Determination of Calcium in Serum Samples by AAS Using a Fuel Lean Flame

Význam tématu

Stanovení vápníku v séru je klíčové pro diagnostiku řady onemocnění, včetně poruch minerálního metabolismu, onemocnění ledvin a hormonálních dysbalancí.
Flame atomová absorpční spektrometrie (AAS) nabízí potřebnou specifičnost a citlivost při měření celkového vápníku v biologických matricích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a ověřit metodu pro přesné a reprodukovatelné stanovení vápníku v séru s maximální chybou < 2 %.
Autoři porovnali klasickou referenční metodu s plynule bohatým plamenem se zcela oxidujícím, palivo-úsporným plamenem.
Součástí studie byla optimalizace podmínek plamene, kalibrace a vyhodnocení přesnosti a přesnosti metody na sertifikovaných referenčních materiálech SRM 909 a kontrolních vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Byl použit Agilent SpectrAA-20 Plus s hořákem Mark VI a Hi-Vac nebulizérem.
Vnitřní míchání vzorku ve sprejovací komoře zajišťovaly dvojité míchací lopatky.
Klíčové parametry paliva pro palivo-úsporný plamen:

• Vzduch 14 L/min
• Acetylen 2 L/min
• Výška hořáku 5–6 mm
• Vlnová délka 422,7 nm, štěrbina 0,5 nm, proud lampy 3 mA
• Aspirace 5 mL/min, měřicí čas 3 s, 4 replikáty

Sérum a standardy byly ředěny 1:50 v lanthanovém diluentu pro eliminaci fosfátových interferencí a uvolnění vázaného vápníku.

Hlavní výsledky a diskuse

Při klasickém lehce palivově bohatém plamenu došlo k systematickému podhodnocení sérových standardů (~3–4 % pod cílem).
Optimalizovaný palivo-úsporný plamen vyrovnal tyto odchylky a přinesl průměrnou chybu < 0,2 % na 45 replikách SRM 909 a dalších kontrolních vzorcích.
Lineárnost metody byla potvrzena v rozsahu 0–14 mg/dL (korelační koeficient 0,9999).
Porovnání s nitroz-oxid-acetylénovým plamenem ukázalo dvojnásobnou citlivost, ale téměř pětinásobně horší opakovatelnost v důsledku emisního šumu od analyzovaného vápníku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje vysokou přesnost a reprodukovatelnost stanovení vápníku v séru s celkovou CV < 2 %.
Palivo-úsporný plamen redukuje chemické interference a zlepšuje detekční limity v porovnání s bohatým plamenem.
Postup je vhodný pro klinické laboratoře, výzkumné ústavy a průmyslové QA/QC aplikace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování se může soustředit na automatizaci vzorkování a integraci s mikroplamennými hořiči pro ještě nižší spotřebu reagencií.
Využití směsných plynů nebo modulární plamenů by mohlo dále omezit matricové interference.
Vývoj v oblasti vysokoefektivního nebulizéru a modulární detekce by mohl posunout citlivost k ultra stopovým koncentracím.

Závěr

Optimalizace palivo-úsporných podmínek vzduch-acetylen plamene pro AAS vede k přesným, přesným a reprodukovatelným výsledkům měření vápníku v séru.
Metoda splňuje požadavky klinických standardů a nabízí vylepšené detekční limity díky redukci interferencí.
Porovnání s alternujícími plameny potvrdilo výhodu navržených podmínek pro rutinní použití.

Reference

• Hwang J. Y., Sandonato L. M. Some chemical interferences of calcium in atomic absorption spectrophotometry. Analytica Chimica Acta, 48 (1969).
• Messman J. D., O’Haver T. C., Epstein M. S. Precision of wavelength-modulated atomic absorption measurements of high calcium concentrations in a nitrous oxide-acetylene flame. Analytical Chemistry, 60 (1988).
• Pybus J., Feldman F. J., Bowers G. N. Measurement of total calcium in serum by atomic absorption spectroscopy, with use of a strontium internal reference. Clinical Chemistry, 16(12) (1970).
• Ramakrishna T. V., West P. W., Robinson J. W. The determination of calcium and magnesium in acetylene flame. Analytica Chimica Acta, 40 (1968).
• Robinson J. Atomic Absorption Spectroscopy. 2nd Edition, Marcel Dekker, Inc., New York (1975).