Metalli in campioni di sangue intero, siero e urine

La determinazione di alcuni metalli su sangue intero, siero e urine è richiesta per diverse necessità cliniche, da controlli di routine fino ad arrivare a controlli mirati su pazienti sottoposti a terapie specifiche.

La determinazione di alcuni metalli in queste matrici può non essere semplice, vista la complessità della natura biologica dei campioni associata a concentrazioni degli analiti piuttosto oltre alla presenza significativa di elementi interferenti all’analisi.

Analisi dei metalli con la tecnica in HR-CS AAS

La tecnologia High Resolution Continuum Source – AAS (HR-CS AAS) di Analytik Jena ha aperto le porte ad una nuova capacità analitica: è possibile infatti valutare in modo molto più attento le interferenze e rendere affidabile e coerente una determinazione che potrebbe risultare piuttosto complessa. Lo strumento progettato con questa tecnologia permette di lavorare con una sola lampada, in grado di coprire tutto il range spettrale da 185 fino a 900 nm sfruttando i sistemi di atomizzazione classici come fiamme e fornetto di grafite. Inoltre, grazie al rivelatore ad alta risoluzione, i segnali vengono risolti in modo preciso ed affidabile potendo contare su 2pm di risoluzione spettrale.

Con uno strumento ad assorbimento atomico in fornetto di grafite (contrAA 800D) il background dei campioni viene corretto simultaneamente all’analisi. Le interferenze spettrali dovute alla matrice vengono così misurate e separate dall’analita, grazie proprio alla risoluzione di cui è dotata lo strumento. Questa caratteristica semplifica lo sviluppo del metodo e fornisce all’utente dati affidabili altrimenti molto difficili da ottenere con sistemi tradizionali.

L’analisi dei metalli

I tre metalli indagati in questo studio sono Piombo (Pb) a 283.3060, Cadmio (Cd) a 228.8081nm e Nichel (Ni) a 232.0030 nm, il quale potrebbe risentire della presenza del Ferro alla lunghezza d’onda di 232.0354. La presenza del ferro e di altri componenti della matrice è anche responsabile della diffusione della radiazione, causando un elevato assorbimento del background.

Nel caso di un sistema AAS tradizionale, l’assorbimento del nichel non può essere separato da quello del ferro: questa interferenza infatti non può essere eliminata ottimizzando il programma di temperatura del forno di grafite; un sistema ottico tradizionale non è in grado inoltre di risolvere una distanza di 0.0324nm. Grazie alla capacità risolutiva del contrAA è stato possibile effettuare la determinazione del nichel alla lunghezza d’onda più sensibile, senza subire l’interferenza del segnale del ferro (Figura 1).

Dettagli sperimentali

I campioni sono stati misurati direttamente dopo una prediluizione di un fattore variabile tra 2 e 10 in funzione del campione. Le misurazioni sono state eseguite in fornetto di grafite nelle condizioni analitiche riportate qui di seguito in Tabella 1.

Elemento	Lunghezza d’onda (nm)	Modificatore
Pb	283.3060	5 µL Pd/Mg(NO3)2 (0.1 % Pd / 0.05 % Mg)
Cd	228.8081	5 µL Pd/Mg(NO3)2 (0.1 % Pd / 0.05 % Mg)
Ni	232.0030	5 µL Pd(NO3)2 (0.1 %)

Calibrazioni

Il Pb è stato calibrato con metodo delle addizioni partendo da una soluzione standard di 20 µg/l allo 0.6% di HNO3, con concentrazioni finali di Pb dai 5 fino a 20 µg/l. (Figura 2)

Il Cadmio è stato calibrato con metodo delle addizioni partendo da una soluzione standard di 2 µg/l allo 0.6% di HNO3, con concentrazioni finali di Pb dai 0.5 fino a 2 µg/l. (Figura 3)

Il Nichel è stato calibrato con metodo delle addizioni partendo da una soluzione standard di 20 µg/l allo 0.6% di HNO3, con concentrazioni finali di Pb dai 5 fino a 20 µg/l. (Figura 4)

Risultati

I risultati ottenuti sono tutti riportati in Tabella 2.

Elemento	Campione	Fattore Diluizione	Concentrazione [µg/L]	RSD (%)
Pb	Sangue Intero	10	518 ± 4	0.1
	Urina	10	76.0 ± 3.8	0.6
	Siero	2	7.46 ± 0.31	2.4
Cd	Sangue Intero	10	7.20 ± 0.13	1.9
	Urina	10	5.02 ± 0.14	2.6
	Siero	2	0.35 ± 0.07	2.5
Ni	Sangue Intero	2	11.2 ± 0.5	1.1
	Urina	10	45.3 ± 3.3	2.0
	Siero	2	3.38 ± 0.32	2.4

Tutte le calibrazioni evidenziano un’ottima linearità, le analisi degli spettri (possibile solo con sistemi ad alta risoluzione) possono rilevare in modo semplice la presenza o meno di linee interferenti di altri metalli durante la fase di messa a punto del metodo.

I risultati riportati nella tabella precedente confermano che è possibile determinare metalli pesanti (di rilevante interesse tossicologico) a livello di mg/l con ottime concordanze delle repliche (gli RSD sono sempre inferiori al 3%), anche con una preparativa analitica semplice (diluzione del campione) su matrici complesse come urina, siero e sangue intero.