Вестник Кольского научного центра РАН. 2017, №4.

Методы определения химических элементов в биосубстратах и окружающей среде Изучением элементного состава различных биологических сред (волос, крови, слюны, мочи и разных органов) и их связи с факторами среды обитания занимаются специалисты разных направлений — химики, биологи, медики, и такой подход не только оправдан, но и необходим. В результате появились такие научные направления, как геохимическая экология болезней [5, 10-11], медицинская геология [12], металломика, где рассматриваются вопросы взаимосвязи геологических факторов и состояние здоровья человека. Авторами [10-12] предлагаются способы восстановления баланса химических элементов в организме человека, но до сих пор нет представления о среднем оценочном уровне их содержания в норме и при патологии, с учетом региональных особенностей. Поэтому на современном этапе чрезвычайно актуальна проблема определения содержания максимально возможного количества химических элементов и установления их соотношений в органах, тканях и в целом организме человека (как в норме, так и при патологии) с учетом геохимических и климатических особенностей. Этому способствует развитие аналитических методов исследования, позволяющих определять ультранизкие микроконцентрации элементов. Сложности изучения элементного состава организма человека связаны с рядом причин: с трудностью отбора проб (особенно биопсийного материала), физиологическими характеристиками (возрастными, половыми, наличием патологии и др.), образом жизни (курение, питание), влиянием многочисленных природных факторов и трудностями аналитических исследований из-за низких концентраций элементов в исследуемом материале. Учитывая, что в организме человека присутствуют практически все элементы таблицы Менделеева, для решения поставленных задач желательно использовать многоэлементные методы анализа с низкими пределами обнаружения (ПрО), так как множество химических элементов присутствует в живых тканях и биосредах в концентрациях от сотых до миллионных долей процента (Fe, Zn, Cu, Mn, Se, V, Ni, Cr, Sn, Mo, РЗЭ и др.). Для определения широкого спектра элементов, присутствующих в биосубстратах, в настоящее время применяют различные методы: рентгенофлуоресцентный анализ (РФА), нейтронно-активационный анализ (НАА), вольтамперометрию (ВАМ), спектральные методы — атомно-абсорбционную (ААС), атомно-флуоресцентную (АФС), оптическую атомно­ эмиссионную (АОС), в том числе с индуктивно связанной плазмой (ИСП АЭС), спектрометрию и масс-спектрометрию, в том числе с индуктивно связанной плазмой (ИСП МС). Рентгенофлуоресцентный анализ, включая дисперсионный вариант, — удобный, доступный, неразрушающий метод, позволяющий определять элементы на уровне 10-4% до 100 %. Он требует минимальной пробоподготовки и может с успехом применяться для определения многих элементов (особенно после K), однако специфические особенности ряда образцов (почв, биосубстратов) накладывают ограничения на точность и воспроизводимость анализа и требуются специальные однотипные стандарты для РФА. Несмотря на существенный прогресс техники РФА, этот метод анализа не является общепризнанным методом количественного анализа биосред и чаще всего применяется для оценки макросостава при экспресс-анализе, например для исследования человеческих зубов и костей, а также образцов, полученных при операциях на живых органах и тканях [13]. Метод позволяет проводить локальный анализ с построением карты распределения элементов на поверхности. Рентгенофлуоресцентный микроанализ может быть использован в медицине для решения многих проблем при изучении роли макро- и микроэлементов при различных заболеваниях, в исследовании биосубстратов при диагностике, изучении влияния загрязненности окружающей среды на здоровье человека, определении токсичных металлов в связи с профилактикой профессиональных заболеваний и т. д. [14-15]. Основными ограничениями метода является его недостаточная чувствительность. 54 http://www.kolasc.net.ru/russian/news/vestnik1.html