Application of LA ICP/MS in elemental analysis of solid samples

Technika LA-ICP-MS jest jedną z najbardziej nowoczesnych i wydajnych metod do bezpośredniego określania składu jakościowego, ilościowego i izotopowego w ciałach stałych. Jednakże, pomimo jej wielu zalet, analiza ilościowa jest utrudniona z powodu braku komercyjnie dostępnych wzorców kalibracyjnych, co ogranicza stosowalność tej techniki. Celem niniejszej pracy było poprawienie precyzji i dokładności oznaczania Zn i Mg w tkance mózgowej szczura techniką LA-ICP-MS oraz sporządzenie map stężeniowych tych pierwiastków w obszarze hipokampu w badaniach dotyczących depresji.Wyznaczony cel zrealizowano poprzez zastosowanie: a) zliofilizowanych wzorców, sporządzonych w oparciu o materiał mózgowy wzbogacony w anality, b) helu jako gazu nośnego, posiadającego niższą gęstość w stosunku do argonu oraz c) standaryzacji sygnałów Zn i Mg względem pierwiastków naturalnie występujących w próbce, którymi były węgiel, siarka i fosfor.Na podstawie uzyskanych wyników, wykazano, iż porównanie średnich stężeń Zn i Mg w mózgu szczura nie jest wystarczające do wychwycenia różnic między próbką kontrolną, a próbką mózgu wyizolowaną ze szczura utrzymywanego na diecie ubogiej w cynk. Różnice lokalne między próbkami widoczne są dopiero na stężeniowych mapach rozmieszczenia badanych pierwiastków w hipokampie mózgu szczura, dzięki czemu analiza rozmieszczenia zyskuje tutaj ogromne znaczenie i potwierdza duże możliwości techniki LA-ICP-MS.

The LA-ICP-MS technique is one of the most modern and efficient methods for direct analysis of qualitative, quantitative and isotopic composition of solids. However, its many advantages, quantitative analysis is difficult due to the lack of commercially available calibration standards. This limits the applicability of this technique. The purpose of this study was to improve the precision and accuracy of the quantification of Zn and Mg in rat brain tissue by the LA-ICP-MS technique and to draw up the concentration maps of these elements in the hippocampus area in depression studies.This purpose was achieved by applying: a) lyophilized matrix-matched standards based on spiked sample material, b) helium as a carrier gas having a lower density than argon, c) standardization of Zn and Mg signals with respect signals of the naturally occurring elements in the sample, which were carbon, sulfur and phosphorus.Based on the obtained results, it was shown that a comparison of mean concentrations of Zn and Mg in the rat brain is not sufficient to reveal the differences between the control sample and a brain tissue sample isolated from the rat bred on a zinc deficient diet. The local differences between the samples are only visible on the concentration maps of Zn and Mg in the rat brain hippocampus, so the distribution analysis is of great importance here and confirms the great potential of the LA-ICP-MS technique.