Development of a method for the determination of arsenic in biological material

Celem pracy było opracowanie i walidacja metody oznaczania As w próbkach materiałów biologicznych przy zastosowaniu atomowej spektrometrii absorpcyjnej z generacją wodorków (HG AAS) i atomizacją elektrotermiczną (ET AAS). Badany materiał stanowiły próbki moczu, włosów, krwi i wycinki wątroby pobrane od nienarażonych na As osób. Próbki mineralizowano na mokro techniką klasyczną (mieszaniną HNO3 i H2SO4) oraz mikrofalową (HNO3 i H2O2). Analizy prowadzono na spektrometrze SOLAAR MQZe, firmy Thermo, z deuterową i Zeemanowską korekcją tła.Oceniono wpływ technik mineralizacji materiału, warunków aparaturowych, składu i rozcieńczenia próbek, dodatku modyfikatorów, a także technik kalibracji na wyniki analizy, a następnie ustalono optymalny sposób postępowania. Wyznaczono granice wykrywalności i oznaczalności (LOD i LOQ), precyzję (względne odchylenie standardowe RSD) i dokładność (odzysk RV i błąd względny RE) metod. Dla obu technik, jako optymalną, ustalono mineralizację mikrofalową i kalibrację techniką serii wzorców, a ponadto dla: - HG AAS – rozcieńczenie mineralizatów 2- i 4-krotne, dodatek kwasu sulfaminowego, - ET AAS – rozcieńczenie mineralizatów 5-krotne, dodatek azotanu lantanu, temp. mineralizacji i atomizacji: 1200 i 2600°C.Wartości LOD i LOQ, RV oraz RSD obu metod były zbliżone wynosząc odpowiednio np. dla moczu:- w HG AAS – 0,003 i 0,010 μg/mL, 103,8%, 1,24%,- w ET AAS – 0,003 i 0,009 μg/mL, 99,1%, 4,02%. Obie metody umożliwiają oznaczenie As w materiale biologicznym w stężeniach występujących w przypadkach narażenia na As (w tym zatruć ostrych) z dobrą precyzją i dokładnością.The aim of the work was to develop and validate a method of determination of arsenic in biological material by atomic absorption spectrometry with hydride generation (HG AAS) and electrothermal atomization (ET AAS). The analyzed materials were samples of urine, hair, blood and liver, obtained from people not exposed to As. Samples were wet digested: classically (with HNO3 and H2SO4 mixture) and by microwaves (HNO3 and H2O2 mixture). Analyses were carried out by a Thermo spectrometer: AAS Solaar MQZe with deuterium and Zeeman background correction. The effects of the digestion technique, instrument conditions, composition and dilution of samples, addition of matrix modifiers and calibration techniques on results were studied and next, the optimal way of analysis was established. Limits of detection and quantification (LOD and LOQ), precision (relative standard deviation RSD) and accuracy (recovery RV and relative error RE) for both methods were calculated. Microwave digestion and calibration using a standard curve were established as optimal for both techniques, and for:- HG AAS – 2- and 4-fold dilution of digest, addition of sulfamic acid,- ET AAS – 5-fold dilution of digest, addition of lanthanum nitrate, ashing and atomization temperatures of 1200 and 2600°C,were chosen as suitable analytical conditions.The LOD and LOQ, RV and RSD were similar for both methods and for urine were:- HG AAS – 0.003, 0.010 μg/mL, 103.8%, 1.24%,- ET AAS – 0.003, 0.009 μg/mL, 99.1%, 4.02%. Both methods enable estimation of As concentrations in biological samples in cases of exposure (including acute poisoning) with good precision and accuracy