Analityczne aspekty oznaczania platyny w próbkach klinicznych

Uniwersytet Warszawski

Wydział Chemii

Magdalena Zawadzka

Spektrometria mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP MS)

Praca wykonana w Pracowni Teoretycznych Podstaw Chemii

Analitycznej

Kierownik: prof. dr hab. Ewa Bulska

Opiekun: mgr Monika Kaczmarczyk

Celem pracy było ustalenie oraz porównanie parametrów analitycznych metod GF AAS i ICP MS do oznaczania platyny w próbkach klinicznych.

Mimo iż platyna należy do najrzadziej występujących pierwiastków w skorupie ziemskiej, to w ostatnich latach w literaturze ukazało się bardzo dużo prac poświęconych oznaczaniu tego metalu. Wynika to m.in. ze specyficznych fizycznych i chemicznych właściwości platyny. Przez dłuższy czas uważano, że

emitowana w formie metalicznej jest nieszkodliwa ze względu na swoją odporność chemiczną. Dzisiaj wiadomo, że związki platyny wykazują szerokie

spektrum efektów toksycznych na organizm ludzki. Tak więc kontakt ludzi nawet z niewielkimi ilościami platyny nie pozostaje bez wpływu na zdrowie.

Metoda ICP MS znalazła szerokie zastosowanie w analizie elementarnej pierwiastków występujących na poziomie śladowym. Charakteryzuje się niską granicą oznaczalności,

wysoką czułością, selektywnością oraz krótkim czasem pomiaru, a przede wszystkim jest metodą wielopierwiastkową.

• Optymalizacja metody

Pomiar standardowego roztworu wzorcowego (daily) w celu sprawdzenia intensywności sygnałów izotopów 24Mg, 115In, 238U oraz stosunku intensywności CeO+/Ce+ oraz Ba+

+/Ba+

• Interferencje

Izotopy jonów będących źródłem interferencji podczas oznaczania platyny

  izotop

występowanie w

przyrodzie(%)

 

interferencjerównanie

korelacyjne

194Pt 32,9 HfO+, YbO  

195Pt 33,8 HfO+  

196Pt 25,3 HfO+, Hg, TaO, WO -0,005023*Hg 202

Izotop 195Pt został wybrany do dalszych badań

• Granice wykrywalności (GW) i oznaczalności (GO)

krzywa kalibracji dla Pt (1% HNO3)

y = 3266,2x + 249,57

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

0 20 40 60 80 100 120

stężenie [ug/L]

inte

ns

yw

no

ść

[c

ps

]

krzywa kalibracji dla Pt (woda)

y = 3208,6x - 2904,4

-50000

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

0 20 40 60 80 100 120

stężenie [ug/L]

inte

ns

yw

no

ść

[c

ps

]

Zależność kalibracyjna uzyskana dla roztworu kwasu ma większy kąt nachylenia co świadczy o lepszej czułości metody, poza tym ma bardziej prostoliniowy charakter.

woda kwasGW [µg/L] 0,075 0,030GO [µg/L] 0,097 0,042

• Wpływ Fe, Cu, Pd na oznaczanie platyny

Obecność powyższych metali w roztworach modelowych platyny nie

wpływa na jej sygnał.

• Badanie odzysku platyny w moczu i surowicy

Odzysk platyny w moczu i w surowicy zbadano stosując metodę dodatku wzorca. Roztwór moczu i surowicy rozcieńczono dziesięciokrotnie 1% HNO3.

Odzysk w moczu: 96,75 % ±1,19 %Odzysk w surowicy: 104,85 % ± 1,66 %

Absorpcyjna spektrometria atomowa z atomizacją w piecu grafitowym (GF AAS)

Metoda GF AAS również pozwala na analizę śladowych ilości pierwiastków w krótkim czasie pomiaru. W odróżnieniu od ICP MS, metoda ta jest

czasochłonna ze względu na analizę jednego pierwiastka w cyklu pomiarowym. • Optymalizacja metody

Zoptymalizowano program temperaturowy ustalając odpowiednie temperatury pirolizy i atomizacji charakterystyczne dla matrycy będącej roztworem

albumin.zależność absorbancji od

temperatury

00,050,1

0,150,2

2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600

temperatura atomizacji

ab

so

rba

nc

ja

zależność absorbancji od temperatury

0

0,05

0,1

0,15

0,2

1200 1300 1400 1500 1600 1700

temperatura pirolizy

abso

rban

cja

Temperatura pirolizy wynosi 1550 °CTemperatura atomizacji wynosi 2400 °C

• Granice wykrywalności (GW) i oznaczalności (GO)

krzywa kalibracji dla Pt (woda)

y = 0,0003x + 0,0055

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 250 500 750 1000

stężęnie [ug/L]

po

wie

rzc

hn

ia p

iku

krzywa kalibracji dla Pt (1% HNO3)

y = 0,0002x + 0,0012

0

0,05

0,1

0,15

0 250 500 750 1000stężenie [ug/L)

pow

ierz

chni

a pi

ku

woda kwasGW [µg/L] 4 3 GO [µg/L] 13,3 10

• Wpływ Fe, Ni, Cu, Pd na oznaczanie platyny

Z otrzymanych wyników można wywnioskować iż metale takie jak Fe

i Ni nie wpływają na oznaczanie platyny, natomiast obecność palladu i

miedzi w roztworze w niedużym stopniu wpływa na jej sygnał.

• Badanie odzysku platyny w moczu i roztworze albumin

Odzysk platyny w moczu i roztworze albumin zbadano stosując metodę dodatku wzorca. Roztwór moczu rozcieńczono dziesięciokrotnie 1% HNO3,natomiast

roztwór albumin przygotowano poprzez rozpuszczenie odpowiedniej ich ilości w roztworze Tris-HCl o pH równym 7,4.

Odzysk w moczu: 101,5 % ± 1,1 %Odzysk w roztworze albumin: 90 % ± 1,5 %

Zastosowanie platyny

• Katalizatory samochodowe• Przemysł chemiczny• Przemysł szklarski• Przemysł elektryczny• Jubilerstwo• Medycyna/ Stomatologia

Wpływ platyny na organizm człowieka

• Alergia objawiająca się zmianami w układzie oddechowym• Zaburzenie funkcji nerek oraz narządu słuchu• Choroby nowotworowe• Obniżanie aktywności enzymów

Obie metody ICP MS i GF AAS mogą być stosowane do badania zawartości platyny w próbkach klinicznych (mocz i surowica). ICP MS charakteryzuje się niższymi

granicami wykrywalności i oznaczalności niż GF AAS. W ICP MS nie zaobserwowano interferencji w obecności Fe, Cu i Pd.

parametr opis

Komora mgielna Kwarcowa typu Scotta

Rozpylacz Kwarcowy typu Meinharda

Palnik plazmowy Kwarcowy

Częstotliwość 40 MHz

Rozdzielczość 0,7 ± 0,1 u

Moc generatora 1025 W

Napięcie na detektorze anologowym -2150.00 V

Napięcie na detektorze pulsowym 1500.00 V

Przepływ gazu plazmowego 15 L/min

Przepływ gazu pomocniczego 1,20 L/min

Przepływ gazu rozpylającego 0,84 L/min

Liczba przemiatań 5

Liczba powtórzeń 6

Szybkość dozowania próbki 1 mL/min

  

Cu 10 µg/L Pd 10 µg/L Fe 10µg/L

Rzeczywiste stężenie w próbce [µg/L]

4,251 ± 0,253 4,892 ± 0,231 4,993 ± 0,241

Oznaczona wartość stężenia [µg/L]

4,993 ± 0,241 4,435 ± 0,287 3,966 ± 0,230

Pt 5 µg/L

Fe 600 µg/L

Ni 600 µg/L

Pd 600 µg/L

Cu 400 µg/L

Wartość absorbancji dla czystej Pt

0,0553 ± 0,0037

0,0553 ± 0,0037

0,0553 ± 0,0037

0,0388 ± 0,0005

Wartość absorbancji dla Pt z metalem

0,0571 ± 0,0039

0,0574 ± 0,0084

0,0596 ± 0,0022

0,0409 ± 0,0005

Pt 200 µg/L

Pt 300 µg/L

____

____