Analyse de sang à l'aide de l'Advion Interchim Scientific SOLATION® ICP-MS
Introduction
Les oligo-éléments sont essentiels au bon fonctionnement biologique chez l'homme, et différents niveaux d'oligo-éléments sont révélateurs de nombreuses maladies et affections. Des oligo-éléments non essentiels sont également présents dans le corps humain en raison de contaminants environnementaux générés par des activités humaines ou industrielles déposés dans le sol, l'air, l'eau et les denrées alimentaires. Ces oligo-éléments essentiels et non essentiels sont facilement mesurés et surveillés dans le sang, le sérum et l'urine à l'aide de l'ICP-MS.
Dans cette note d'application, nous présentons une méthode rapide pour l'analyse de routine d'échantillons de sang de petit volume pour les principaux éléments toxiques et essentiels à l'aide du SOLATION® Spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) utilisant une simple préparation d'échantillon "diluer et tirer". La sensibilité élevée et la large plage dynamique de l'ICP-MS sont particulièrement importantes pour la détermination des niveaux de traces de métaux lourds, tout en mesurant simultanément les éléments pertinents sur le plan nutritionnel à des niveaux plus élevés. Le sang est une matrice complexe, riche en protéines et en sels qui favorisent la formation d'interférences à base de carbone et de chlore qui affectent de nombreux analytes. La cellule de collision sur SOLATION d'Advion Interchim Scientific® L'ICP-MS est nécessaire pour surmonter ces interférences.
Le SOLAT® L'ICP-MS possède une cellule de collision octupôle qui est utilisée pour traiter les interférences des ions polyatomiques, en particulier pour les éléments de métaux de transition. Il est essentiel pour une analyse robuste et de routine des éléments traces que la cellule octupôle ne soit pas contaminée, ce qui pourrait entraîner une dérive et des temps d'arrêt inutiles. Les ions traversant l'interface sont dirigés à travers un virage à 90˚ et focalisés sur l'entrée de l'octupôle à l'aide d'un déflecteur quadripolaire (QD). Les particules légères et neutres continuent à travers le QD et loin de la cellule.
La cellule de collision dans la SOLATION® L'ICP-MS peut fonctionner en mode "He Gas" dans lequel la cellule est remplie d'He pour agir comme un gaz de collision, ou en mode "No Gas" dans lequel la cellule est vide. Le mode « He Gas » est utilisé pour les isotopes soumis à des interférences polyatomiques tandis que le mode « No Gas » est utilisé pour le reste des isotopes. La commutation rapide entre les modes "He Gas" et "No Gas" sur le SOLATION® (< 5 sec) garantit que les cycles d'analyse peuvent être courts, améliorant ainsi la productivité.
Expérience et résultats
Réactifs et matériaux
Acide nitrique (Aristar Plus, qualité traces de métaux)
Triton X-100 (spécialement purifié, Roche Chemical)
Eau, type 1 (18.2 MΩ, système de point d'utilisation Elga)
Méthanol (hypergrade pour LC-MS, Supelco)
Solutions étalons de Mg, Ca, Mn, Cu, As, Se, Cd, Pb, Ge, Rh, Au et Ir (1000 μg/ml, qualité Claritas ppt)
Oligo-éléments Sang total L-1 (SRM1) (Seronorm)
Oligo-éléments Sang total L-2 (SRM2) (Seronorm)
Oligo-éléments Sang total L-3 (SRM3) (Seronorm)
Sang total blanc (WB(F)) (UTAK)
Diluant acide : (0.5 % d'acide nitrique, 0.05 % de Triton X-100, 2 % de méthanol, 0.25 μg/mL (ppm) Au et les étalons internes : 10 μg/L (ppb) Ge, Rh et Ir)
Tableau 1: Étalonnage et concentrations standard
Normes
La méthode a été développée pour déterminer Mg, Ca, Mn, Cu, As, Se, Cd et Pb dans des échantillons de sang total. Les éléments ont été choisis pour représenter certains des métaux couramment mesurés dans le sang, couvrant à la fois les éléments essentiels et toxiques. Les étalons ont été préparés en utilisant le diluant acide avec des éléments à quatre niveaux de concentration pour couvrir la gamme généralement observée dans le sang. Le tableau 1 présente les concentrations standard à chaque niveau et les éléments qui se trouvent à ce niveau. Le mode d'analyse et l'étalon interne utilisés pour chaque analyte figurent dans le tableau 2. Les directives de l'ICH exigent un minimum de cinq concentrations pour établir la linéarité ; avec le blanc d'étalonnage, nous en utilisons six, satisfaisant à cette exigence.
Tableau 2: Mode d'analyse et étalons internes
Échantillons et préparation
Les échantillons ont été préparés dans des tubes à centrifuger sans métal de 15 ml. Un diluant acide (14.7 ml) a été ajouté à chaque tube, suivi d'un échantillon de sang de 0.3 ml pour une dilution de 1:50. Les tubes ont été bouchés et retournés 3 à 5 fois pour bien mélanger.
Les échantillons ont été analysés à l'aide d'un SOLATION® ICP-MS. La SOLATION® La configuration de l'instrument pour cette analyse était une chambre de nébulisation cyclonique avec un nébuliseur concentrique Micromist et une torche monobloc. Des cônes d'échantillonnage et d'écumage de Ni ont été utilisés tout au long de l'étude. Les conditions de fonctionnement de l'instrument sont résumées dans le tableau 3.
Tableau 3: Paramètres de fonctionnement ICP-MS
Résultats et discussion
Nous avons suivi les directives ICH "Validation of Analytical Procedures" pour la validation des méthodes qui définissent les exigences spécifiques en matière d'exactitude, de précision (répétabilité), de limite de détection et de limite de détection de la méthode (DL et MDL) et de limites de quantification (LOQ).
La précision de la méthode a été établie à l'aide des matériaux de référence Seronorm, qui avaient des valeurs de concentration certifiées pour tous les éléments de la méthode. Ces matériaux ont été mesurés en triple et les résultats analytiques ont été comparés aux valeurs certifiées et aux limites de confiance à 95 % fournies par Seronorm.
Ces valeurs sont tracées sur la figure 1 où les valeurs minimales et maximales certifiées sont représentées sous forme de boîte. Nos valeurs analytiques sont tracées dans la figure 1, et dans chaque cas, nos valeurs se situent à l'intérieur des limites indiquant un haut degré de précision qui répond facilement aux spécifications ICH.
Une deuxième mesure de précision est la récupération des pointes. L'échantillon de « sang blanc » (WB(F)) de l'UTAK a été dopé avec 150 μL de la solution étalon mère pour tous les éléments sauf Ca et Mg dans le tube de 15 mL. La récupération est calculée comme suit :
Les récupérations de dopage sont présentées dans le tableau 4. Toutes les récupérations se situent entre 90 et 110 %, ce qui indique une excellente récupération des analytes dopés.
Tableau 4: Récupérations de pics
La précision de la méthode est mesurée par la répétabilité de six échantillons de niveau séronorme 2 (SRM2). Six échantillons de Seronorm niveau 2 (SRM2) ont été préparés, dilués et analysés individuellement. Les résultats montrent moins de 3 % de RSD parmi les répliques. Le % RSD des six répliques est présenté à la figure 2.
Figure 1: Précision de l'analyse des matériaux certifiés Seronorm
Figure 2: Précision de l'analyse des matériaux Seronorm
La limite de détection de la méthode (MDL) et la limite de quantification (LOQ) ont été déterminées à l'aide de l'écart type (σ) du signal de huit blancs de diluant acide. Les blancs de diluant acide ont été préparés en utilisant la même technique et le même équipement que les échantillons et ont été inclus à la fin de chaque analyse, suivis d'un standard d'étalonnage. La MDL et la LOQ sont calculées comme suit :
où S est la pente d'étalonnage, et :
Étant donné que la pente d'étalonnage était l'analyte par rapport à un étalon interne, l'étalon d'étalonnage a été utilisé pour déterminer les coups/seconde/ppb. Ces valeurs sont calculées, multipliées par 50 pour tenir compte du facteur de dilution et exprimées en μg/L (ppb). Dans le tableau, la MDL et la LOQ sont tracées par rapport aux valeurs normales physiologiques représentées par Seronorm 2 (SRM2). Pour la plupart des analytes, la MDL et la LOQ sont minuscules en comparaison, en particulier pour les éléments majeurs que sont le calcium et le magnésium. Cependant, même pour les analytes plus difficiles tels que le sélénium, le MDL est d'un ordre de grandeur inférieur à Seronorm 2 (SRM2) qui, bien qu'étant de niveau 2 (SRM2), a la teneur en sélénium la plus faible de ces trois SRM.
Figure 3: LOQ et MDL par rapport aux valeurs normales physiologiques
*tel que représenté par Seronorm L2, formulé pour représenter des valeurs humaines typiques ou moyennes.
Conclusion
Dans cette note d'application, nous rendons compte de l'analyse des oligo-éléments dans le sang à l'aide de l'Advion Interchim Scientific SOLATION® ICP-MS. Le sang est une matrice complexe et exigeante. Cependant, ces données appuient l'utilisation d'une méthode de préparation d'échantillon simple «diluer et tirer» qui donne des concentrations exactes et précises pour les éléments à haut niveau et à l'état de traces dans le sang. D'excellentes récupérations ont été observées pour les échantillons dopés et les MRC. La combinaison du déflecteur quadripolaire et de la cellule de collision minimise la dérive et assure l'exactitude et la précision dans le temps. La méthode rapportée bénéficie des capacités de commutation de gaz de la cellule de collision rapide de la SOLATION® pour analyser un large éventail d'éléments dans le sang pour des résultats rapides, précis et reproductibles.