Сотрудники лаборатории методов исследования и анализа веществ и материалов Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из Медицинского радиологического научного центра им. А.Ф. Цыба (Обнинск) провели исследования элементного состава тканей женской молочной железы у нескольких десятков пациентов с целью определить тенденции изменения содержания и состава химических элементов в здоровой ткани молочной железы с увеличением возраста.

Использована комбинация эффективной пробоподготовки образцов малой массы и методов атомно-эмиссионной спектроскопии и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (рис. 1). Определено содержание более чем 50 элементов. Результаты опубликованы в журналах Applied Chemical Engineering (Zaichick et al., 2024), Journal of Biotechnology & Bioinformatics (Dogadkin et al., 2024), World Journal of Advanced Research and Reviews (Zaichick et al., 2024), Advances in Sexual & Reproductive Health Research (Zaichick et al., 2024).

С.н.с. ГЕОХИ РАН, к.х.н. Денис Догадкин за работой на масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой Thermo Fisher Xseries 2

Исследование является частью цикла работ, посвящённых определению изменений содержания химических элементов в тканях здоровой молочной железы с целью выявлению нарушений соматического гомеостаза химических элементов при доброкачественной и злокачественной трансформации железы, что в перспективе даст основу для разработки новых способов ранней диагностики.

Рисунок 1. Масс-спектрометр с индуктивно-связанной плазмой

Онкологические заболевания молочной железы женщин являются глобальной медицинской и социальной проблемой. Этиология этого заболевания в значительной степени пока остаётся неясной. Однако хорошо известно, что частота заболеваемости раком молочной железы увеличивается с возрастом. Для более полного понимания возрастных изменений в физиологии и биохимии молочной железы, а также для выявления признаков патологии ткани по содержанию химических элементов для пациентов различной возрастной категории, необходимо представлять, как меняется с возрастом содержание важных для жизнедеятельности химических элементов.

Рисунок 2. Разработанная конструкция мини-сосудов для работы в режиме общей атмосферы автоклава

Растворы для измерений готовились с помощью разработанной в лаборатории конструкции блока фторопластовых реакционных мини-сосудов с общей газовой атмосферой для разложения в микроволновых системах объектов биологического и растительного происхождения малой массы (рис. 2).

Обнаружено, что в здоровой ткани молочной железы с возрастом наблюдается снижение содержания таких жизненно важных элементов как K, Mg, Na, Rb, S, в то время доля некоторых следовых элементов увеличивается.

Ввиду того, что каждый образец уникален, а содержание элементов в здоровых тканях характеризуется сравнительно высокой природной вариабельностью, то для статистически обоснованной интерпретации результатов анализа, например, для отнесения образца ткани к какой-то группе (норма или патология) необходимо оценить неопределённость результатов анализа единичных образцов.

Рисунок 3. Зависимость неопределенности измерения для единичного образца от соотношения найденной концентрации и предела обнаружения (C/DL) для случаев Mn, Al и Ni

С помощью программы iPlasmaProQuad, разработанной в лаборатории, это было сделано. Показано, что неопределенность результата заметно возрастает при концентрациях элементов, близких к пределу обнаружения. Результаты аппроксимируются степенной функцией и линеаризуются в логарифмических координатах (рис. 3).

Источник: ГЕОХИ РАН.