CEM微波消解在比較醫學元素分析中的應用
01 引言
比較醫學的基礎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和生理學特點與人類高度相似，成為了生物醫學研究和比較醫學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，加上檢測限嚴格，增加了額外的復雜性，并使樣品制備在元素分析過程中充滿挑戰。在這項研究中，我們采用了 Discover®SP-D Clinical 自動化微波消解系統來處理動物組織。這個系統能夠在所需的溫度和壓力下安全操作，以實現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. 使用預清洗的塑料勺狀工具均質化樣品。
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，將其放入系統或自動進樣器中。
表1. 方法參數
表2. 壓力階段，壓差設定為 160 psi
03 分析
關注金屬的選擇基于標準參考材料（SRMs）的認證值，以及行業對微量金屬污染物的關注。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”調諧模式分析的。以下元素被用作內部標準：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。
表3. 安捷倫 7850 ICP-MS
04 結果
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），以確認關注金屬的基線水平值。背景水平被發現低于檢測限或可忽略不計。分析國立標準技術研究院（nist）標準參考材料（表5）證明了報告值在預期范圍內得到了準確恢復。通過驗證標準來確認樣品的完荃消解和準確回收。
表4. 酸空白的平均元素回收率（ppb）（n=3）
表5. 認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 分鐘的時間內成功完成，隨后進行了分析。將回收率與 NIST 標準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輕松處理了小樣本量，通過 ICP-MS 進行分析，以實現低檢測限。這兩種技術的結合非常適合比較醫學，因為它既允許所需的小樣本量和低檢測限，同時仍能在預期范圍內提供成功的分析結果。
