Minami, S. Tohno, М. Utsumi, Y. Moriwake. M. - O. Yamada, Y. Tohno / Selective Accumulations of Aluminium in Five Human Arteries// Biological Trace Element Research 2001. - V.79. - P.29-38.

Растворение тканей в этой работе производилось следующим образом: к высушенной ткани добавлялся 1 мл концентрированной азотной кислоты и образец нагревался при 100°C в течение 2 часов, затем добавлялось 0,5 мл концентрированной хлорной кислоты и нагревание продолжалось при той же температуре в течение еще 2 часов. Причем этап растворения пробы с добавлением хлорной кислоты отмечается специфическим для измерения металлов. После охлаждения все образцы были разбавлены до 10 мл ультрачистой водой. На этом этапе растворение ткани было завершено.

Недостатком данного способа растворения тканей является то обстоятельство, что в нем не учитывается присутствие в тканях минеральных форм. Для растворения минералов необходим дифференцированный подход к разным группам минералов. Если для растворения сульфидов, фосфатов кальция или оксидов железа достаточно концентрированной азотной кислоты, то для растворения оксидов титана, кремния, алюмосиликатов необходима плавиковая кислота.

Суть изобретения сводится к тому, что без применения для растворения тканей сердечно-сосудистой системы плавиковой кислоты невозможно получение точных содержаний таких элементов, как Ti, Al. Неправильное определение содержаний титана и алюминия в тканях человеческого организма привело к бесконтрольному повсеместному использованию оксидов титана и неорганических соединений алюминия в пищевой, фармакологической и косметической промышленности, что не может негативно не сказываться на здоровье людей.

Задачей данного изобретения является способ полного определения содержания в тканях сердечно-сосудистой системы Ti, А1 с целью растворения не только органической матрицы образцов, но и алюминий-, и титансодержащих минералов патогенного происхождения для последующего исследования методом МС-ИСП.

Поставленная задача решается тем, что способ определения содержания в тканях сердечно-сосудистой системы Ti, Al, включает помещение образца ткани в емкость с добавлением азотной кислоты и выдержкой в течение 3 часов при 75°C, последующие приливание перекиси водорода с выдержкой в течение 2 часов при той же температуре, добавление новой порции азотной кислоты с выдержкой 2 часа при температуре 110°C, добавление плавиковой кислоты и выдерживание в течение 18 часов при 20°C с последующим нагревом в течение 6 часов при 75°C и помещением в микроволновую печь, выпариванием и выполнением измерений методикой масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

HNO3	35
H2O2	5
HF	13,3
деионизированная вода	остальное

Пример осуществления изобретения приведен ниже.

Пример 1:

Исследовались 10 образцов тканей кардиоздоровых людей, умерших от внезапной смерти в возрасте от 2 до 60 лет. Все образцы были разделены на две равноценных половины с массой около 0,05 г. Одна часть растворялась с помощью HNO₃ и H₂ O₂ без применения HF. Другая дополнительно растворялась плавиковой кислотой, после чего обе части анализировались на приборе Agilent Tehnologies 7500 Series ISP-MS. В качестве внутреннего стандарта брали индий. Полученные результаты показали, что образцы тканей, растворенных с добавлением HF, показывают более высокие значения Ti и AL.

Растворение ткани с помощью плавиковой кислоты осуществлялась следующим образом.

Навеску ткани массой около 0,05 г помещают в тефлоновые стаканчики, приливают 2 мл концентрированной HNO₃, выдерживают 3 часа при 75°C, добавляют 1 мл H₂O₂ и выдерживают еще два часа, затем вновь добавляют 1 мл концентрированной HNO₃ и два часа выдерживают при 110°C, после чего добавляют 2 мл концентрированной HF и оставляют на 18 часов при температуре 20°C, греют 6 часов при 75°C в микроволновой печи, выпаривают и обмывают стаканчики 5 мл 15% HNO₃ со следами HF и добавляют смыв в исследуемый раствор.

Результаты отражены в таблице 1. Как видно из полученных данных, после обработки плавиковой кислотой количественные оценки титана и алюминия возрастают в несколько раз даже в тканях здоровых людей.

Таблица 1
Количественное содержание титана и алюминия по данным масс-спектроскопии с индуктивно связанной плазмой
№	TI ppm		Al ppm
	без HF	CHF	Без HF	С HF
1	7,04	17,44	68,14	131,73
2	7,01	15,61	59,36	293,64
3	10,10	17,81	73,85	129,18
4	4,22	23,10	76,66	1071,42
5	7,42	21,08	121,15	170,60
6	7,39	18,83	21,44	101,80
7	7,22	19,45	47,63	141,77
8	5,30	24,08	121,40	193,66
9	6,59	16,65	46,54	140,08
10	10,67	17,26	89,32	121,74