Kako nastanejo nam poznani elementi in v kolikšni meri so relevantni za medicino, smo že opisali v prejšnjih člankih. Po opravljenem predanalitičnem procesu, ki vključuje tudi izbiro primernega testnega materiala, se zdaj postavlja vprašanje, kako meriti elementno analizo. Harald Hagendorfer, namestnik generalnega direktorja in vodja “Special Analytics” našega partnerskega laboratorija Ortho-Analytic, daje vpogled v kompleksen postopek ICP-MS analize Aniveri.

Pri analizi elementov so načeloma prevladovale tri različne metode.  

  • Na eni strani je fotometrija, ki meri absorpcijo svetlobe. Vendar je ta metoda uporabna samo za elemente v zelo visokih koncentracijah.
  • Po drugi strani pa se v spektroskopiji elektroni vzbudijo s plamenom ali plazmo in tako ustvarijo merljivo emisijo. Tukaj že lahko merite koncentracije do območja mikrogramov na liter.
  • Če pa želite izmeriti celotno paleto elementov v različnih koncentracijskih območjih – od mg/L do ng/L – potrebujete metode masne spektrometrije. Tako imenovana masna spektrometrija z induktivno sklopljeno plazmo – ali na kratko ICP-MS – se je uveljavila kot zlati standard na področju analize elementov.

ICP-MS: Podrobna metoda analize Aniveri

Kaj se torej zgodi z ICP-MS (masno spektrometrijo z induktivno sklopljeno plazmo), ki se uporablja za analizo Aniveri? Trden vzorec – v našem primeru las – je treba najprej pretvoriti v tekočo obliko. Prvi korak je priprava vzorcev za postopek analize z odstranitvijo zunanje kontaminacije. Tu smo razvili kompleksen postopek pranja, kateremu so usklajene tudi standardne vrednosti analize. Kot je bilo že omenjeno, je treba vzorec nato pretvoriti iz trdne v tekočo obliko. Analiza Aniveri ICP-MS uporablja tehniko mikrovalovne razgradnje za pridobitev popolnoma mineraliziranih vzorcev. Za to se lasje mineralizirajo in zrahljajo z dušikovo kislino pod pritiskom in temperaturami do 250°C.  

Prebavljeni vzorci se nato s samodejnim vzorčevalnikom dovajajo v ICP-MS. V prvem koraku se vzorec razprši in kapljice, večje od 10 µm, se ločijo z uporabo pršilne komore. Nastali homogeni aerosol se nato prenese v induktivno sklopljeno argonovo plazmo.  Temperature, ki jih ustvarja plazma, so primerljive s temperaturami na sončni površini, ki se gibljejo med 6000 in 8000 stopinjami Celzija. Da bi lahko ta postopek izvedli na tako varen in nadzorovan način, je bil potreben dolg znanstveni razvojni proces. Prvi prototipi so nastali v začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja, prve rutinske merilne naprave pa so prišle na trg konec devetdesetih let prejšnjega stoletja.  

Del laboratorijske opreme, potreben za izvajanje analizne metode ICP-MS za analizo Aniveri.
Za kompleksen postopek ICP-MS analize Aniveri uporabljamo najsodobnejšo laboratorijsko opremo.

V sami plazmi se kapljice nato takoj uparijo in molekule, ki jih vsebujejo, atomizirajo in preprosto pozitivno ionizirajo. Ione je nato mogoče ekstrahirati v visokem vakuumu ter jih ločiti in zaznati glede na maso in naboj. Z metodo ICP-MS lahko z nekaj izjemami (kisik, dušik, ogljik in fluor) merimo vse elemente celotnega periodnega sistema. Poleg tega metoda ICP-MS omogoča avtomatizacijo analize celotnega elementa. Medtem ko so bile pred 25 leti naprave za to velike kot cela pisarniška soba, so danes velike približno kot pisarniška miza.  

Vedno pod nadzorom: meritev ICP-MS

Da bi bila kakovost meritev vedno enaka, je bil vzpostavljen kompleksen sistem zagotavljanja kakovosti, ki se je razvijal leta in nenehno izpopolnjeval. Celoten postopek je validiran po specifikacijah standarda ISO 15189 za medicinsko diagnostiko. Pred vsako posamezno meritvijo preverimo in kalibriramo analizno napravo s tako imenovanimi NIST-certificiranimi standardi. Ameriška ustanova “National Institute of Standardization” je ena redkih, ki ponuja takšne originalne snovi in vse standarde, ki se uporabljajo v procesu, je mogoče izslediti do teh originalnih substanc.

Vzorci za kontrolo kakovosti, ki imajo potrjeno vsebnost elementov, gredo tudi skozi meritev pred meritvijo dejanskih vzorcev. Ta material gre tudi skozi celoten postopek priprave vzorca, da tudi tukaj izključimo morebitne napake. Sledi merjenje prebavljenih bolnikovih vzorcev in nadaljnja kontrola z vzorci za kontrolo kakovosti. Da bi se izognili prenosu med vzorci, se merijo tudi tako imenovane slepe kontrole. Kot sestavni del sistema zagotavljanja kakovosti ortoanalitični laboratorij trikrat letno analizira medlaboratorijske vzorce. Kanadski “Institut national de santé publique du Québec” nam pošlje neznane vzorce las, ki jih izmerimo po pravkar opisani metodi. Glede na sporočene rezultate laboratorij prejme letno oceno. Do danes smo opravili vse krožne teste zadnjih šestih let.

Kaj omogoča sodobna analiza elementov?

Če povzamemo, lahko ugotovimo, da uporaba najsodobnejših analiznih metod omogoča globlji vpogled v stanje oskrbe z oligoelementi in minerali ter obremenjenost s težkimi kovinami. Avtomatizirana analiza z natančno definiranimi procesi in ustreznim zagotavljanjem kakovosti omogoča tudi to analizo cenovno dostopno za končne potrošnike. Zato ni več dostopen le večjim raziskovalnim inštitutom ali industriji. Zmogljivost več elementov metode ICP-MS ima še eno prednost: Analiziramo 38 elementov hkrati in tako lahko “posnamemo” celovitejšo sliko in ugotovimo korelacije med oskrbo z elementi v sledovih in onesnaženostjo s težkimi kovinami.