Mikrovlnný tlakový mineralizátor ETHOS firmy Milestone

OSN-SAbstraktOSN-E

V tomto SOPT dokumentu jsou uvedeny základní údaje (popis přístroje, princip měření, příprava vzorků, obsluha a ovládání přístroje, údržba) o přístroji ETHOS 900, Milestone, což je mikrovlnný laboratorní tlakový mineralizační systém určený k rozkladům (mineralizaci) různých typů pevných i kapalných vzorků. Mineralizace většinou představuje předstupeň následující analýzy prováděné často například pomocí atomové absorpční spektrofotometrie, polarografie a dalších analytických technik.

 

OSN-SSeznam souvisejících dokumentůOSN-E

AAnalyst 100 PERKIN ELMER, (AAS-plamen) ;

AAnalyst 600 PERKIN ELMER, (AAS-ETA)

Stopové prvky

 

OSN-SNázev přístroje a identifikaceOSN-E

Název: Mikrovlnný laboratorní mineralizační systém ETHOS 900 s technologií MDR (Microwave Digestion Rotor).

Výrobce přístroje: MILESTONE, Via Fatebenefratelli 1/5, 24010 Sorisole (BG), Itálie (tel.: 0039-35-575498, e-mail: milestoi@tin.it)

Dodavatel: ChromSpec, s. r. o., Lhotecká 594, 252 10 Mníšek pod Brdy (fax: 318 591 529, e-mail: chromspec@telecom.cz)

 

OSN-SPrincipOSN-E

Rozklad (mineralizace) vzorků biologického materiálu probíhá kombinovaným působením koncentrovaných kyselin a peroxidu vodíku (přidávají se do vzorku nadávkovaného do teflonové rozkladné nádobky), tlaku (rozkladná nádobka se vzorkem se těsně uzavře momentovým klíčem nastaveným na 22,5 Nm) a mikrovlnné energie produkované zabudovaným magnetronem. Mineralizace probíhá podle předem naeditovaných programů (pro každý druh rozkládaného materiálu je jiný), kde jsou přesně definované jednotlivé kroky (rychlost náběhu kroku, doba trvání kroku, velikost vkládané mikrovlnné energie). Mikrovlnná energie je v režimu 250 W do vzorku vkládána kontinuálně (nepulzně), což umožňuje optimalizovat (nepřekročit maximálně možný výkon) počáteční kroky mineralizace, při nichž dochází k největšímu a nejrychlejšímu uvolňování tepla, zvláště u rychle se oxidujících organických látek. Vyšší hodnoty mikrovlnné energie se do mineralizovaného vzorku dodávají pulzně, tj. kombinuje se peak 1000 W s pauzou, kdy je mikrovlnná energie nulová. Například 500 W představuje střídání 0,5 sekundy trvajícího 1000 W peaku a 0,5 sekundové pauzy s výkonem 0 W.

 

OSN-SDefinice a terminologieOSN-E

 

Popis mikrovlnného tlakového rozkladného systému:

 

Hlavní části systému:

 

I. Vlastní mineralizační jednotka ETHOS 900 (Microwave unit)

Pro umístění je zapotřebí zhruba polovina pracovního stolu (rozměry jednotky jsou 55 x 48 x 56 cm, rozměry vnitřní komory 35 x 35 x 35 cm). Je vyrobena z nerezové oceli a vnitřek komory je pokrytý pěti vrstvami teflonu zajišťujícími kyselinovzdornost systému.

Přední stěnu zabírají dopředu výklopná dvířka (otevírají se stlačením rukojeti dolů), kterými se vkládají respektive po mineralizaci vyjímají segmenty se sestavami rozkladných teflonových nádobek. Dvířka plní i bezpečnostní funkci, při případném překročení tlaku v komoře se celé vysunou několik mm dopředu a přetlak tak může uniknout vzniklou mezerou do stran, aniž by ohrozil obsluhu.

Vlevo nahoře je na přední stěně umístěn hlavní kolébkový vypínač celé jednotky.

Ze zadní stěny je vyveden hadicový (průměr 8 cm, délka 2 m) odvod případně uvolněných kyselých par, který je vhodné nasměrovat do digestoře.

 

II. Řídící terminál (Control terminal 240)

Umožňuje uchovávat v paměti pomocí klávesnice a alfanumerického displeje až 20 různých rozkladných programů (každý o 10 krocích).

V každém kroku je definována vkládaná mikrovlnná energie a doba trvání kroku.

 

III. Segmentový mineralizační rotor MDR (Microwave Digestion Rotor) HPR-1000/10 S

Umožňuje umístění až 10 ks segmentů vyrobených z PP, které lze vkládat a vyjímat jednotlivě.

Operační tlak v uzavřených rozkladných nádobkách umístěných v segmentech je 100 Bar, což umožňuje zpracovávat i těžko rozložitelné vzorky. Maximální operační teplota je 280 °C.

Během mineralizace se rotor se segmenty otáčí a zajišťuje tak homogenní působení mikrovlnné energie na všechny vložené vzorky.

 

IV. Kompletní sestavy rozkladných teflonových nádobek

Sestava je vždy tvořena šesti díly:

- rozkladnou teflonovou nádobkou (Vessel)

- teflonovým víčkem k rozkladné nádobce (Cover)

- podložkou diskové bezpečnostní pružiny (Adapter Plate)

- diskovou bezpečnostní pružinou (Special Spring)

- indikátorovým kroužkem (Indicator Ring)

- ochranným krytem nádobky (Protection Shield)

Celá sestava se vkládá do segmentu rotoru, kde se tlakově uzavírá.

 

V. Momentový klíč (Torque wrench) pro uzavírání sestav rozkladných teflonových nádobek v segmentech rotoru. Síla uzavírání sestav rozkladných nádobek v segmentu je nastavena na 22,5 Nm. Přepínací páčka na klíči umožňuje použít klíč pro uzavírání i pro otevírání sestav.

Pozor: prostřední poloha páčky klíč uzamkne, čili z momentového klíče se stane pevný klíč. Pokud by se to stalo omylem, může obsluha zničit sestavu, nebo ulomit plastový nástavec klíče, protože nemá omezenou sílu utahování.

Poznámka: Obsluha má držet klíč uprostřed rukojeti, ne až za konec.

 

OSN-SMísto provádění postupuOSN-E

Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky FN a LF UK, Alej svobody 80, 304 60 Plzeň.

 

OSN-SBezpečnostní aspekty a podmínky prostředíOSN-E

Při obsluze mikrovlnného mineralizačního zařízení se obsluha setkává s celou řadou rizik (potenciálně infekční biologický materiál, koncentrované kyseliny, tlak, možnost exploze, úniku par silných kyselin, požáru a případně popálenin). Dodržování bezpečnosti práce je proto při práci s tímto zařízením extrémně důležité!!!

1)      Mineralizační systém se během mineralizace nikdy nesmí nechávat bez dozoru.

2)      Nikdy se do pracovní komory systému nesmí vkládat jen jediná rozkladná nádobka. Veškerá energie by se soustředila do této jediné nádobky a mohlo by dojít k přehřátí až požáru.

3)      Minimální možný počet vkládaných nádobek je čtyři.

4)      Nikdy se do pracovní komory nesmí vkládat kovové předměty a součásti.

5)      Při rutinním používání nesmí obsluha editovat mineralizační program, zvláště nastavení energií a času. Mohlo by dojít k řádovému omylu s veškerými závažnými následky.

6)      Před vložením nádobek do segmentů a segmentů do rotoru se musí důkladně osušit všechny součásti. Eventuelní kapičky vody by se při mineralizaci explozivně odpařily a mohly způsobit poškození zařízení či opaření obsluhy.

7)      Udržovat prostor mezi dveřmi a jednotkou dokonale čistý, jinak může docházet k jiskření a přehřívání a tak k možnému poškození kyselinovzdorného povrchu.

8)      Pro čištění nádobek a dalších součástí nikdy nepoužívat agresivní čistící prostředky, které my mohly poškodit těsnost sestavy.

9)      Pro chlazení nádobek po mineralizaci nikdy nepoužívat led.

10)   Při otevírání ochlazených nádobek po mineralizaci vždy pracovat s ochrannými pomůckami (brýle, gumové rukavice), protože může docházet k úniku par silných kyselin. Pracovat v digestoři.

11)   Okamžitě vyřadit všechny poškozené části (např. již nefunkční diskové bezpečnostní pružiny) a nahradit novými.

12)   Při vyvíjení metod pro neznámé, nebo zatím nevyzkoušené materiály věnovat velkou pozornost volbě navážky vzorku a nastavování energie jednotlivých kroků.

13)   Nikdy nepracovat se systémem, pokud je sebemenší podezření, že jednotka nepracuje správně.

 

Poznámka: ETHOS 900 má v konstrukci zabudovánu celou řadu bezpečnostních opatření směřujících především k ochraně zdraví obsluhy:

·         nad víčkem nádobky je disková pružina, která se při přetlaku zploští a umožní tak snížení tlaku v nádobce

·         horní část segmentu by se při případném přetlaku uvolnila a odvedla tlak směrem vzhůru

·         mineralizační komora je od obsluhy oddělena ocelovými stěnami

·         v horní stěně mineralizační komory je v vystupující trubce bezpečnostní tlaková folie, která by povolila dříve než ocelové stěny a odvedla přetlak vzhůru

·         dvířka mineralizační komory se při přetlaku trochu vysunou a uvolní cestu do stran, přitom 4 zabudované mikrospínače (dva a dva po obou stranách dvířek) okamžitě vypnou zdroj mikrovlnné energie

·         v zařízení je celkem 10 mikrospínačů, které vypnou zdroj mikrovlnné energie v případě přehřátí či přetlaku

 

OSN-STeorie, použití, předpoklady provádění postupuOSN-E

Předstupněm stanovení prvků v biologickém materiálu principem atomové absorpční spektrofotometrie či polarografie je často rozklad (mineralizace) vzorku. Cílem mineralizace je rozložit komplikovanou organickou matrici a omezit či úplně eliminovat možné interference. V případě analýzy pevných vzorků (tkáně, vlasy) je mineralizace nezbytná, protože převádí pevný vzorek na kapalný, který je možné dávkovat do analyzátoru.

Existuje řada způsobů provádění mineralizace:

·         Suchá mineralizace je založena na zahřívání vzorku na vysokou teplotu v platinovém či keramickém kelímku v muflové peci. Vzniklý popel se převede do roztoku rozpuštěním v zředěné kyselině. Výhodou je nízká hodnota slepého vzorku, protože se ke vzorku nemusí přidávat žádné chemikálie, které vesměs obsahují podle kvality i větší či menší množství stanovaného analytu. Zásadním problémem tohoto způsobu je ale nekontrolovatelná možnost vytěkání stanovovaného analytu během zahřívání na vysoké teploty.

·         Mokrá mineralizace spočívá v zahřívání vzorku na topné desce v otevřených zkumavkách, po přídavku vhodných mineralizačních látek, jako jsou silné minerální kyseliny (nejčastěji koncentrovaná kyselina dusičná, sírová nebo chloristá) a koncentrovaný peroxid vodíku. Nekontrolovatelné vytěkání analytu je při tomto způsobu podstatně omezeno v důsledku nízké teploty (maximálně bod varu použité mineralizační chemikálie). Nevýhodou ale je, že se přídavky silných minerálních kyselin a peroxidu vodíku musí několikrát opakovat, protože dochází k odpařování. Zvyšuje se tím často velmi podstatně hladina slepého vzorku. Musí se proto používat co nejkvalitnější (samozřejmě velmi drahé) chemikálie (například silné minerální kyseliny kvality Suprapur dodávané firmou Merck).

·         Mikrovlnný tlakový rozklad omezuje podstatně nevýhody uvedené suché či mokré mineralizace a navíc výrazně zrychluje průběh rozkladu a zkracuje tak čas potřebný pro provedení mineralizace.

 

Vzorek se nadávkuje do teflonové rozkladné nádobky, převrství se malým množstvím mineralizační látky, např. koncentrovanou kyselinou dusičnou a koncentrovaným peroxidem vodíku. Stačí malé množství, protože teflonová nádobka se těsně uzavře a celý rozkladný proces probíhá pod tlakem v uzavřené nádobce, takže nemůže docházet k odpařování mineralizačních látek a ty se nemusí opakovaně přidávat. Výsledkem je proto nízká hodnota slepého vzorku, což umožňuje stanovení velmi nízkých koncentrací stopových prvků. V uzavřeném tlakovém systému nemůže dojít ani k vytěkání stanovovaného analytu.

V důsledku kombinovaného účinku koncentrované kyseliny a peroxidu vodíku, tlaku a mikrovlnné energie probíhá mineralizační rozklad velmi rychle a i nejodolnější biologické materiály (například jaterní tkáň) se zmineralizují za několik desítek minut.

 

Předpokladem úspěšného provádění tlakového mikrovlnného rozkladu je správné nastavení parametrů rozkladu a dodržování pravidel bezpečnosti práce. Při rozkladu organického materiálu dochází k uvolňování tepla, které může způsobit poškození zařízení či ohrožení obsluhy. Proto je u každého druhu materiálu důležité nepřekročit maximálně možnou navážku vzorku (většinou do 1 gramu) a mikrovlnnou energie jednotlivých stupňů.

 

Základní pravidla mikrovlnné chemie pro vyvíjení nových metod mineralizace:

1)      Extrémně důležité je dodržování pravidel bezpečnosti práce.

2)      Mineralizaci nikdy nezačínat se silnými oxidačními činidly (kyselina chloristá), nejprve kyselinu dusičnou.

3)      Vždy sledovat a kontrolovat nádobky před i po každé mineralizaci.

4)      Vždy začínat s co nejmenším množstvím vzorku. (200-250 mg)

5)      K suchým organickým vzorkům je vhodné přidat cca 2 ml destilované vody, aby se reakce zpomalila.

6)      Vždy začínat první krok mineralizace s energií 250 W „nepulzních” mikrovln.

7)      Někdy je vhodné nechat vzorek reagovat několik minut v otevřené nádobce, než se začne tlaková mineralizace.

8)      Nádobky po mineralizaci vždy otvírat pomalu.

 

OSN-SSpecifikace přístrojeOSN-E

 

Technické údaje:

Rozměry: délka 55 cm, hloubka 48 cm, výška 56 cm

Rozměry mineralizační komory: 35 cm x 35 cm x 35 cm

Hmotnost: 85 kg

Napětí: 220-240 V

Kmitočet: 50-60 Hz

Síťová pojistka: 2,2 A, katalogové číslo 1210050

Připojení: uzemněná tří pólová zásuvka

Energie magnetronu: 1200 W, do pracovní komory je dodáváno 1000 W.

Frekvence mikrovln: 2450 Mhz, což odpovídá vlnové délce 12,25 cm.

Datový výstup: Tři výstupy RS-232 sériový pro počítač, váha a analogový převodník

Monochromatický LCD displej (130 x 170 mm) řídícího terminálu má rozlišení 240x128 bodů:

Klávesnice s 30 tlačítky.

 

Provozní údaje:

Veškeré části přicházející do bezprostředního kontaktu se vzorky či s reagenciemi jsou vyrobeny z inertních plastů (Teflon), ostatní části (například ochranný kryt nádobek) jsou z plastu, který není dlouhodobě odolný proti působení koncentrovaných kyselin. Po potřísnění se proto musí bezprostředně opláchnout vodou.

Maximálně únosná teplota uvnitř mineralizační komory je 280 °C.

 

OSN-SPřídavná zařízeníOSN-E

Montážní plato pro uzavírání a otevírání sestav rozkladných teflonových nádobek v segmentech rotoru.

Výřez v montážním platu, pevně přichyceném k desce stolu, umožňuje uchycení segmentu při uzavírání nebo naopak při otevírání sestav rozkladných nádobek.

 

OSN-SReagující substance, nosná media, pomocná činidlaOSN-E

Při mikrovlnné mineralizaci se obecně používají:

 

Kyselina dusičná (HNO₃):

- představuje první volbu při stopové analýze

- při koncentraci 65 % má bod varu 120 °C

- patří mezi oxidující kyseliny

- rozpouští většinu kovů (mimo Al, Cr a některé další které se na povrchu pasivují )

- nekomplexující kyselina, většina vzniklých dusičnanů je rozpustná ve vodě

- při mineralizaci se zvyšuje teplota a tlak uvnitř uzavřené nádobky, protože se mohou uvolňovat plyny: organická látka + HNO₃ = (MeNO₃) + CO₂ + NO_x

 

Kyselina chlorovodíková (HCl):

- bod varu azeotropní směsi s vodou obsahující 20,4 % HCl je 110 °C

- komerčně je dostupná v koncentraci 38%

- není oxidující kyselinou

- mnoho chloridů je rozpustných

 

Kyselina sírová (H₂SO₄):

- bod varu při koncentraci 98% je 340 °C

- při mikrovlnné mineralizaci v tlakovém systému se nesmí nechat působit samotná kyselina sírová, protože její teplota může překročit maximální rozsah pracovních teplot rozkladných nádobek

- mnoho síranů je ve vodě nerozpustných

 

Kyselina chloristá (HClO₄):

- bod varu při koncentraci 72% je 203 °C

- za horka a koncentrovaná je nejsilnější oxidující kyselinou

- je vynikající pro úplnou destrukci organických matric

- většina chloristanů je ve vodě rozpustná

- musí se používat ve spojení s kyselinou dusičnou, aby se zabránilo přímému styku koncentrované HClO₄ se snadno oxidovatelnými látkami

- jestliže se zahřívá se snadno oxidovatelnými organickými látkami, může explodovat!!!

- vyžaduje speciální bezpečnostní opatření: nikdy se nesmí nechat vyschnout, nikdy ji neodpařovat v digestoři, ve které se současně odpařují organické látky

 

Peroxid vodíku (H₂O₂):

- oxidační činidlo (2 H₂O₂ = 2 H₂O + O₂)

- přídavek peroxidu vodíku ke kyselině dusičné snižuje tvorbu N_ox a urychluje mineralizaci organických vzorků zvýšením teploty

- typicky používaný poměr je HNO₃ : H₂0₂ = 4 : 1

 

OSN-SSpotřební materiálOSN-E

- teflonová rozkladná nádobka (HPR-1000/6/100/110 High Pressure Vessel), obj. číslo 34040

- teflonové víčko k rozkladným teflonovým nádobkám (SD-05/S TFM Covers), obj. číslo 35140

- bezpečnostní disková pružina (HTC-1000 Special Spring), obj. číslo 34010

- indikátorový kroužek (IR 63/25 Indicator Ring), obj. číslo 35148

- ochranný kryt rozkladných nádobek (HS-08 HTC Protection Shield), obj. číslo 34048

- podložka pružiny (AP-45/S Adapter Plate), obj. číslo 35145

- špičky k automatickým pipetám

 

OSN-SKalibrace a kontrola činnostiOSN-E

Vlastní mikrovlnná jednotka je konstruována pro dlouhodobé používání bez nutnosti kalibrace ze strany obsluhy.

Kontrola činnosti zařízení ze strany obsluhy je v podstatě omezena na:

- průběžnou vizuální kontrolu především všech dílů sestav rozkladných nádobek (viditelná poškození povrchu, prasklinky, velké deformace) a vnitřku mikrovlnné komory.

- průběžné měření funkčnosti bezpečnostních diskových pružin pomocí jednoduchého přípravku (Tool to measure rotor spring thickness, katalogové číslo 40053). Disková pružina nesmí projít 8 mm štěrbinou přípravku. Pokud by prošla, je to signál, že došlo ke zploštění pružiny a že je nefunkční. V tom případě okamžitě vyřadit.

 

OSN-SÚdržbaOSN-E

Vlastní mineralizační jednotka nevyžaduje žádnou zvláštní údržbu, mimo pečlivé udržování čistoty povrchu vnitřních stěn. Při čistění se nesmí používat agresivní a abrazivní čistící prostředky, které by mohly poškodit povrch. Nepoužívat organická rozpouštědla.

 

Velkou pozornost je třeba věnovat čištění a kontrole sestav mineralizačních nádobek. Všechny díly jednotlivých sestav musí být označené (fixem, nebo na rovných plochách pomocí raznice), aby nedocházelo k záměně. To je například víčko číslo 1 musí vždy přijít na nádobku číslo 1 atd. Během tepelného a tlakového namáhání nádobek během mineralizačního procesu totiž přece jen dochází k určitým deformacím a při záměně by nemusela být zaručená těsnost. Nejlépe je provést čištění rozkladných nádobek tak, že se s nimi projede celý mineralizační proces, ale jen s nadávkovanými mineralizačními činidly (kyselina + peroxid vodíku) a místo vzorku biologického materiálu se vloží stejný objem destilované vody (jakoby se prováděla analýza slepého vzorku).

 

Po dlouhodobém užívání se může stát, že se zanesou závity utahovacího plastového šroubu v segmentu (při utahování vzniká otěrem drobný plastový prach). To může mít za následek „zakousnutí“ šroubu a může například dojit až k ulomení plastového nástavce klíče, který je neopravitelný a musí se nahradit novým. Proto je vhodné čas od času závity vyčistit například pomocí vhodného kartáčku apod.

 

Jednotka je vybavena lithiovou baterií, aby se uchovávaly uložené programy v paměti. Pokud se objeví chybová zpráva: Fatal Error: RAM, check ram or battery, je předpoklad, že baterie je vyčerpaná a musí se zavolat servis.

 

OSN-SPracovní postupOSN-E

 

A) Příprava vzorku:

• Liší se podle charakteru vzorku.

·        Tkáně se většinou vysuší (například lyofilizací), rozemelou na prášek, který se promícháním zhomogenizuje a potom se na analytických vahách odváží potřebná navážka do rozkladné teflonové nádobky.

·        Vlasy se nejdříve omyjí střídavě vodnou a organickou fází, aby se odstranila případná vnější kontaminace. Potom se nastřihají na 1-2 mm dlouhé částečky, promíchají, odváží se potřebná navážka a kvantitativně se převede do rozkladných teflonových nádobek.

·        Ke vzorku v rozkladné nádobce se přidá vybrané mineralizační činidlo (nejčastěji směs kyseliny dusičné a peroxidu vodíku).

 

B) Sestavení segmentu včetně sestavy rozkladné nádobky

• Rozkladná nádobka se po nadávkování vzorku a mineralizačních činidel uzavře teflonovým víčkem.
• Rozkladná nádobka uzavřená víčkem se vsune do ochranného válcového krytu.
• Na víčko nádobky se položí destička adaptéru, poté bezpečnostní disková pružina a potom se nasune indikátorový kroužek, jehož posunutí by signalizovalo případný přetlak a únik látek z nádobky během mineralizace .
• Celá sestava se vloží do segmentu rotoru a uzavře se shora plastovým šroubem pomocí momentového klíče. Je třeba dát pozor na úplné zasunutí plastového nástavce klíče do křížového otvoru plastového šroubu v segmentu, protože jinak může dojít k ulomení plastového nástavce klíče.
• Segmenty se vloží do rotoru mineralizační jednotky (minimálně 4 ks , maximálně 10 pozic).

 

C) Vlastní mikrovlnná mineralizace

• Na ovládacím terminálu se vyvolá příslušný mineralizační program a odstartuje se.
• Proběhne mineralizace (na displeji terminálu je vždy označený právě probíhající krok). (15-25 minut)

 

D) Ochlazování nádobek

• Po skončení mineralizačního programu je uvnitř nádobek vysoká teplota a tlak, které odpovídají použitému analytickému postupu. Před otevřením nádobek je tedy nezbytné segmenty ochladit.
• Poslední krok mineralizačního programu (VENT) je proto věnován ochlazování segmentů - ventilaci. Při vypnutém magnetronu jsou segmenty ochlazovány proudem vzduchu po zvolenou dobu.(5 minut)
• Konečné ochlazení segmentů je realizováno až po vyjmutí z mineralizační komory.
• Existuje komerční chladicí systém Milestone (katalogové číslo 40014), který zkracuje dobu chlazení na 10 minut, ale běžně stačí ponechat segmenty volně chladnout v digestoři (30-45 minut).

 

E) Otevírání segmentů a rozkladných nádobek

• Segment se vloží do výřezu montážního plata pevně uchyceného k desce stolu.
• Momentovým klíčem se povolí přítlačný šroub segmentu a sestava nádobky se vyjme.
• Sejme se indikátorový kroužek, nádobka se vysune z ochranného krytu.
• Opatrně a pomalu se nadzvedne víčko nádobky a pečlivě se opláchnou kapky zachycené na víčku zpátky do nádobky.

 

F) Dokončení přípravy zmineralizovaného vzorku k vlastní analýze na AAS

• Zmineralizovaný vzorek (který by měl být čirý a bezbarvý) se kvantitativně převede do vhodné nádobky pro další úpravy vyžadované konkrétní metodou (odpaření, doplnění do určitého objemu, redukce)

 

OSN-SŘízení kvalityOSN-E

Metody, které zahrnují mineralizační úpravu vzorku, podléhají běžnému režimu práce dle systému správné laboratorní praxe. To mimo jiné znamená, že se v pravidelných intervalech mezi měřené vzorky vkládají komerčně dostupné kontrolní materiály se známým obsahem měřeného analytu a analyzují se jako běžné vzorky. Výsledky získávané při analýzách kontrolních materiálů se průběžně zaznamenávají do kontrolních regulačních diagramů. V regulačních diagramech jsou mimo průměrných hodnot kontrolního materiálu vyznačeny i varovné (průměr ± 2 x směrodatná odchylka) a regulační (průměr ± 3 x směrodatná odchylka) meze. Eventuelní překročení těchto mezí (nebo i jen překročení některého z nastavených Westgaardových pravidel určených pro vyhodnocování regulačních diagramů) znamená, že se analýza musí pozastavit, metodu a postup stanovení je nutné prověřit a po odstranění eventuelně zjištěné závady analýzu zopakovat.

 

Součástí kontroly a řízení jakosti by měla být pravidelná účast na mezilaboratorních kontrolách kvality organizovaných ve vhodných intervalech například firmou SEKK.

 

OSN-SKlinické údajeOSN-E

V posledních letech stoupá počet požadavků na stanovení stopových prvků v biologickém materiálu.

Požadavky se nechají rozdělit podle jednoho hlediska na:

• stanovení esenciálních prvků, to je těch, které jsou nezbytné pro dobrý zdravotní stav organismu. Jako příklad je možné uvést zinek a měď.
• stanovení prvků, které jsou do určité koncentrace esenciální, ale ve vyšších koncentracích převažují toxické účinky. Sem patří například chrom, který je v nízkých koncentracích nezbytný při diabetu (glukózový toleranční faktor), ale ve vysokých koncentracích je toxický.Obdobně selen, který v nízkých koncentracích působí příznivě, například díky svému antioxidačnímu působení, se ve vyšších koncentracích počítá ke zvlášť nebezpečným jedům.
• stanovení toxických prvků, kterými jsou lidé často exponováni ať již ze životního (ovzduší, voda, potrava) či pracovního prostředí. Nejvýznamnějšími zástupci této skupiny jsou hliník, arzén, kadmium, olovo, rtuť, nikl.

 

Samozřejmě pozitivní nebo negativní působení stopových prvků na zdravotní stav nezáleží jen na koncentraci, ale i na chemické formě. Například kovový nikl způsobuje přecitlivělost (alergii) na nikl, ve vodě rozpustné sloučeniny niklu (síran, chlorid) jsou mimo jiné nefrotoxické, oxid nikelnatý je podezřelý karcinogen.

 

Zvolený typ biologického materiálu determinuje časovou vypovídací hodnotu výsledku stanovení stopového prvku.

Výsledek v séru (krvi) charakterizuje aktuální stav organismu několik hodin před odběrem vzorku.

Výsledek v moči udává stav (podle biologického poločasu daného prvku) jeden až dva dny před odběrem.

Výsledek ve vlasech umožňuje podle délky vlasů udělat kalendář třeba až několik let zpětně (1 cm vlasu odpovídá přibližně 1 měsíci a jednotlivé centimetrové úseky lze analyzovat zvlášť).

 

OSN-SPoznámkyOSN-E

 

OSN-SJiné související informaceOSN-E

 

OSN-SLiteraturaOSN-E

·         Senft, V., Racek, J., Kohout, J.: Stopové prvky v biologických materiálech. Preanalytické zabezpečení. Čas. Lék. čes., 137, 1998, No. 8, s. 240-243.

·         User Manual: Milestone ETHOS 900 – Rev. 0/98.

 

OSN-SAppendixyOSN-E

Příklad nastavení mineralizačního programu při rozkladu vzorku krve:

WORK-PROGRAM (1-20)	*1 ENT= OK
STEP	TIME	POWER	PRESS	TEMP1	TEMP2
1	00:05:00	250 W	0 B	0 °C	0 °C
2	00:01:00	0 W	0 B	0 °C	0 °C
3	00:05:00	250 W	0 B	0 °C	0 °C
4	00:05:00	400 W	0 B	0 °C	0 °C
5	00:12:00	600 W	0 B	0 °C	0 °C
RCTL=OFF	VENT=00:05:00	TWIST=OFF	TAT=OFF

 

OSN-SStručný popis postupuOSN-E

Připraví se vzorek (dekontaminuje, vysuší, zhomogenizuje, odváží apod.) a nadávkuje se do rozkladné teflonové nádobky. Přidají se mineralizační činidla (nejčastěji koncentrovaná kyselina dusičná a koncentrovaný peroxid vodíku), nádobka se uzavře víčkem, vsune se do ochranného krytu a na víčko se umístí podložka, bezpečnostní disková pružina a indikátorový kroužek. Celá sestava se vloží do segmentu a tlakově se uzavře šroubem pomocí momentového klíče. Celý segment (až 10 ks najednou) se vloží do rozkladné komory mikrovlnné jednotky, zvolí se příslušný mineralizační program a odstartuje se. Po proběhnutí mineralizace (cca 25 minut) následuje chlazení, nejdříve přímo v rozkladné komoře (cca 5 minut) a poté volné na vzduchu v digestoři (cca 45 minut). Po ochlazení se opět pomocí momentového klíče uvolní sestava rozkladné nádobky ze segmentu, rozebere se a opatrně pomalu se otevře víčko. Kapky roztoku uchycené na víčku se pečlivě opláchnou zpět do mineralizační nádobky. Čirý bezbarvý mineralizovaný roztok se podrobí potřebným závěrečným operacím (odpaření, doplnění na určitý objem apod.) a tím je připravený pro následující vlastní stanovení analytu například na atomovém absorpčním spektrofotometru.

 

OSN-SAutorské poznámkyOSN-E

 

OSN-SDoporučení, recenze, schváleníOSN-E

Autor a spoluautoři: ing. Václav Senft

Recenze:

Vyjádření:

Revize: