Методические особенности и практическое использование определения алюминия в крови и моче методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
Автор: Уланова Т.С., Вейхман Г.А., Недошитова А.В.
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Медико-биологические аспекты оценки воздействия факторов риска
Статья в выпуске: 4 (28), 2019 года.
Бесплатный доступ
Оценка риска неблагоприятного воздействия токсичных соединений на здоровье населения является в настоящее время актуальным и высоковостребованным направлением в современных гигиенических исследованиях. В перечень контролируемых в биосредах токсичных элементов (ртуть, свинец, кадмий, мышьяк) входит алюминий (2-й класс опасности) как один из самых распространенных элементов в природе и наиболее часто встречающийся в выбросах алюминиевых, горнорудных, лакокрасочных и других производств. Разработана методика определения массовых концентраций алюминия в крови и моче методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ФР.1.31.2017.27357), позволяющая определять содержание алюминия в крови в диапазоне от 20 до 200 мкг/л с точностью 31,0 %; в диапазоне 200-700 мкг/л с точностью 23,0 % и в моче в диапазоне от 0,1 до 10 мкг/л с точностью 30,0 %; в диапазоне 10-1000 мкг/л с точностью 23,0 %. Проанализировано 192 пробы крови и мочи детей (n = 96) и 106 проб взрослых (n = 54), проживающих в Восточной Сибири в зоне экспозиции крупного металлургического предприятия по производству алюминия. Среднее арифметическое содержание алюминия в крови детей и взрослых составляет 21 мкг/л, в моче - 32 и 21 мкг/л соответственно. Приведена сравнительная оценка содержания алюминия в крови и моче жителей РФ с референтными концентрациями, используемыми в странах Европы и США при проведении национальных программ по биомониторингу человека.
Алюминий, кровь, моча, дети, взрослые, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой, референтные концентрации, реакционная/столкновительная ячейка
Короткий адрес: https://sciup.org/142223302
IDR: 142223302 | DOI: 10.21668/health.risk/2019.4.18
Текст научной статьи Методические особенности и практическое использование определения алюминия в крови и моче методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
Вейхман Галина Ахметовна – кандидат фармацевтических наук, старший преподаватель кафедры общей и органической химии (e-mail: ; тел.: 8 (342) 233-10-37; ORCID: .
Недошитова Анна Владимировна – научный сотрудник лаборатории методов элементного анализа (e-mail: ; тел.: 8 (342) 233-10-37; ORCID: .
1 Р 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. – M.: ФЦ Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. – 143 с.
Наиболее часто используются методы атомно-абсорбционной спектроскопии с электротермической атомизацией (ААС-ЭТА, GFAAS), атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС, ICP-АES)2 и масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС, ICP-MS)3. В настоящее время наиболее эффективным методом анализа является масс-спектрометрия высокого разрешения или с использованием динамических реакционных ячеек (DRC). Преимущества метода ICP-MS – многоэлементность, низкие пределы обнаружения, малое время анализа, малый объем анализируемых проб. Метод GFAAS не уступает по чувствительности методу ICP-MS при анализе биосред, но, являясь моноэлементным методом, используется как альтернативный для определения ряда элементов, в том числе и для алюминия, бериллия, хрома, таллия [8, 9].
Определение алюминия в биологических средах методом ИСП-MС осуществляется с предварительным разложением пробы и без него. Известно, что некорректное проведение стадии разложения пробы может сделать бессмысленным использование высокоточных методов [7]. Кроме того, рекомендованная микроволновая минерализация не решает проблему загрязнения пробы при добавлении сопутствующих реагентов, хотя, несомненно, ускоряет процесс разложения. Более привлекателен анализ без минерализации проб, что исключает загрязнение, минимизирует потери и сокращает время анализа. Как правило, кровь разбавляется в 10–50 раз водными растворами «Тритона Х-100», 1-бутанола, ЭДТА, NH 3 или азотной кислоты, а сыворотка и моча в 2–10 раз раствором азотной кислоты, тем самым не исключается дополнительное загрязнение пробы [7]. Несмотря на большое число публикаций, практически все авторы указывают на сложности определения алюминия, часто не комментируя полученные результаты [9, 21, 23].
Для количественного определения 12 химических элементов в биосредах (кровь, моча) методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой нами разработаны методические указания МУК 4.1.3230-144. Методика определения 12 элементов в крови запатентована5. Вместе с тем в связи с особенностями определения, связанными с отбором проб, загрязнением проб при хранении, высоким содержа- нием алюминия в воде, реактивах, алюминий не вошел в этот перечень.
Цель работы заключалась в разработке современной, высокочувствительной методики количественного определения алюминия в крови и моче методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой для использования в клинических лабораториях с целью диагностики, лечения и профилактики нарушений здоровья человека, связанных с негативным воздействием опасных химических факторов и оценки риска здоровью населения.
Материалы и методы. При использовании метода ИСП-МС для получения количественных результатов требуется предварительная подготовка биоматериала для устранения матричного эффекта и полиатомных интерференций, обусловленных присутствием в плазме не только ионов определяемых элементов, но и большого количества ионов аргона, водорода, кислорода и др. [26, 27]. Основной изотоп алюминия 27Al имеет спектральные наложения 12C15N+, 13C14N+, 12C14NH+,12C 2 H 3 + [28, 29]. Использование ранее разработанной методики определения 12 элементов в крови и моче не привело к ожидаемому результату. Высокое содержание алюминия в воде, даже высокой очистки, вклад вносимых реагентов (азотная кислота, перекись водорода), растворов элементов внутреннего сравнения, посуды приводили к высоким значениям холостой пробы, уровень которой зачастую превышал таковой в анализируемой пробе. Очевидно, что для определения алюминия в крови и моче требуются специфические условия нивелировки спектральных и неспектральных (матричных) помех: условия отбора и хранения проб, особо чистые реактивы и вода, степень разведения пробы, условия подготовки проб к анализу, варианты приготовления градуировочных растворов, выбор элементов внутреннего сравнения (ВС) и т.д.
Количественное определение алюминия в крови и моче осуществлялось на квадрупольном масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой Agilent 7500cx (Agilent Technologies, USA) с октополь-ной реакционно/столкновительной ячейкой (ORS). Мощность генератора плазмы 1400 Вт. Введение проб выполнялось через двухканальную распылительную камеру при температуре 2,0 °С. Диаметр инжекторной трубки плазменной горелки масс-спектрометра составлял 2,5 мм. Скорость подачи об- разца в распылительную камеру составляла 0,4 мл/мин. Для горения плазмы использовался жидкий аргон высокой чистоты – 99,998 % (ТУ-2114-005-00204760-99) со скоростью подачи до 20 л/мин. Давление в канале подводки газа соответствовало 700 ± 20 кПа. Для настройки использовали раствор 7Li, 59Co, 89Y и 205Tl в 2%-ной HNO3 с концентрацией 1 мкг/л для каждого элемента. После достижения достаточной чувствительности в стандартном режиме масс-спектрометр переключали в режим работы с реакционной/столкн-овительной ячейкой. В качестве газа-реактанта использовали гелий высокой чистоты (ТУ-0271-135-31323949). Максимальное подавление фонового сигнала при достижении оптимальной чувствительности наблюдали при скорости потока гелия 4,3 мл/мин. Расстояние от горелки до отбирающего конуса составляло 7,0 мм.
Использование кварцевой посуды нежелательно при определении алюминия [23]. Пластиковую посуду промывали в ультразвуковой мойке Elma-sonic S 100H (Германия) при температуре 45–50 оС дистиллированной водой, а затем разбавленным раствором HNO 3 .
Для анализа крови и мочи использовали полипропиленовые пробирки особой чистоты (Labcon, USA, LOT 609CE-609C).
Для очистки воды применяли систему Milli-Q Integral (Millipore SAS, France). Однако уровень фона BEC составил 3,0 мкг/л и выше, поэтому производили дополнительную очистку в системе «Водолей» («Химэлектроника», г. Москва), после чего уровень фона снизился до 0,55 мкг/л. Воду необходимо очищать непосредственно перед разбавлением проб и анализом.
Для приготовления растворов стандартных образцов использовали раствор ионов алюминия массовой концентрации 1,0 г/дм3 (ГСО 7927-2001) и 1 % раствор особо чистой HNO 3 (Sigma-Aldrich, USA). Для приготовления растворов внутреннего стандарта (ВС) использовали комплексный стандартный раствор 209Bi, 73Ge, 115 In, 6Li, 45Sc, 159Tb, 89 Y с концентрацией 10 мг/л в 5 % водном растворе HNO 3 (Internal Standard Mix, USA).
Основным вкладом в значение холостой пробы является загрязнение посуды и увеличение содержания алюминия при хранении проб [30]. Холостую пробу готовили одновременно с подготовкой проб.
Градуировочные растворы для определения алюминия в крови и моче готовили из раствора алюминия массовой концентрации 1,0 г/дм3 (ГСО 7927-2001), раствора ВС, 1 % водного раствора HNO3 и раствора холостой пробы. Концентрация алюминия в градуировочных растворах составила 0,0; 0,1; 0,5; 1,0; 5,0; 10,0; 50,0 мкг/л. Для приготовления градуировочных растворов использовали кислоту азотную особо чистую Nitric acid 69 % (Sigma-Aldrich, USA) или Nitric acid 65 % (PanReac, Espana).
Влияние неспектральных (матричных) помех обычно удается нивелировать, применяя градуировку с подбором матрицы градуировочных растворов, внутренним стандартом или сразу тем и другим [10]. При выборе ВС необходимо соблюдать правило: атомная масса ВС должна быть как можно ближе к атомной массе определяемых элементов, причем, чем меньше атомная масса определяемого элемента, тем более строго должно выполняться это требование [26, 27].
Для приготовления растворов внутреннего стандарта (ВС) использовали комплексный стандартный раствор 209Bi, 73Ge, 115In, 6Li, 45Sc, 159Tb, 89Y с концентрацией 10 мг/дм3 в 5 % водном растворе азотной кислоты (Internal Standard Mix, USA). Результаты определения алюминия в стандартных образцах крови SERONORM L2 и L3 (Sero AS, Billingstad, Norway) и мочи SeronormTM urine (LOT 0511545, Sero AS, Billingstad, Norway) с использованием различных элементов представлены в табл. 1. Перед проведением анализа сертифицированные контрольные материалы подвергались той же процедуре подготовки, что и рабочие пробы.
Данные таблицы свидетельствуют об удовлетворительном совпадении между найденными и аттестованными значениями в условиях без ВС и с 73Ge на уровне крови L2. Использование 115In значительно увеличило погрешность определения. Таким образом, не получено убедительных доказательств необходимости использования ВС при определении алюминия в крови и моче, а также преимущества того или иного элемента внутреннего сравнения.
В пробирки автоматического пробоотборника с помощью дозатора вносили 0,5 мл мочи, добавляли 4,45 мл 1 % водного раствора HNO 3 и 0,05 мл раствора ВС [31, 32]. Пробы мочи с осадком перед разбавлением центрифугировали. Разбавленные пробы хранению не подлежали. Кроме того, при определении алюминия в моче необходимо очищать воду непосредственно перед анализом и разбавление проб производить также в день исследования.
Таблица 1
Аттестованные и найденные средние значения содержания алюминия в стандартных образцах крови и мочи Seronorm TM (Norway), мкг/л
Уровень |
Аттестованное среднее значение, мкг/л |
Найденное среднее значение/погрешность от среднего, ∆, % |
||
без ВС |
73Ge |
115In |
||
SeronormTMblood L2 ( n = 18) |
70,9 |
82,3/16,1 |
83,6/17,9 |
119,6/68,6 |
SeronormTMblood L3 ( n = 18) |
105 |
106,1/1,0 |
117,9/12,3 |
– |
SeronormTM urine L2 ( n = 14) |
103 |
105,2/2,1 |
115,4/12,0 |
110/6,8 |
К пробе крови объемом 0,1 мл добавляли 0,1 мл комплексного раствора ВС и 0,2 мл концентрированной HNO3. Пробирку с содержимым взбалтывали, выдерживали 6–7 часов, доводили содержимое пробирки до 10 мл деионизованной водой и центрифугировали 10 мин со скоростью 2700–3000 об/мин на центрифуге ЦЛМН–Р10–01– «Элекон» (Россия).
Параллельно для каждой серии проб готовили холостой опыт, который подвергался всем стадиям пробоподготовки и включал все используемые реактивы, что и анализируемые пробы.
Необходимо отметить, что при кислотном растворении пробы полного разрушения структуры матрицы исследуемого образца не происходит, однако существенно экономится время, затрачиваемое на проведение подготовки образцов и реактивы. Важным аспектом является то, что необходимый для анализа объем пробы сокращается до 0,1 мл, и при использовании данного способа разложения проб значение холостого опыта сводится к минимуму, что также дает преимущество использованию кислотного растворения.
Метрологическая аттестация методики определения алюминия в биосредах выполнена расчетным способом с известной концентрацией для средней границы измеряемого диапазона и применением метода добавок в соответствии с РМГ 61-20036 и ГОСТ Р ИСО 5725–1÷ ГОСТ Р ИСО 5725–6–2002 (свидетельство № 88-16207-11-RA.RU.310657-2017). Разработанная методика измерений массовых концентраций алюминия методом ИСП-MС позволяет определять содержание в крови в диапазоне от 20 до 200 мкг/л с точностью 31,0 %; в диапазоне 200–700 мкг/л с точностью 23,0 %. Методика позволяет определять содержание алюминия в моче в диапазоне от 0,1 до 10 мкг/л с точностью 30,0 %; в диапазоне 10–1000 мкг/л с точностью 23,0 %.
Установлены пределы обнаружения (LOD) и пределы количественного определения (LOQ) методики. При определении алюминия в крови LOD составляет 7 мкг/л, в моче 0,033 мкг/л; LOQ в крови составляет 21 мкг/л, в моче 0,1 мкг/л.
Результаты и их обсуждение. Разработанная методика определения алюминия в биологических средах (кровь, моча) апробирована при анализе биосред детского и взрослого населения, проживающего в Восточной Сибири в зоне экспозиции крупного металлургического предприятия по производству алюминия. Проанализировано 192 пробы крови и мочи детей ( n = 96) и 106 проб взрослых ( n = 54). В качестве контрольных групп обследованы группы детей ( n = 53) и взрослых ( n = 30), проживающих вне зон экспозиции. Результаты исследований крови и мочи детей и взрослых представлены в табл. 2. Среднее арифметическое (AM) содержание алюминия в крови детей и взрослых территории наблюдения составляет 21 мкг/л; группы сравнения < 20 мкг/л, среднее арифметическое (AM) содержание алюминия в моче детей и взрослых составляет 32 и 21 мкг/л соответственно; группы сравнения – 7,0 и 2,4 мкг/л. В группе детей территории наблюдения в моче выявлено достоверное различие с показателями группы сравнения (90 % проб выше контроля, кратность 4,6). В моче взрослых выявлено достоверное различие с показателями группы сравнения – 100 % проб выше контроля, кратность 8,8.
Территория экспозиции, на которой проводилось обследование, по уровню загрязнения атмосферного воздуха занимает третье место среди субъектов Сибирского федерального округа и среди регионов Российской Федерации. Источниками загрязнения объектов окружающей среды является металлургическое предприятие по производству алюминия и целлюлозно-бумажный комбинат. Анализ заболеваемости населения данной территории за последние пять лет свидетельствует о превышении и неблагоприятной динамике течения болезней органов дыхания (хронический бронхит, бронхиальная астма) и костно-мышечной системы у детей и взрослых. Результаты выполненных исследований могут быть использованы для оценки достаточности мероприятий по программе «Чистый воздух» в зоне влияния металлургических предприятий Восточной Сибири, содержащих алюминий в выбросах и атмосферном воздухе.
Таблица 2
Содержание алюминия (АМ) в биосредах детей и взрослых и достоверность различий с контрольной территорией, мкг/л
Группа, среда |
Группа наблюдения, АM |
Группа сравнения, АM |
Р 1 |
Анализ частот по отношению к контролю (%) |
||
выше контроля |
уровень контроля |
ниже контроля |
||||
Дети, кровь |
21 |
<20 |
0,24 |
25 |
0 |
75 |
Взрослые, кровь |
21 |
< 20 |
0,01 |
26 |
74 |
0 |
Дети, моча |
32 |
7 |
0,005 |
90,1 |
6,6 |
3,3 |
Взрослые, моча |
21 |
2,4 |
0,001 |
100 |
0 |
0 |
П р и м е ч а н и е : P 1 – достоверность различий по АМ городских жителей и проживающих на контрольной территории.
В табл. 3 приведены результаты статистического распределения значений в обследованных группах. Результаты представляли как АM 25, 50, 75-го процентилей, указаны минимальные и максимальные значения выборки. Медиана близка к средней арифметической для уровней алюминия в моче городских жителей, что свидетельствует о нормальном распределении значений. В остальных случаях значения смещены в область меньших концентраций на уровне LOQ/2. В качестве референтных значений приведены данные известных монографий Н.И. Калетиной, Н. Тица и диагностических лабораторий ALS Scandinavia (Швеция), ARUP (США), HELIX (С-Петербург) [1, 33–35]. Трудности в сравнении результатов анализа и условность нормативов содержания многих элементов в биосредах неоднократно обсуждались в научных публикациях [7, 36]. Не являются исключением и приведенные референтные значения. Средние уровни содержания алюминия в крови и моче варьируются в достаточно широком диапазоне концентраций. Если в крови максимально допустимое содержание алюминия в исследовании Н.И. Калетиной составляет 200 мкг/л, то в работе Н. Тица значение составляет 100 мкг/л. Максимальные уровни алюминия в крови экспонируемых жителей, найденные нами, не превышают референтные значения указанных авторов, в то время как референтный уровень HELIX превышен у детей практически в 10 раз. Среднее арифметическое содержание алюминия в моче группы сравнения не превышает референтные значения, в то же время уровни алюминия в моче городских жителей превышают последние в 5–6 раз.
В табл. 4 приведены уровни содержания алюминия в цельной крови, сыворотке, плазме и моче пациентов из различных стран, регионов РФ при использовании различных методов анализа [10, 11, 19, 20, 37–40]. Данные также представлены на рисунке.
Найденные уровни алюминия в крови экспонируемых взрослых группы наблюдения ниже референтного значения, приведенного Н. Тицем, в пять раз, но соизмеримы с данными для жителей Швеции. У неэкспонируемой группы взрослых Хорватии [37] содержание алюминия в крови выше в два раза, а у экспонируемой группе – в четыре. В то же время данные не превышают референтных значений. У рабочих алюминиевых производств Германии [39] содержание алюминия в крови ниже в два раза такового, найденного нами у жителей Восточной Сибири. Уровни неэкспонируемых жителей Франции соизмеримы с данными, полученными в наших исследованиях у группы сравнения.
Найденные уровни алюминия в моче взрослых группы сравнения ниже референтных значений диагностических лабораторий ALS Scandinavia, ARUP и данных Н. Тица. В экспонируемой группе взрослых территории наблюдения содержание алюминия в моче превышает все референтные значения и соизмеримо с уровнями рабочих алюминиевых производств Германии [39] и Хорватии [37]. Уровни неэкспони-руемых жителей Франции соизмеримы с нашими данными, полученными в группе сравнения.
Таблица 3
Содержание алюминия в крови и моче детского и взрослого населения, мкг/л
Группа, среда |
Группа наблюдения |
Группа сравнения |
Рефер. уровни (диапазон) |
||||||||||||||
N |
AМ |
q25 |
q50 |
q75 |
min – max |
N |
AM |
q25 |
q50 |
q75 |
min – max |
ALS Scandinavia |
Тиц |
HELIX |
ARUP |
Кале-тина |
|
Дети, кровь |
96 |
21 |
10 |
10 |
16 |
10–166 |
49 |
17 |
10 |
10 |
10 |
10–58,3 |
5–192 |
0–100 |
0–15 |
– |
200 |
Взрослые, кровь |
54 |
21 |
10 |
10 |
21 |
10–100 |
31 |
12 |
10 |
10 |
10 |
10–29,5 |
|||||
Дети, моча |
91 |
32 |
18,9 |
31 |
44,6 |
3,3–61,1 |
41 |
7 |
0,1 |
3,6 |
10 |
0,1–38,3 |
0,6–5,1 |
≤20 |
0–31 |
0–7 |
5 |
Взрослые, моча |
52 |
28 |
13,8 |
22 |
37,3 |
6,2–104 |
26 |
2,4 |
0,1 |
0,1 |
1,5 |
0,1–24,0 |
Таблица 4
Содержание алюминия в биосредах неэкспонированного и экспонированного населения различных территорий, мкг/л
Группа, среда |
Территории, метод, представление результатов |
||||||
Хорватия, 2010 ИСП-МС, НЭ/Э, Ме (диапазон) [37] |
Швеция, 2013, ИСП-МС, НЭ., АМ; Ме [21] |
Франция, 2005, ИСП-МС, НЭ, Ме (диапазон) [12] |
Германия, 1996, ААС ЭТА, НЭ/Э, АМ; Ме (диапазон) [39] |
Центр. Россия, 2003, ИСП-АЭС [22]*; ИСП-МС, 2010 [11]**, НЭ; 2013, Э [40]*** АМ (диапазон) |
Норвегия, 2013, ИСП-МС, [38]*; UK, 2014 [25], ** Ме (диапазон) |
Восточная Сибирь, 2016 ИСП-МС, НЭ/Э АМ; Ме |
|
Дети, моча |
нд |
– |
нд |
– |
14 ± 2** |
– |
7 (3,6) / 32 (31) |
Взрослые, моча |
15,7 (0–100,2) / 46,4 (6,3–110,2) |
– |
1,9 (0,16–11,2) |
(2,4–30,8) / 29,3; 19,4 (1,4–159,4) |
54,7 (10,5–223) *** |
3,8 (1,3–25,73)** |
2,4 (0,1) / 28 (22) |
Дети, кровь |
нд |
– |
нд |
– |
3,3 ± 0,3** |
– |
17 (10) / 21 (10) |
Взрослые, кровь |
42,75 (8,15–108) / 87,6 (17,8–185,6; сыворотка) |
19,2 (17,25, кровь) 11,48 (4,52, сыворотка) |
1,3 (1,3–6,4, кровь); 3,1 (1,2–17,3, плазма) |
(1,5–11,0) / 8,9; 7,3 (2,3–30,0, плазма) |
56 (40–73) * |
15,5 (10,8–21,7; плазма)* |
12 (10) / 21 (10) |
П р и м е ч а н и е : нд – нет данных.

Рис. Содержание алюминия в биосредах взрослых, мкг/л
(Э – экспонируемая группа, НЭ – неэкспонированная группа): а – в крови; б – в моче
Выводы. Разработана методика измерений массовых концентраций алюминия в биосредах (кровь, моча) методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с использованием реакционной столкновительной ячейки с гелием для коррекции полиатомных интерференций (ФР.1.31.2017.27357). Проведена метрологическая аттестация методики для измерения концентраций алюминия в крови в диапазонах: 20–200 и 200–700 мкг/л с показателями точности 31 и 23 % соответственно, в моче в диапазонах: 0,1–10 и 10–1000 мкг/л с показателями точности 30 и 23 % соответственно. Установлены пределы обнаружения (LOD) и пределы количественного определения (LOQ) методики. При определении алюминия в крови LOD составляет 7 мкг/л, в моче – 0,033 мкг/л; LOQ в крови составляет 21 мкг/л, в моче – 0,1 мкг/л. Методика апробирована при анализе биосред детского и взрослого городского населения Восточной Сибири, проживающего в зоне экспозиции предприятия по производству алюминия. Проанализировано 192 пробы крови и мочи детей ( n = 96) и 106 проб взрослых ( n = 54). В группе наблюдения обследовано 53 ребенка (100 проб) и 30 взрослых (60 проб), проживающих вне зон экспозиции.
Среднее арифметическое содержание алюминия в крови детей и взрослых территории наблю- дения составляет 21 мкг/л; в группе сравнения < 20 мкг/л. Среднее арифметическое содержание алюминия в моче детей и взрослых территории наблюдения составляет 32 и 21 мкг/л соответственно; в группе сравнения – 7,0 и 2,4 мкг/л. В детской группе наблюдения в показателях анализа мочи выявлено достоверное различие с данными группы сравнения (90 % проб выше контроля, кратность 4,6). В моче взрослых выявлено достоверное различие с показателями группы сравнения (100 % проб выше контроля, кратность 8,8). Методика измерения массовых концентраций алюминия в крови и моче методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой может быть использована в санитарно-гигиенических, экологических, лечебных и научных организациях, осуществляющих деятельность в области профпатологии и экологии человека, в доказательной медицине, для организации биомониторинга, оценки антропогенной нагрузки, эффективности лечебных и инновационных технологий, оценке рисков здоровью населения.
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Список литературы Методические особенности и практическое использование определения алюминия в крови и моче методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
- Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов / под ред. Н.И. Калетиной. - М.: ГЕОТАР-Медиа, 2008. - 1016 с.
- Барашков Г.К. Краткая медицинская бионеорганика. Основы. Аналитика. Клиника. - М: Бином, 2011. - 511 с.
- Скальный А.В., Рудаков И.А. Биоэлементы в медицине. - М.: Мир, 2004. - 272 с.
- Human health risk assessment for aluminium, aluminium oxide, and aluminium hydroxide / D. Krewski, R.A. Yokel, E. Nieboer, D. Borchelt, J. Cohen, J. Harry, S. Kacew, J. Lindsay [et al.] // J. Toxicol. Environ. Health. B. Crit. Rev. - 2007. - Vol. 10, № 1. - P. 1-269 p. DOI: 10.1080/10937400701597766
- The Nordic Expert Group for Criteria Documentation of Health Risks from Chemicals and the Dutch Expert Committee on Occupational Safety. 145. Aluminium and aluminium compounds. - Gothenburg: Arbete och Hälsa, 2011. - Vol. 45, № 7. - P. 1-142.
- Determination of aluminium in groundwater samples by GF-AAS, ICP-AES, ICP-MS and modellingof inorganic aluminium complexes / M. Frankowski, A. Zioła-Frankowska, I. Kurzyca, K. Novotný, T. Vaculovič, V. Kanický, M. Siepak, J. Siepak // Environ. Monit. Assess. - 2011. - Vol. 182, № 1-4. - P. 71-84.
- DOI: 10.1007/s10661-010-1859-8
- Определение микроэлементов в биологических жидкостях (обзор) / Н.Б. Иваненко, А.А. Ганеев, Н.Д. Соловьев, Л.Н. Москвин // Журнал аналитической химии. - 2011. - Т. 66, № 9. - С. 900-915.
- Определение Al, Be, Cd, Co, Cr, Mn, Ni, Pb, Se и Tl в цельной крови без предварительного разложения методом атомно-абсорбционной спектроскопии / Н.Б. Иваненко, А.А. Иваненко, Н.Д. Соловьев, Д.В. Наволоцкий, О.В. Павлова, А.А. Ганеев // Биомедицинская химия. - 2014. -Т. 60, № 3. - С. 378-388.
- Application of Zeeman Graphite Furnace Absorption Spectrometry with High-Frequency Modulation Polarization for the Direct Determination of Al, Be, Cd, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb and Tl in Human Blood / N.B. Ivanenko, N.D. Solovyev, A.A. Ivanenko, A.A. Ganeev // Arch. Environ. Contam. Toxicol. - 2012. - Vol. 63, № 3. - P. 299-308.
- DOI: 10.1007/s00244-012-9784-1
- Осипов К.Б., Серегина И.Ф., Большов М.А. Устранение матричных неспектральных помех при элементном анализе биологических жидкостей на квадрупольном масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой // Аналитика и контроль. - 2014. - Т. 18, № 2. - С. 150-163.
- Определение химических элементов в биологических жидкостях и диагностических субстратах детей методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой / И.Ф. Серегина, С.Ю. Ланская, О.И. Окина, М.А. Большов, С.М. Ляпунов, О.Л. Чугунова, А.С. Фоктова // Журнал аналитической химии. - 2010. - Т. 65, № 9. - С. 986-994.
- Metal and metalloid multi-elementary ICP-MS validation in whole blood, plasma, urine and hair: Reference values / J.P. Goullé, L. Mahieu, J. Castermant, N. Neveu, L. Bonneau, G. Lainé, D. Bouige, C. Lacroix // Forensic Science International. - 2005. - Vol. 153, № 1. - P. 39-44.
- DOI: 10.1016/j.forsciint.2005.04.020
- Rodushkin I., Ödman F., Branth S. Multielement analysis of whole blood by high resolution inductively coupled plasma mass spectrometry // Fresenius J. Anal. Chem. - 1999. - Vol. 364. - P. 338-346.
- DOI: 10.1007/s002160051346
- Determination of 60 elements in whole blood by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry / I. Rodushkin, F. Odman, R. Olofssona, M.D. Axelsson // J. Anal. At. Spectrom. - 2000. - Vol. 15, № 8. - P. 937-944.
- Rodushkin I., Odman F. Application of inductively coupled plasma sector field mass spectrometry for elemental analysis of urine // J. Trace Elem. Med. Biol. -2001. - Vol. 14, № 4. - P. 241-247.
- Quantification of trace elements by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry in urine, serum, blood and cerebrospinal fluid of patients with Parkinson's disease / B. Bocca, A. Alimonti, F. Petrucci, N. Violante, G. Sancesario, G. Forte, O. Senofonte // Spectrochim Acta. Part B. - 2004. - Vol. 59, № 4. - P. 559-566.
- DOI: 10.1016/j.sab.2004.02.007
- Development of methods for the quantification of essential and toxic elements in human biomonitoring / B. Bocca, G. Forte, F. Petrucci, O. Senofonte, N. Violante, A. Alimonti // Ann. Ist. Super. Sanitа. - 2005. - Vol. 41, № 2. - P. 165-170.
- Simultaneous quantification of 17 trace elements in blood by dynamic reaction cell inductively coupled plasma mass spectrometry (DRC-ICP-MS) equipped with a high-efficiency sample introduction system / S. D'Ilio, N. Violante, M. Di Gregorio, O. Senofonte, F. Petrucci // Anal. Chim. Acta. - 2006. - Vol. 579, № 2. - P. 202-208.
- DOI: 10.1016/j.aca.2006.07.027
- Forrer R., Gautschi K., Lutz H. Simultaneous measurement of the trace elements in human serum and their reference ranges by ICP-MS // Biol. Trace Elem. Res. - 2001. - Vol. 80, № 1. - P. 77-93. DOI: 10.1385/BTER: 80: 1: 77
- Direct determination of aluminium in serum and urine by electrothermal atomic absorption spectrometry using ruthenium as permanent modifier / C.G. Magalhaes, K. Alves Lelis, C. Aparecida Rocha, J.B. Borba da Silva // Anal. Chim. Acta. - 2002. - Vol. 464, № 2. - P. 323-330.
- Whole Blood and serum concentrations of metals in a Swedish population-based sample / B. Schultze, M. Lind, A. Larsson, L. Lind // Sc. J. of Clinical & Lab. Inv. - 2013. - Vol. 74, № 2. - P. 143-148.
- DOI: 10.3109/00365513.2013.864785
- Диапазон содержания тяжелых металлов в цельной крови россиян центра страны / Г.К. Барашков, И.М. Балкаров, Л.И. Зайцева, М.А. Кондахчан, Е.А. Константинова, В.В. Деньгин // Микроэлементы в медицине. - 2003. - Т. 4, № 3. - С. 1-5.
- Blood, Urine and Sweat (BUS) Study: Monitoring and Elimination of Bioaccumulated Toxic Elements / S.J. Genuis, D. Birkhoz, I. Rodushkin, S. Beesoon // Arch. Environ. Contam. Toxicol. - 2011. - Vol. 62, № 2. - P. 344-357.
- DOI: 10.1007/s00244-010-9611-5
- Serum and urinary aluminium levels of workers in the aluminium industry / H.J. Gitelman, F.R. Alderman, M. Kurs-Lasky, H.E. Rockette // Ann. Occup. Hyg. - 1995. - Vol. 39, № 2. - P. 181-191. 10.1016/0003-4878 (94) 00113-f
- DOI: 10.1016/0003-4878(94)00113-f
- Determination of 61 elements in urine samples collected from a non-occupationally exposed UK adult population / J. Morton, E. Tan, E. Leese, J. Cocker // Toxicology Letters. - 2014. - Vol. 231, № 2. - P. 179-193.
- DOI: 10.1016/j.toxlet.2014.08.019
- Музгин В.Н., Емельянова Н.Н., Пупышев А.А. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой - новый метод в аналитической химии // Аналитика и контроль. - 1998. - Т. 2, № 3-4. - С. 3-25.
- Использование метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в элементном анализе объектов окружающей среды / В.К. Карандашев, А.Н. Туранов, Т.А. Орлова, А.Е. Лежнев, С.В. Носенко, Н.И. Золотарева, И.Р. Москвина // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. - 2007. - Т. 73, № 1. - С. 12-22.
- Пупышев А.А., Эпова Е.Н. Спектральные помехи полиатомных ионов в методе масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Аналитика и контроль. - 2001. - Т. 5, № 4. - С. 335-368.
- Пупышев А.А., Семенова Е.А. Образование двухзарядных атомных ионов в плазме индуктивно связанного разряда // Аналитика и контроль. - 2000. - Т. 4, № 2. - С. 120-140.
- Comparison of Sample Preservation Methods for Clinical Trace Element Analysis by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry / J.A. Bornhorst, J.W. Hunt, F.M. Urry, G.A. McMillin // Am. J. Clin. Pathol. - 2005. - Vol. 123, № 4. - P. 578-583.
- DOI: 10.1309/L241-WUER-8831-GLWB
- Determination of Toxic and Essential Elements in Urine by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry / G.A. Veikhman, O.V. Gilyova, E.V. Stenno, T.S. Ulanova // Sovrem. Tehnol. Med. - 2016. - Vol. 8, № 3. - P. 120-125.
- DOI: 10.17691/stm2016.8.3.14
- Методическое обеспечение определения токсичных и эссенциальных элементов в биологических средах человека для задач социально-гигиенического мониторинга и биомедицинских исследований / О.В. Гилева, Т.С. Уланова, Г.А. Вейхман, А.В. Недошитова, Е.В. Стенно // Гигиена и санитария. - 2016. - Т. 95, № 1. - С. 116-121.
- DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-1-116-121
- Ву Алан Г.Б. Клиническое руководство Тица по лабораторным тестам. - М.: Лабора, 2013. - 1280 с.
- Reference data Biomonitoring. Trace elements in human biological material [Электронный ресурс] // ALS Scandinavia. - URL: www.alsglobal.se/en/human-biology/biomonitoring/downloads (дата обращения: 03.10.2019).
- ARUP User Guide [Электронный ресурс]. - Salt Lake City, UT: Associated Regional & University Pathologists, 2004-2005. - URL: https://www.aruplab.com (дата обращения: 03.10.2019).
- Федоров В.И. К проблеме определения микроэлементов в сыворотке крови человека // Аналитика и контроль. - 2005. - Т. 9, № 4. - С. 358-366.
- Cross-sectional Biomonitoring of Metals in Adult Populations in Post-war Eastern Croatia: Differences Between Areas of Moderate and Heavy Combat / M. Jergovic, M. Miskulin, D. Puntaric, R. Gmajnic, J. Milas, L. Sipos // CMJ. - 2010. - Vol. 51, № 5. - P. 451-460.
- DOI: 10.3325/cmj.2010.51.451
- Metal Concentrations in Cerebrospinal Fluid and Blood Plasma from Patients with Amyotrophic Lateral Sclerosis / P.M. Roos, O. Vesterberg, T. Syversen, T.P. Flaten, M. Nordberg // Biol. Trace. Elem. Res. - 2013. - Vol. 151, № 2. -P. 159-170.
- DOI: 10.1007/s12011-012-9547-x
- Biological monitoring of occupational aluminium powder exposure / B. Rossbach, M. Buchta, G.A. Csanády, J.G. Filser, W. Hilla, K. Windorfer, J. Stork, W. Zschiesche [et al.] // Occ. Hyg. - 1996. - Vol. 162, № 2-3. - P. 271-280.
- DOI: 10.1016/j.toxlet.2005.09.018
- Biomonitoring of 20 trace elements in blood and urine of occupationally exposed workers by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry / N.B. Ivanenko, A.A. Ivanenko, N.D. Solovyev, A.E. Zeimal', D.V. Navolotskii, E.J. Drobyshev // Talanta. - 2013. - Vol. 116. - P. 764-769.
- DOI: 10.1016/j.talanta.2013.07.079