Atomic Emission Spectral Determination of Microelements in Human Hair Using MAES
Abstract
Biomonitoring of essential and toxic elements present in human is an urgent task of modern medicine. In that context, human hair is a promising matrix for the analysis. We present the results of atomic emission spectral analysis of hair mineralizates (obtained after acid digestion) with excitation of a dried residue spectrum from the end of carbon electrode in ac arc. Spectrum recording was carried out using a MFS-8 spectral device modernized by linear photodiode array MAES. The developed technique is used for determination of Al, B, Ca, Cu, Mg, Mn, Fe, P, Pb, and Zn in 42 different hair samples. Using the obtained data we derived a law of the element distribution in the sample and compare the results with the literature data. Statistically significant influence of the donor gender on the content of several elements in human hair is revealed.
About the Authors
A. I. Drobyshev
Санкт-Петербургский государственный университет
Russian Federation
Russian Federation
N. A. Ryadchikova
Санкт-Петербургский государственный университет
Russian Federation
Russian Federation
S. S. Savinov
Санкт-Петербургский государственный университет
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека. Этиология, классификация, органопатология. - М.: Медицина, 1991. - 496 с.
2. Parsons P. J., Barbosa F., Jr. Atomic spectrometry and trends in clinical laboratory medicine / Spectrochim. Acta. Part B. 2007. Vol. 62. P. 992 - 1003.
3. Hu H. Exposure to metals / Primary Care. 2000. Vol. 27. P. 983 - 986.
4. Benes B., Sladka J., Spevackova V., Smid J. Determination of normal concentration levels of Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Se and Zn in hair of the child population in the Czech Republic / Central European Journal of Public Health. 2003. Vol. 11. N 4. P. 184 - 186.
5. Гладких Э. А., Полякова Е. В., Шуваева О. В., Бейзель Н. Ф. Применение атомно-эмиссионной спектрометрии с возбуждением спектров в дуге постоянного тока для оценки средних уровней содержания макро- и микроэлементов в волосах человека / Микроэлементы в медицине. 2003. Т. 4. № 3. С. 20 - 24.
6. Металлы при остеоартрозе / Под ред. О. В. Синяченко. - Донецк: Норд-Пресс, 2008. - 404 с.
7. Азизова Д. Ш. Микроэлементный спектр волос женщин с удаленными яичниками, проживающих в зоне эндемического зоба / Проблемы репродукции. 2001. Т. 7. № 5. С. 35 - 43.
8. Tamburo E., Varrica D., Dongarra G., Grimaldi L. M. E. Trace elements in scalp hair samples from patients with relapsing-remitting multiple sclerosis / Plos One. 2015. Vol. 10. N 4. P. 1 - 14.
9. Mohmand J., Eqani S. A. M. A. S., Fasola M., et al. Human exposure to toxic metals via contaminated dust: bio-accumulation trends and their potential risk estimation / Chemosphere. 2015. Vol. 132. P. 142 - 151.
10. Chojanacka K., Gorecka H., Gorecki H. The effect of age, sex, smoking habit and hair color on the composition of hair / Environ. Toxicol. Pharmacol. 2006. Vol. 22. N 2. P. 52 - 57.
11. Toribara T. Y., Jackson D. A. Nondestructive x-ray fluorescence spectrometry for determination of trace elements along a single strand of hair / Anal. Chem. 1982. Vol. 54. N 11. P. 1844- 1849.
12. Kakkar P., Jaffery F. N. Biological markers for metal toxicity / Environm. Toxicol. Pharmacol. 2005. Vol. 19. P. 335 - 349.
13. Rahil-Khazen R., Bolann B. J., Myking A., Ulvik R. J. Multi-element analysis of trace element levels in human autopsy tissues by using inductively coupled atomic emission spectrometry technique (ICP-AES) / J. Trace Elements Med. Biol. 2002. Vol. 16. P. 15 - 25.
14. Wills N. K., Ramanujam V. M. S., Kalariya N., et al. Copper and zinc distribution in the human retina: Relationship to cadmium accumulation, age, and gender / Exp. Eye Res. 2008. Vol. 87. P. 80 - 88.
15. Gil F., Hernandez A. F., Marquez C., et al. Biomonitorization of cadmium, chromium, manganese, nickel and lead in whole blood, urine, axillary hair and saliva in an occupationally exposed population / Sci. Total Environ. 2011. Vol. 409. P. 1172 - 1180.
16. Taylor A., Day M. P., Hill S., et al. Atomic spectrometry update. Clinical and biological materials, foods and beverages / J. Ana. At. Spectrom. 2013. Vol. 28. P. 425 -459.
17. Taylor A., Day M. P., Hill S., et al. Atomic spectrometry update: Review of advances in the analysis of clinical and biological materials, foods and beverages / J. Anal. At. Spectrom. 2014. Vol. 29. P. 386 - 426.
18. Дробышев А. И., Рядчикова Н. А., Савинов С. С. Атомно-эмиссионный анализ волос человека на содержание микроэлементов / Журн. аналит. химии. 2016. Т. 71. № 7. С. 745 - 750.
19. Дробышев А. И., Савинов С. С. Дуговой атомно-эмиссионный цифровой спектрографический анализ жидких биопроб с использованием МАЭС / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 1. Ч. II. С. 142 - 145.
20. Савинов С. С., Дробышев А. И. Возможности атомно-эмиссионной цифровой спектрографии с дуговым возбуждением спектра в анализе жидких объектов / Вестн. Санкт-Петербургского ун-та. Серия 4: физика, химия. 2013. № 3. С. 98 - 102.
21. Савинов С. С., Анисимов А. А., Дробышев А. И. Проблемы и оптимизация отбора образцов, их хранения и пробоподготовки при определении микроэлементного состава слюны человека / Журн. аналит. химии. 2016. Т. 71. № 10. С. 1063 - 1068.
22. Лабусов В. А., Гаранин В. Г., Шелпакова И. Р. Многоканальные анализаторы атомно-эмиссионных спектров. Современное состояние и аналитические возможности / Журн. аналит. химии. 2012. Т. 67. № 7. С. 697.
23. Дробышев А. И., Савинов С. С. Экспериментальное исследование светосилы цифрового спектрографа на базе МФС-МАЭС / Оптика и спектроскопия. 2016. Т. 120. № 2. С. 349 - 352.
24. Дробышев А. И., Савинов С. С. Экспериментальное исследование аппаратной функции и разрешающей способности оптического цифрового спектрографа на базе полихроматора МФС / Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 1. С. 44 - 53.
25. Дробышев А. И., Савинов С. С. О некоторых особенностях регистрации спектра и фотометрирования спектральных линий с помощью цифрового спектрографа на базе МФС-МАЭС / Приборы и техника эксперимента. 2013. № 6. С. 56 - 59.
26. Родинков О. В., Бокач Н. А., Булатов А. В. Основы физико-химических измерений и химического анализа. - СПб.: ВВМ, 2010. - 132 с.
27. Godfrey S., Staite W., Bowtell P., Marsh J. Metals in female scalp hair globally and its impact on perceived hair health / Int. J. Cosmetic Sci. 2013. Vol. 35. P. 264 - 271.
28. Хлусов И. А., Некрасова А. М., Слепченко Г. Б. и др. Баланс микроэлементов и показатели гомеостаза как прогностические критерии при прогрессировании рака пищеварительного тракта / Сибирский онкологический журнал. 2007. № 4. С. 70 - 79.
29. Coni E., Alimonti A., Fornarelli L. Reference values for elements in human organs: criteria and methods / Acta Chimica Hungarica. 1991 Vol. 128. N4-5. P. 563 -572.
30. Violante N., Senofonte O., Marsili G., et al. Human hair as a marker of pollution by chemical elements emitted by a thermoelectric power plant / Microchem. J. 2000. Vol. 67. P. 397 - 405.
31. Vasileva I. E., Malygina O. U., Reshetnik L. A., et al. Multielement atomic-emission analysis of hair / Euroanalysis IX. European conference on analytical chemistry. Book of abstracts. Bologna, 1996. Tu P 84.
Review
For citations:
Drobyshev A.I., Ryadchikova N.A., Savinov S.S. Atomic Emission Spectral Determination of Microelements in Human Hair Using MAES. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2017;83(1):63-67. (In Russ.)
Views:
358
Email this article 