Determination of selected elements in serum by ICP MS and HG AFS technique

Celem pracy było opracowanie i zoptymalizowanie procedury oznaczania Mn, Cu, Fe, Zn, Pb techniką ICP MS oraz Se techniką HG AFS w próbkach surowicy krwi. Badania wstępne prowadzono z wykorzystaniem próbek laboratoryjnych surowicy krwi. W pierwszym etapie dobrano odpowiednie warunki procesu mineralizacji zapewniające całkowity rozkład matrycy organicznej próbek i ilościowe przeniesienie analitów w związki nieorganiczne, kolejno zoptymalizowano metody oznaczania. Ostatecznie, próbki mineralizowano w stężonym kwasie azotowym(V), w obecności mikrofal, Mn oraz Zn oznaczano techniką ICP MS w trybie standardowym, Fe oraz Cu w układzie ICP DRC MS, natomiast Se techniką HG AFS. Dla oznaczania cynku zarekomendowano kalibrację metodą dodatków wzorca. Ponieważ sygnały dla ołowiu w ślepej próbie, jak również w materiale referencyjnym były na poziomie granicy oznaczalności, uniemożliwiło to weryfikację poprawności oznaczania ołowiu, stąd w próbkach klinicznych nie oznaczano tego pierwiastka. Wyznaczono granice oznaczalności dla Mn, Fe, Cu, Zn oraz Se, które wynosiły odpowiednio: 0.034, 0.17, 0.15, 0.24 oraz 0.23 µg/L. Analizując certyfikowany materiał odniesienia surowicy krwi SERUM L-2 potwierdzono właściwą dokładność metody. Opracowaną procedurę analityczną zastosowano w analizie próbek surowicy krwi pochodzącej od pacjentów pediatrycznych cierpiących na nieswoiste zapalenia jelit (IBD, n = 77) oraz grupy kontrolnej (n = 14). Badania prowadzono we współpracy z Kliniką Pediatrii, Gastroenterologii i Żywienia Uniwersyteckiego Szpitala Dziecięcego w Krakowie. W ramach badań wyznaczono korelację miedzy stężeniami Fe, Zn i Mn a nieswoistym zapaleniem jelit.

The aim of this work was to develop and to optimize procedure of Mn, Cu, Fe, Zn determination using ICP MS and Se using HG AFS technique in human serum samples. Preliminary study were conducted with the use of laboratory sample of human serum. In the first step appropriate conditions for digestion process were selected, providing complete decomposition of the organic matrix and quantitative transfer of analytes in inorganic compounds then determination methods were optimized. Finally, mineralization of samples was carried out in nitric acid under microwaves assistance but determination of Mn and Zn by ICP MS technique in standard mode, Fe and Cu by the ICP DRC MS system, while Se by HG AFS technique. For the determination of zinc standard addition method calibration was recommended. Moreover, because the signal for the lead of the blank, as well as reference material were at the level of limit of detection it was impossible to verifying the correctness determination of lead, thus in clinical samples that element wasn’t determined. The detection limits for Mn, Fe, Cu, Zn and Se were 0.034, 0.17, 0.15, 0.24 and 0.23 µg/L, respectively. Analyzing certified reference material of human serum SERUM L-2 it was confirmed proper accuracy of the method. The developed analytical procedure was applied in the analysis of serum samples origin from pediatric patients suffering inflammatory bowel disease (IBD, n = 77) and control serum samples (n = 14). The study was carried in cooperation with Clinic of Pediatrics, Gastroenterology and Nutrition of Children’s University Hospital in Krakow. Within the studies the correlation between the concentration of Fe, Zn, Mn and inflammatory bowel disease has been determined.