Examination of biological samples using techniques ICP MS and HG AFS

Spektrometria mas z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP MS) oraz atomowa spektrometria fluorescencyjna z generowaniem wodorków (HG AFS) są często wykorzystywane w analizach różnego typu. Techniki te różnią się czułością i możliwościami analitycznymi, stąd szczególnie do ogólnego oznaczenia śladów stosowana jest technika ICP MS, natomiast HG AFS rekomendowana jest do oznaczenia śladów pierwiastków tworzących lotne wodorki. Nieswoiste zapalenia jelit stanowią grupę przewlekłych chorób zapalnych przewodu pokarmowego o nieznanej przyczynie wywołującej, zróżnicowanej patogenezie i różnorodnych objawach klinicznych. Jednym z czynników, mogącym mieć wpływ na rozwój chorób IBD są zaburzenia zawartości kilku pierwiastków w organizmie. Dlatego też oznaczenie zawartości wybranych pierwiastków może być pomocne w odkryciu ich wpływu na rozwój chorób i w dalszym etapie w doborze leczenia. W pracy sprawdzono i zoptymalizowano procedurę przygotowania próbek włosów do oznaczeń: Mn, Fe, Cu, Zn i Pb techniką ICP MS oraz Se techniką HG AFS. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem próbek laboratoryjnych włosów i potwierdzono z wykorzystaniem materiału referencyjnego GSH-1. Dokonano oceny wpływu sposobu przygotowania próbki na wyniki oznaczenia, dobierając odpowiedni rozpuszczalnik do mycia włosów, temperaturę suszenia oraz optymalne warunki mineralizacji próbek. Wyznaczono wybrane parametry walidacyjne oznaczeń techniką ICP MS. Stwierdzono, że granica oznaczalności Zn, Mn, Cu, Pb i Fe wynosi odpowiednio: 0,963; 0,103;0,076; 0,456 i 1,658 µg/L. Opracowaną procedurę zastosowano w analizie próbek włosów dzieci z chorobami IBD (n=20) i próby kontrolnej od dzieci zdrowych (m=11). W oparciu o uzyskane wyniki zanotowano w grupie chorych zanik korelacji pomiędzy zawartościami Fe i Zn we włosach, co świadczy o poważnych zaburzeniach gospodarki mineralnej organizmu.Atomic spectrometric techniques, in this mass spectrometry with ionization in the inductively coupled plasma (ICP MS) or hydride generation atomic fluorescence spectrometry (HG AFS), are commonly used in elemental analysis of different materials. These techniques differ in sensitivity and analytical capabilities. Hence, to the general trace elements determination IPC MS is used, however HG AFS is recommended for determination of trace elements forming volatile hydrides. Inflammatory Bowel Disease are a group of chronic diseases of the dietary duct of unknown reason, different pathogenesis and different clinical manifestation. One of the factors that could affect the development of IBD disease are disorders of several elements contents in the body. Determination of Zn, Mn, Pb, Se and Fe in clinical or alternative materials could be helpful in discovering the impact of these element on the development of the diseases, and in later stage, in selecting of an appropriate diet and treatment. In this work, procedure for the preparation of hair samples for the determination of Mn, Fe, Cu, Zn, Pb using ICP MS and Se using HG AFS technique, was tested and optimized. The study was conducted with the use of laboratory sample of hair. An assessment of the impact of sample preparation on the results of the determination by choosing an appropriate solvent for washing the hair, drying temperature and the optimum conditions for digestion was accomplished. Trueness of the total procedure was confirmed using the reference material GSH-1. It was found that ICP MS detection limit of Zn, Mn, Cu, Pb and Fe equates to: 0,96; 0,10; 0,076; 0,46 i 1,66 µg/L, respectively. The developed procedure was applied in the analysis of hair samples of children with IBD diseases (n = 20) and control hair samples of healthy children (m = 11). Based on the obtained results, disappearance of correlation between Fe and Zn contents in the hair of IBD patients was found out, which constitutes a serious disorders of minerals metabolism in this group