CEM微波消解在比較醫(yī)學(xué)元素分析中的應(yīng)用

01 引言

比較醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)在于利用一種物種的信息來理解其他物種中相同過程的能力。實驗室大鼠和小鼠因其解剖學(xué)和生理學(xué)特點與人類高度相似，成為了生物醫(yī)學(xué)研究和比較醫(yī)學(xué)研究的理想動物模型。通過元素分析來確定這些樣本中的微量元素水平，也有助于評估營養(yǎng)狀況及其對人類健康的影響。然而，大鼠和小鼠體積小，組織樣本僅有幾毫克重。這些微小的樣本量，加上檢測限嚴(yán)格，增加了額外的復(fù)雜性，并使樣品制備在元素分析過程中充滿挑戰(zhàn)。在這項研究中，我們采用了 Discover^®SP-D Clinical 自動化微波消解系統(tǒng)來處理動物組織。這個系統(tǒng)能夠在所需的溫度和壓力下安全操作，以實現(xiàn)更加快速和有效的消解過程。

02 材料和方法

樣本：
• 酸空白：3 mL HNO₃ + 0.5 mL HCl

• NIST 1577c 牛肝

• 成年大鼠腎臟

樣品制備：

1. 從一只成年雄性斯普拉格-道利大鼠新鮮獲取整個腎臟。

2. 快速冷凍腎臟并儲存于 -80 °C。

3. 在實驗室冰箱中解凍樣品。

4. 使用預(yù)清洗的塑料勺狀工具均質(zhì)化樣品。

5. 稱取 0.1 克樣品放入帶有微型攪拌棒的 10 mL 石英容器中。

6. 向容器中加入 3 mL HNO₃ + 0.5 mL HCl 的微量金屬酸。

7. 蓋上容器蓋，將其放入系統(tǒng)或自動進樣器中。

表1. 方法參數(shù)

表2. 壓力階段，壓差設(shè)定為 160 psi

03 分析

關(guān)注金屬的選擇基于標(biāo)準(zhǔn)參考材料（SRMs）的認(rèn)證值，以及行業(yè)對微量金屬污染物的關(guān)注。樣品是在安捷倫 7850 ICP-MS 上分析的，其條件詳見表3。所列條件用于分析所有元素，這些元素是使用“H₂”和“He”調(diào)諧模式分析的。以下元素被用作內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)：鈧（Sc）、鍺（Ge）、銠（Rh）、銦（In）、鋱（Tb）、镥（Lu）和鉍（Bi）。在本次分析中沒有使用氣體稀釋技術(shù)。

表3. 安捷倫 7850 ICP-MS

04 結(jié)果

所有消解液在用去離子水稀釋至 50 克后均呈清澈、無色和無顆粒狀。對微量金屬酸進行了酸空白測試（表4），以確認(rèn)關(guān)注金屬的基線水平值。背景水平被發(fā)現(xiàn)低于檢測限或可忽略不計。分析國立標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院（nist）標(biāo)準(zhǔn)參考材料（表5）證明了報告值在預(yù)期范圍內(nèi)得到了準(zhǔn)確恢復(fù)。通過驗證標(biāo)準(zhǔn)來確認(rèn)樣品的完荃消解和準(zhǔn)確回收。

表4. 酸空白的平均元素回收率（ppb）（n=3）

表5. 認(rèn)證元素的平均元素濃度（ppm）和回收率百分比值（n=3）

表6. 單個成年大鼠腎臟的平均元素濃度（ppm）（n=3）

05 結(jié)論

成年大鼠腎臟的小型樣本（約100毫克）的消解在不到 10 分鐘的時間內(nèi)成功完成，隨后進行了分析。將回收率與 NIST 標(biāo)準(zhǔn)參考材料中報告的元素進行比較，證明了消解和分析的成功。Discover SP-D 臨床自動化微波消解系統(tǒng)輕松處理了小樣本量，通過 ICP-MS 進行分析，以實現(xiàn)低檢測限。這兩種技術(shù)的結(jié)合非常適合比較醫(yī)學(xué)，因為它既允許所需的小樣本量和低檢測限，同時仍能在預(yù)期范圍內(nèi)提供成功的分析結(jié)果。