Metoda fluorescencji rentgenowskiej całkowitego odbicia (TXRF) okazuje się skuteczna w analizie próbek tkanek myszy: ujawniono wstępne wyniki

Naukowcy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie przeprowadzili innowacyjny test okrężny w celu oceny analizy elementarnej próbek tkanek myszy przy użyciu metody fluorescencji rentgenowskiej całkowitego odbicia (TXRF). Badanie, prowadzone przez Joannę Chwiej i opublikowane w Spectrochimica Acta Część B: Spektroskopia atomowamiał na celu ocenę wydajności i niezawodności TXRF poprzez analizę składu pierwiastkowego narządów szczurów w różnych europejskich laboratoriach (1).

TXRF polega na skierowaniu wiązki promieniowania rentgenowskiego pod niewielkim kątem na powierzchnię próbki pokrytą cienką warstwą materiału odbijającego światło, takiego jak krzem. Kąt ten powoduje całkowite odbicie promieni rentgenowskich od powierzchni, w wyniku czego powstaje fala stojąca zwana falą zanikającą. Gdy promienie rentgenowskie przenikają przez powierzchnię próbki, oddziałują z atomami materiału, powodując emisję charakterystycznych fluorescencyjnych promieni rentgenowskich. Emitowane promienie rentgenowskie są następnie wykrywane i analizowane w celu określenia składu pierwiastkowego i stężenia próbki.

W tym badaniu porównawczym narządy szczurów, w tym nerki, serce, śledzionę i płuca, poddano trawieniu mikrofalami. Powstałe próbki cieczy wysłano do czterech europejskich laboratoriów uczestniczących w projekcie, wyposażonych w kilka dostępnych na rynku spektrometrów TXRF. Laboratoria przeanalizowały próbki pod kątem ich składu pierwiastkowego, koncentrując się na makroelementach (P, S i K) o stężeniach powyżej 1000 μg/g, a także mikroelementach (Ca) i pierwiastkach śladowych (Fe, Cu, Zn i Se) występujących w stężenia w zakresie odpowiednio od 100 do 1000 μg/gi poniżej 100 μg/g.

W badaniu oceniono kilka punktów końcowych, w tym granice wykrywalności, precyzję w ciągu dnia i między dniami oraz precyzję międzylaboratoryjną, aby ocenić różnice w wynikach między uczestniczącymi laboratoriami. Dane TXRF porównano również z wynikami uzyskanymi za pomocą spektrometrii masowej w plazmie wzbudzonej indukcyjnie (ICP-MS) dla analizy Se i optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES) dla P, S, K, Ca, Fe, Cu i Zn.

Wstępne wyniki wykazały dużą przydatność metody TXRF do analizy elementarnej tkanek zwierzęcych. Zgodnie z oczekiwaniami pierwiastki o wyższych liczbach atomowych, takie jak Fe, Cu, Zn i Se, dały najlepsze wyniki pod względem dokładności i precyzji. Test okrężny potwierdził dobrą dokładność (około 100%) i precyzję (w ciągu dnia <6%, średniozaawansowana <12% i międzylaboratoryjna <12%) dla tych pierwiastków, podkreślając potencjał TXRF do oznaczania go w próbkach tkanek ssaków.

Jednak w badaniu zidentyfikowano również obszary wymagające poprawy w analizie pierwiastków lekkich, takich jak P, S i K. Odkrycia te podkreśliły potrzebę optymalizacji procedur przygotowania próbek w celu zminimalizowania samoabsorpcji w suchej pozostałości, standaryzacji kalibracji czułości i procedur regulacji widma między laboratoriami i sprostać innym wyzwaniom, aby zwiększyć ogólną użyteczność TXRF w analizie pierwiastków lekkich.

Wyniki tego pionierskiego badania torują drogę przyszłym postępom w analizie elementarnej z wykorzystaniem TXRF i dostarczają cennych informacji dla badaczy zajmujących się analizą tkanek. Dzięki udoskonalaniu i standaryzacji protokołów analitycznych metoda TXRF może znacząco przyczynić się do zrozumienia składu pierwiastkowego próbek biologicznych i wspierać postępy w różnych dziedzinach nauki i medycyny.

Odniesienie

(1) Olbrich, K.; Kubala-Kukus, A.; Margui, E.; Fernandez-Ruiz, R.; Matusiak K.; Wudarczyk-Mocko, J.; Wróbel, P.; Setkowicz, Z.; Chwiej, J. Pierwszy test fluorescencji rentgenowskiej próbek tkanek myszy z całkowitym odbiciem okrężnym: wyniki wstępne. Spectrochim. Protokoły Część B Minuty Spektrosc. 2023, 205, 106695. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sab.2023.106695