ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ В БІОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТАХ МЕТОДОМ РЕНТГЕНІВСЬКОЇ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЇ СПЕКТРОСКОПІЇ

В.І. Бойко, к.х.н, доцент
Ю.А. Шафорост, к.х.н., доцент
Черкаський національний університет
імені Богдана Хмельницького
Україна
ZdorYulia@ukr.net


ВИЗНАЧЕННЯ ВМІСТУ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ В БІОЛОГІЧНИХ ОБ’ЄКТАХ МЕТОДОМ РЕНТГЕНІВСЬКОЇ ФЛУОРЕСЦЕНТНОЇ СПЕКТРОСКОПІЇ

За останні роки аналіз біологічних об’єктів став однією з основних областей застосування інструментальних методів аналізу, так як такі дослідження актуальні при діагностиці вроджених патологій, професійних захворювань, пов’язаних із специфікою промислового виробництва, екологічно обумовлених захворювань тощо.
Для оцінки рівня вмісту мікроелементів в організмі людини, поряд з такими діагностичними біосубстратами, як кров, сеча, нігті, достатньою інформативністю володіє волосся, для нього характерна фіксована динаміка зростання (0,2–0,5 мм в день). У зв’язку з цим, найбільш адекватною для оцінки мікроелементного статусу організму на момент обстеження є прикоренева частина волосся. У волоссі відбувається концентрування мікроелементів, на відміну від крові, яка, в основному, виконує в організмі транспортну функцію [1; 2]. Мікроелементний склад крові першим реагує на підвищення рівня вмісту важких металів, але може не відображати дійсний рівень їх вмісту в організмі.
Метою дослідження є розробка методики визначення вмісту важких металів у зразках волосся методом рентгенівської флуоресцентної спектроскопії.
Для аналізу відбирали проби волосся (приблизно 1,00 г) з потиличної частини голови у піддослідного (хлопчик). Волосся поміщали в чашку Петрі і промивали ацетоном і двічі дистильованою водою. Після цього зразки висушували на фільтрувальному папері. Далі зразки поміщали у фарфорові чашки і обробляли 5 мл 1моль/л розчинами нітратної, сульфатної та хлоридної кислот, а також 1моль/л розчином натрій гідроксиду. Зразки витримували 3 доби і після цього упарювали на піщаній бані до консистенції смолянистої маси.
Одержані зразки шпателем наносили на спеціальні підложки із поглибленням і поміщали в установку СЕР–01 „Елвакс” для проведення рентгенівського флуоресцентного спектрофотометричного дослідження. Напруга складала 20 КВ, сила струму 2,0 мА. Досліди проводили в Центрі фізико-хімічних досліджень Черкаського національного університету ім. Б. Хмельницького.
Результати рентгенівського флуоресцентного спектрофотометричного дослідження оброблялися спеціальною комп’ютерною програмою.
Зразки волосся, оброблені 1моль/л розчинами нітратної і хлоридної кислот, мали смолянистий чорний колір, легко наносилися на підложку і були зручними в роботі, зразок оброблений 1моль/л розчином сульфатної кислоти однорідної маси не утворив, зафіксувати його на підложці не вдалося. Зразок, отриманий в результаті обробки 1 моль/л розчином натрій гідроксиду був сіруватого кольору, крихкий, але добре ущільнювався і легко утримувався на підложці.
На рис. 1 наведені рентгенівські флуоресцентні спектрограми зразків, оброблених 1 моль/л розчинами нітратної, хлоридної кислот та натрій гідроксиду (відповідно).



а                                                                         б                                                                   в
Рис. 1. Рентгенівські флуоресцентні спектрограми зразків волосся, оброблені 1 М розчинами нітратної (а),  хлоридної (б) кислот та 1 М розчином натрій гідроксиду (в)

Піки, що відповідають основним мікроелементам, що міститься в даному зразку волосся, відповідно становлять: Fe – 6,4 еВ; Сu – 8,0 eB; Zn – 8,5 eB.
Зразок волосся, оброблений розчином нітратної кислоти містить значну частину Zn, досить відчутний відсоток Fe, а також певну кількість Сu. Зразки, оброблені розчинами хлоридної кислоти і натрій гідроксиду, містили приблизно однакові частки Fe і Zn і дещо меншу кількість Сu.
Аналіз рентгенівських флуоресцентних спектрограм дозволяє зробити висновок, що незалежно від речовини, якою обробляються зразки волосся, вони містять такі мікроелементи як Fe, Сu, Zn. Тому ми зупинили свій вибір на варіанті обробки зразків волосся розчином нітратної кислоти (1 моль/л) в силу того, що цей зразок зручний в роботі.
Зразки волосся ( 1,00 г) хлопчика і дівчинки обробили 5 мл 1,0 моль/л розчином нітратної кислоти. Після 3-добової витримки випарили до смолянистої консистенції і провели рентгенофлуоресцентне спектрофотометричне дослідження на установці СЕР–01 „Елвакс”. Результати представлені на рис. 2.
Аналіз рентгенівської флуоресцентної спектрограми зразка волосся хлопчика вказує на значний вміст Сu і Zn та на деяку частку Fe. Мікроелементний склад волосся дівчинки за даними рентгенівського флуоресцентного спектрофотометричного аналізу дуже близький до попереднього зразка.



                                      а                                                                                             б
Рис. 2. Рентгенівська флуоресцентна спектрограма зразків волосся хлопчика (а) та дівчинки (б) оброблені 1 М розчином нітратної кислоти
За результатами аналізу контрольних зразків волосся методом рентгенівської флуоресцентної спектроскопії встановлено, що вміст Сu і Zn є домінуючим серед мікроелементів, в зразках міститься також значна кількість Fe.
Список  використаних інформаційних джерел: 1. Горгошідзе Б. Є. Аналіз мікроелементного складу волосся рентгено-флуоресцентним методом і його значення в справі діагностики захворювань людини /Б. Є. Горгошідзе, І. З. Харісчарішвілі// Експериментальна і клінічна медицина. – 2006. – № 7 (32). –С. 65–67. 2.  Горгошідзе Б. Є. Питання медичної елементологіі і значення визначення мікроелементів в біосубстратах для діагностики і профілактики захворювань репродуктивної системи /Б. Є. Горгошідзе, І. З. Харісчарішвілі// Експериментальна і клінічна медицина. – 2006. – № 6 (31). – С. 60–63.