氰化物的测定分析协议的发展在人类生物样本的基础上应用离子色谱法和脉冲测量电流的检测

文摘

一个简单而准确的离子色谱法(IC)方法与脉冲电流检测(PAD)提出了测定氰根离子的尿液,汗液、唾液样本。的样品预处理依赖于碱性消化和应用Dionex预处理2 H墨盒。在优化条件下,该方法显示良好的线性范围1 - 100μg / L的尿液,5 - 100μ唾液的g / L, 3 - 100μg / L的汗水和样品测定系数 。低检测极限(钟表)1.8的范围内μ5.1 g / Lμ5.8 g / L,μg / L的尿液、唾液、汗液样本,分别和良好的可重复性(CV < 3%, )获得。该方法已成功应用于人类生物样品的分析。

1。介绍

有毒物质,如氰离子环境中可溶盐(如钠盐)和不溶性的化合物(如汞)1]。他们可以与生物体内的代谢和排泄液体不变的形式或作为代谢产物。氰化物在生物体的新陈代谢的过程可以发生在不同的提取方法和其产品通过肺部和体液。大部分的氰化物,吸收通过呼吸道进入体内,胃肠道和皮肤,是在肝脏解毒由于硫代硫酸盐sulfotransferase酶存在于肝脏的线粒体。这个反应将氰化物转换成200倍的硫氰酸有毒,易溶于水,从生物体液一起排出。剩下的氰离子被氧化成methanoate和二氧化碳(2]。少量的氰离子与半胱氨酸和创建2-iminotiazolidyno-4-carboxylic酸(3]。这些过程取决于生物的健康和吸收物质的物理化学性质4]。

氰化物在体内的存在导致抑制细胞呼吸,因此合并的氰根离子和三价铁离子的细胞色素a3,细胞色素氧化酶的不可或缺的组成部分,位于肝脏线粒体。缺氧导致障碍的所有细胞的功能;然而,最敏感的氰化物的毒性作用是这些组织与心肌等最快的氧代谢和大脑5]。因此,氰化物的分析样本中不同基质成分变成了一个非常重要的问题。然而,生物样本有挑战性的样本矩阵与不同的样品制备技术(6- - - - - -8]。样品制备的方法取决于分析技术。大多数方法制备样品总氰化物的测定内容包括添加氢氧化钠pH值大于12,导致捕获氰化物的波动形式,然后进行蒸馏操作。光谱技术(9- - - - - -11),已使用多年,现在大多被色谱(GC的(12,13和信用证14)),它具有更高的选择性和灵敏度,同时毛细管电泳(15很少使用。

这项工作的目的是进行快速、准确的测定氰根离子在生物材料使用IC-PAD。我们所知,到目前为止没有工作已经完成评估的状态氰根离子在生物材料使用IC-PAD检测。该方法应用于测定氰根离子在生物材料的一组吸烟者和被动吸烟者。此外,氰离子可能接触烟草烟雾成分的生物标志物,因此该方法也可以申请医学使用。

2。材料和方法

2.1。化学药品和试剂

必须使用高质量的脱气水和氢氧化钠溶液(50%)为洗脱液。所有试剂和化学物质从Sigma-Aldrich购买(密苏里州,美国)。去离子水是获得微孔梯度A10(电阻率:18.2Ωcm 25°C)水净化系统(美国贝德福德微孔)。

2.2。仪表

分析IC-PAD系统组成的Dionex ICS 3000系统(美国Dionex,桑尼维尔CA)配备一个梯度泵,autosampler,柱温箱,脱气装置,脉冲电流检测器(Ag)工作电极、银/ AgCl参比电极)(图1)。垫波形如下:(0,−0.1 V)(0.2秒,−1 V) (0.9 s,−0.1 V)(0.91秒,−1 V) (0.93 s,−0.3 V) (1 s,−0.3 V)。分离是由一个Dionex IonPac AS15阴离子交换柱(热科学、4×250毫米)。分析列保护Dionex IonPac AG15阴离子交换警卫队列(热科学、4×50毫米)。列是63毫米的平衡使用氢氧化钠洗脱液。洗脱液流率设定为1毫升/分钟。注入体积是40μl .所有测量都是在30°C。列反压力大约是1100 psi (7.58 MPa)。所有样本分析至少一式三份。分析数据获得和分析使用Chromeleon软件(版本6.8)。

2.3。收集和制备生物样品

人类起源的研究是基于生物材料;它需要生物伦理委员会的同意。这是2015年1月8日授予(NKEBN数量/ 571/2014 - 2015)。生物样品的尿液、唾液、汗液被从捐赠者的三组:(我)对照组:不主动或被动吸烟的人(2)主动吸烟者的组:主动吸烟的人(3)被动吸烟者的:一群人接触环境烟草烟雾的组件

生物样品应该准备防止氰化物降解和氰化物应该尽快决定。免费的氰化物出席中性pH值将挥发氰化氢。同时,氧化剂分解氰化物。此外,由于这些问题,0.5毫升的100毫米氢氧化钠溶液添加到pH > 12(图2)。示例解决方案被通过Dionex II H筒(1 cc,热科学)和进样前一个注射器过滤器过滤。这些样本测试。墨盒去除高浓度的碱和碱土金属阳离子过渡金属。的尿液样本,直到分析,唾液,和汗水都存储在聚丙烯管,受光照,温度约。−15°C。

2.4。方法验证

生物样本空白样品(对照组)被使用为了验证方法。1 mg / L氰化物准备0.377毫克的氰化钠在100毫米氢氧化钠。校准曲线是准备通过添加适量的库存解决空白尿液,导致最终浓度为1,2,3,5,7,10、30、50、70和100μg / L氰化物。唾液和尿液样本准备同样的汗。工作解决方案准备5 - 100的浓度范围μg / L。为每个飙升样本测量进行了一式三份。

的过程确定氰离子在生物样品验证,以确保适当的质量控制和质量保证水平测量。分析方法的验证过程需要选择性测定,重复性、线性范围以及检测和量化。大多数物品是众所周知的,不需要解释。校正曲线的线性评估通过绘制峰面积与浓度的标准和所表达的相关系数()。检测极限(LOD)的基础上确定信噪比的数值在样品分析物浓度很低。,噪声水平是评估通过测量峰噪音每分钟5分钟。检测极限的值是集中生产基于获得的色谱图的信噪比空白样,而量化的限制(定量限)3 x LOD。最常见的测量精度是标准差,相对标准偏差或变异系数(CV)。的简历内容分析物不应大于3%。这个过程的精度表示的数值结果的变异系数计算三个同步分析。,标准偏差(SD)值除以平均峰的面积。一个已知数量的分析物()和标准添加到示例只是一个样品而另一个与标准在同一浓度水平上升。在完成样品的分析没有添加分析物()和包含增加分析物的样品( ),经济复苏是计算使用以下方程: (18]。的不确定性来源氰化物的测定离子在生物样品的形式赠送(石川图)(图鱼骨图3)。

3所示。结果与讨论

3.1。验证参数

硫化物、硫氰酸酯和硝酸盐以前报告为干扰的定量测定氰化物(19,20.]。样品制备过程被分解用于确定总氰化物cyanide-metal复合物的稳定。发达的分析过程可以确保定量测定氰化物的可能性。没有变化,指出在氰根离子的保留时间准备好样品的分析,这是一个指标,一般好的实验室实践和可靠的仪器(图4)。

校准曲线进行了分析和证明线性浓度范围3 - 100μ5 g / L为汗,到100年μ唾液的g / L, 1到100μg / L的尿液与相关系数分别为0.993,0.994和0.992(图5和表1)。唾液中的平均回收率结果更高(113%)比汗(88%)或尿(80%)样品,但120%和80之间的复苏通常是可以接受的。再现性测试结果一式三份注塑是可以接受的,低于3%相对标准偏差值。已知的氰化物标准没有导致任何双峰值,支持氰化物识别。

3.2。应用程序

该方法成功地应用于测定氰根离子在人类生物样本(图6)。此外,氰根离子的内容在稀释的样本通过标准方程计算部分3.1浓度在表2。考虑到实现的结果,未发现氰离子在汗水样品,但这是推测,这是由于一个非常运动生活方式和专门定制的捐赠者的饮食。汗水的捐助者样本泰国拳击运动员。目前的研究允许估计水平的接触环境烟草烟雾成分的生物标志物的生物材料样品来自选定的捐助者。

相对于其他程序用于氰根离子的测定(表3),开发制备生物样品制备程序(尿液、唾液、汗液)样品材料很简单,不费时间2]。此外,可以使用少量的样本(约。1毫升),这是一个特殊的优势与生物材料样品,因为它通常很难获得大量。实现结果表明,该技术可用于监测生物样品中的氰化物浓度。

4所示。结论

在目前的工作,IC-PAD开发,充分验证了量化氰化物在人类生物样本。准备阶段生物样本的方法有许多优点,例如,提取墨盒的放置少量的样本和使用水作为溶剂的解决方案。此外,验证方法已成功应用于分析尿液、汗水和志愿者的唾液样本。的影响进行研究可以证实吸烟对氰根离子的浓度水平。尿液、唾液和汗水是很好的生物材料样品的评估暴露于氰化物。氰根离子是一个非常好的生物标志物的接触烟草烟雾的成分,因为它有一个相对较长的半衰期(2 h)和离子的浓度差异可以观察到各种捐助团体(2,19]。最高的氰根离子浓度检测的主动吸烟捐助者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这个出版(部分)由基金资助的主要国家研究中心(知道),接收到极地研究中心大学的西里西亚,波兰。这项研究是由波兰科学和高等教育“Iuventus +”项目内。IP2014 032173(项目经理:恩。Sylwia Narkowicz博士)。

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