Аналізатор 'ІВА-5' з модифікованим сенсором дозволяє визначати вміст мікроелементів в крові хворого за 20-30 хвилин.
<
>
Техногенні забруднення - серйозна проблема промислово розвинених країн. Ці забруднення впливають не тільки на стан навколишнього середовища, а й на здоров'я населення. Дослідження останніх років дають підставу вважати, що багато хвороб, практично невластиві людям XVII і XVIII століть, але стали звичайними для сучасної людини, можуть бути пов'язані з дисбалансом мікроелементів в організмі. До цього переліку потрапляють серцево-судинні захворювання, хвороби шкіри, волосся і нігтів, бронхіальна астма, хронічні гастрити і навіть сколіоз, остеопороз і остеохондроз. Щоб провести діагностику і правильно вибрати метод лікування або профілактики, потрібно вміти точно визначати мікроелементи в біологічних рідинах людини не тільки на токсичному, але і на життєво необхідному рівні.
Стандартні методи аналізу мінеральних компонентів крові - атомно-адсорбційна спектроскопія і атомно-емісійний хіміко-спектральний аналіз - вимагають попередньої мінералізації зразка, тобто видалення так званої матриці крові - білків та іншої органіки. Для цього зразок або спочатку висушують, а потім спалюють (білки згоряють, а метали залишаються), або руйнують органічні речовини крові кислотою. В результаті на аналіз 1 мл крові йде від двох-трьох годин до одного дня. Крім того, ці методи вимагають дорогого і складного устаткування, доступного тільки великим науково-дослідним центрам.
Просту, швидку і зручну методику визначення мікроелементів в крові вдалося розробити вченим з Інституту неорганічної хімії імені А. В. Миколаєва Сибірського відділення РАН (Новосибірськ) і Уральського державного економічного університету (Єкатеринбург). Кандидат хімічних наук Н. Ф. Захарчук, доктор хімічних наук Х. З. Брайнина і їх колеги вдосконалили добре відомий метод інверсійної вольтамперметри, який використовується для визначення змісту металів в розчинах. Метод заснований на вимірюванні величини струму електрохімічного розчинення визначається елемента, попередньо накопиченого на поверхні електрода. Вимірювання проводяться на инверсионном вольтамперметріческом аналізаторі "ІВА-5", розробленому групою вчених з Уральського державного економічного університету.
Головний робочий інструмент приладу - сенсорний електрод. Зазвичай його виготовляють з графітових і стеклоуглеродних матеріалів. Але коли мова йде про аналіз крові, виникають деякі проблеми - нормальній роботі сенсора заважають кисень, амінокислоти і білки. Оскільки і білки і амінокислоти мають властивості поверхнево-активних речовин, вони адсорбуються на поверхні електрода і знижують його чутливість. Щоб звести адсорбцію до мінімуму, використовували товстоплівкові графітопастовие електроди зі спеціально підібраним співвідношенням між сполучною компонентом пасти і вуглецевмісних порошком. За допомогою таких електродів вдалося створити методику вимірювання мікроелементів в цільної крові. Правда, для цього довелося використовувати солі ртуті, які взаємодіють в розчині з мікроелементами крові і потім адсорбуються на електроді.
У первинному варіанті методики використовували токсичні водорозчинні солі ртуті, що було незручно і небезпечно. Щоб усунути цей недолік, вчені модифікували сенсори. Для цього на робочу поверхню електрода завдали нерозчинні солі ртуті (II), а зверху накрили захисною мембраною з нафіона - полімерного матеріалу на основі фторуглеродного матриці. У процесі електролізу на всій поверхні сенсора утворюються мікрокапелькі ртуті однакового розміру. Виникнувши в певних вузлах кристалічної решітки, ці крапельки залишаються нерухомими, вони не мігрують і не злипаються, як це може статися при формуванні ртутного покриття традиційним методом - адсорбція ртуті з розчину. Всі ці цікаві перетворення можна спостерігати під мікроскопом з високою роздільною здатністю. По суті, мікрокапелькі грають роль ансамблю ртутних мікроелектродів.
Нові сенсори завдяки цій властивості поверхні і нафіоновой плівці практично повністю захищені від впливу білків і кисню, тому не потрібно тривалої попередньої підготовки зразка крові. Щоб отримати результат, потрібно всього 20-30 хвилин, тобто можна проводити аналіз безпосередньо в палаті, біля ліжка хворого. Для дослідження достатньо лише кількох крапель крові.
За допомогою модифікованих сенсорів вчені визначали вміст в крові кадмію, свинцю і міді, а також цинку. Результати екс-прес-методу практично збіглися з отриманими звичайними методами. Можна досліджувати не тільки кров, а й гемолізат (супернатант, яка виходить, якщо кров зі стабілізатором піддати центрифугированию), сироватку, плазму, еритроцитарної масу та інші біологічні рідини організму.
