Способ определения концентрации катионов цинка в сыворотке крови с одновременным определением соотношения катионов цинка и меди в той же пробе



 


Владельцы патента RU 2548751:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Башкирский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области медицинской биохимии и представляет собой способ определения концентрации катионов цинка в сыворотке крови с одновременным определением соотношения катионов цинка и катионов меди, включающий использование в качестве основного реагента раствор дитизона в четыреххлористом углероде, инкубацию при комнатной температуре в щелочной среде, удаление органической фазы и колориметрию коллоидных растворов пробы сыворотки крови и стандартного раствора при 535 нм, расчет концентрации катионов цинка, колориметрию коллоидных растворов пробы сыворотки крови и стандартного раствора при при 435 нм и расчет молярного соотношения катионов цинка и меди. Изобретение обеспечивает определение наряду с концентрацией катионов цинка в крови также их соотношения с катионами меди в той же пробе без применения дополнительных реактивов. 4 пр.

 

Настоящее изобретение относится к области медицинской биохимии и может быть использовано для клинической диагностики.

По современным представлениям цинк играет важную роль в метаболизме. Это связано с тем, что катионы цинка входят в состав более 150 ферментов, формируют распознающие нуклеотидные последовательности области факторов транскрипции, участвуют в проведении нервных импульсов и модулируют чувствительность нейронов к нейромедиаторам. Катионы цинка необходимы для нормального функционирования эндокринной системы, в частности, поджелудочной и щитовидной железы, защищают мембраны от окислительного повреждения (Mann U. The Role of Minerals and Vitamins in Mental Health. - 2000; Bettger W, O'Dell BA Critical physiological role of zinc in the structure and function of biomembranes. Life Sciences. - 1981. - v.28. - p.1425-1438). В связи с этим определение концентрации цинка в биологических жидкостях, в частности в крови, широко используется в современной медицинской практике, в частности, при диагностике онкологических, кожных заболеваний, нарушений репродуктивных функций, диагностике нарушений обоняния и вкуса и др.

Нормальные значения концентрации цинка в крови взрослого человека колеблются в пределах 10,7-18,4 мкмоль/л (Цинк в педиатрической практике. Учебное пособие. Под ред. Л.А. Щелягиной. М., 2001, 84 с.).

В тоже время по клиническим данным значение имеет не только абсолютное значение концентрации цинка, но и его соотношение с другим незаменимым микроэлементом - медью. По данным литературы в норме отношение молярного содержания цинка к содержанию меди в крови должно составлять 10:1-8:1 (Jacob RA, 1981. Zinc and copper. Clinics in Laboratory Medicine. - v.1. - p.743-750; O. Akinloyei, F.M. Abbiyesuku. The impact of blood and seminal plasma zinc and copper concentrations on spermogram and hormonal changes in infertile Nigerian men. Reproductive Biology. - v.11, N2. - 2011. - p.83-98).

Из существующего уровня техники известен способ колориметрического определения концентрации цинка в водных растворах. Метод основан на образовании окрашенного в красный цвет соединения цинка с дитизоном с дальнейшим извлечением дитизоната цинка в слой четыреххлористого углерода при pH=4,5-1,8 и колориметрированием в области 535 нм (Патент РФ 2125724, опубл. 27.01.1999).

Недостатками данного технического решения применительно к определению цинка в сыворотке крови является необходимость экстракции окрашенного продукта органическим растворителем, что существенно увеличивает время однократного определения концентрации цинка в пробе.

Известен способ определения цинка в водных растворах по реакции родамина С с ионами цинка с образованием окрашенного комплексного соединения, которое экстрагируют диэтиловым эфиром и измеряют светопоглощение образующегося коллоидного водного раствора (Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984, С.164).

Недостатками способа являются высокая погрешность и длительность определения.

Известен способ определения цинка в водных растворах при его концентрациях, превышающих 0,1 мг/л, атомно-абсорбционной спектрометрией (Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984, С.22).

Известен способ определения меди в водных растворах атомно-абсорбционной спектрометрией (Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984, С.23).

Отношение концентраций цинка и меди при определении этим методом может быть получено вычислением полученных численных значений концентраций.

Недостатком способа атомно-абсорбционной спектрометрии является необходимость наличия дорогостоящего прибора, а также длительность и трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является метод количественного определения катионов цинка в сыворотке крови человека, который разработан на основе качественного варианта дитизонового метода определения цинка (Ильина О.С. Изменение содержания цинка в крови человека при сахарном диабете типа I и особенности гипогликемического действия цинкосодержащего комплекса инсулин-хондроитинсульфат. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Уфа, 2012). К 2 мл пробы крови добавляли 0,1 мл 10% NaOH и 0,2 мл раствора 1% раствора дитизона в четыреххлористом углероде. В отрицательном контроле вместо сыворотки крови добавляли 2 мл дистиллированной воды, в положительном контроле - 2 мл 20 мкмоль раствора сульфата цинка (молярная концентрация стандартного раствора сульфата цинка). Пробы фотометрировали при 535 нм.

Расчет концентрации катионов цинка в пробе проводили по формуле: CZn=20 мкмоль × ОП535 Пробы/ОП535 Стандарта,

где ОП535 Пробы - оптическая плотность пробы, измеренная при 535 нм;

ОП535 Стандарта - оптическая плотность стандартного 20 микромолярного раствора сульфата цинка, измеренная при 535 нм.

Недостатком известного технического решения является определение только одного диагностического показателя, описывающего содержание микроэлемента в сыворотке крови.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является высокая чувствительность способа, расширение спектра определяемых диагностических показателей из одной пробы, описывающих содержание металлов, в частности при заболеваниях сахарным диабетом, а именно определение наряду с концентрацией катионов цинка в сыворотке крови также соотношения катионов цинка с катионами меди в той же пробе без применения дополнительных реактивов.

Данная задача решается за счет того, что полученные дитизонаты цинка и меди фотометрируют в областях спектра, соответствующих их максимумам поглощения. Реакция проводится в щелочной среде, в которой дитизон присутствует в водорастворимой енольной форме и диффундирует в водную фазу из четыреххлористого углерода. В водной фазе образуются дитизонат цинка, имеющий максимум поглощения 535 нм, и дитизонат меди, имеющий максимум поглощения 435 нм. Органическую фазу удаляют и фотометрируют образующийся коллоидный раствор дитизонатов цинка и меди при 535 нм и 435 нм соответственно с использованием в качестве стандарта растворов, содержащих 20 мкмоль/л сульфата цинка и 2 мкмоль/л сульфата меди.

Предлагаемый метод основан на образовании при щелочном значении pH окрашенного в красный цвет соединения цинка с дитизоном и окрашенного в желто-коричневый цвет соединения меди с дитизоном. Образовавшиеся коллоидные растворы дитизонатов цинка и меди фотометрируют при 535 нм и 435 нм соответственно. Полученные результаты сравнивают с оптической плотностью дитизонатов цинка и меди, образовавшихся в ходе реакции со стандартными растворами, содержащими 20 мкмоль/л сульфата цинка и 2 мкмоль/л сульфата меди.

Концентрацию катионов цинка рассчитывают по формуле:

CZnстанд.*ОП535 Пробы/ОП535 Стандарта,

где Сстанд. - молярная концентрация стандартного раствора сульфата цинка;

ОП535 Пробы - оптическая плотность пробы сыворотки крови, измеренная при 535 нм;

ОП535 Стандарта - оптическая плотность стандартного раствора сульфата цинка, измеренная при 535 нм.

Отношение концентрации катионов цинка к концентрации катионов меди определяют по формуле:

C Z n / C C u = ( О П 535 / О П 435 ) П р о б ы * С с т а н д . Z n S O 4 ( О П 535 / О П 435 ) С т а н д а р т а * С с т а н д . C u S O 4 ,

где Сстанд.ZnSО4 - молярная концентрация стандартного раствора сульфата цинка;

Сстанд.CuSО4 - молярная концентрация стандартного раствора сульфата меди;

(ОП535/ОП435) Пробы - отношение оптических плотностей пробы, измеренных при 535 нм и 435 нм;

(ОП535/ОП435) Стандарта - отношение оптических плотностей стандартных растворов сульфата цинка и сульфата меди, измеренных при 535 нм и 435 нм соответственно.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является определение концентрации катионов цинка в сыворотке крови с параллельным определением соотношения катионов цинка и меди в той же пробе без применения дополнительных реактивов.

Пример 1

В пробирку с 2 мл сыворотки крови здорового донора добавляют 0,1 мл 10% NOH и 0,2 мл раствора 1% раствора дитизона в четыреххлористом углероде. В отрицательном контроле вместо сыворотки крови добавляют 2 мл физиологического раствора, в положительном контроле - 2 мл раствора, содержащего 20 мкмоль/л раствора сульфата цинка и 2 мкмоль/л сульфата меди (стандартные растворы). Пробы выдерживают при комнатной температуре 30 минут, органическую фазу удаляют. Пробы с коллоидными растворами дитизонатов цинка и меди фотометрируют при 535 и 435 нм.

Полученный результат: ОП535 Пробы = 0,230

ОП535 Стандарта = 0,255

ОП435 Пробы = 0,098

ОП435 Стандарта = 0,112

(ОП535/ОП435)Стандарта = 2,276

(ОП535/ОП435)Пробы = 2,346

Расчет концентрации катионов цинка проводят по формуле:

CZn=20 мкмоль/л * ОП535 Пробы/ОП535 Стандарта = 18,03 мкмоль/л

Отношение концентрации катионов цинка к концентрации катионов меди определяют по формуле:

C Z n / C C u = ( О П 535 / О П 435 ) П р о б ы * 10 ( О П 535 / О П 435 ) С т а н д а р т а = 2,346 / 2,276 * 10 = 10,031

Получено:

1. Концентрация цинка - 18,03 мкмоль/л;

2. Соотношение катионов цинка и меди - 10,031.

Пример 2

В пробирку с 2 мл сыворотки крови больного инсулинзависимым сахарным диабетом добавляют 0,1 мл 10% NOH и 0,2 мл раствора 1% раствора дитизона в четыреххлористом углероде. В отрицательном контроле вместо сыворотки крови добавляют 2 мл физиологического раствора, в положительном контроле - 2 мл раствора, содержащего 20 мкмоль/л раствора сульфата цинка и 2 мкмоль/л сульфата меди (стандартные растворы). Пробы выдерживают при комнатной температуре 30 минут, органическую фазу удаляют. Пробы фотометрируют при 535 и 435 нм.

Полученный результат:

ОП535 Пробы = 0,343

ОП535 Стандарта = 0,255

ОП435 Пробы = 0,243

ОП435 Стандарта = 0,112

(ОП535/ОП435)Пробы = 1,412

(ОП535/ОП435)Стандарта = 2,276

Расчет концентрации катионов цинка проводят по формуле:

CZn=20 мкмоль * ОП535 Пробы/ОП535 Стандарта = 26,9 мкмоль/л.

Отношение концентрации катионов цинка к концентрации катионов меди определяют по формуле:

C Z n / C C u = ( О П 535 / О П 435 ) П р о б ы * 10 ( О П 535 / О П 435 ) С т а н д а р т а = 1,412 / 2,276 * 10 = 6,20

Получено:

1. Концентрация катионов цинка - 26,9 мкмоль/л;

2. Соотношение катионов цинка и меди - 6,20.

Пример 3

С использованием приведенной методики обследовано 30 здоровых доноров 25-55 лет. Среднее значение общей концентрации катионов цинка в крови обследованных составило 23,6±1,32 мкмоль/л, среднее значение соотношения концентрации катионов цинка и меди - 9,4±0,6.

Пример 4

С использованием приведенной методики обследовано 30 больных с инсулинзависимым сахарным диабетом 25-55 лет. Среднее значение общей концентрации катионов цинка в крови обследованных составило 34,3±1,26 мкмоль/л, среднее значение соотношения концентрации катионов цинка и меди - 8,4±0,5.

Предлагаемый способ характеризуется высокой чувствительностью, достаточной для определения концентрации солей цинка и меди в диапазоне 1-100 мкмоль, что необходимо при исследовании проб крови.

Способ определения концентрации катионов цинка в пробе сыворотки крови с одновременным определением соотношения катионов цинка и катионов меди в той же пробе, включающий использование в качестве основного реагента раствор дитизона в четыреххлористом углероде, инкубацию пробы сыворотки крови и стандартного раствора при комнатной температуре в щелочной среде, удаление органической фазы и колориметрию коллоидных растворов пробы сыворотки крови и стандартного раствора, содержащего дитизонат цинка, при 535 нм, расчет концентрации катионов цинка по формуле: CZn=Cстанд.∗ОП535 Пробы/ОП535 Стандарта, где Сстанд. - молярная концентрация стандартного раствора сульфата цинка; ОП535 Пробы - оптическая плотность пробы сыворотки крови, измеренная при 535 нм; ОП535 Стандарта - оптическая плотность стандартного раствора сульфата цинка, измеренная при 535 нм, отличающийся тем, что колориметрию коллоидных растворов пробы сыворотки крови и стандартного раствора, содержащих дитизонат меди, повторно проводят при 435 нм и расчет соотношения катионов цинка и меди в той же пробе сыворотки крови осуществляют по формуле: CZn/CCuстанд.ZnSO4станд.CuSO4∗(ОП535/ОП435)Пробы/(ОП535/ОП435)Стандарта, где Сстанд.CuSO4 - молярная концентрация стандартного раствора сульфата меди; (ОП535/ОП435)Пробы - отношение оптических плотностей пробы сыворотки крови, измеренных при 535 нм и 435 нм; (ОП535/ОП435)Стандарта - отношение оптических плотностей стандартных растворов сульфата цинка и сульфата меди, измеренных при 535 нм и 435 нм соответственно.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биологии, токсикологической и аналитической химии, а именно к способам определения O-(2,3-дигидро-2,2-диметил-7-бензофуранил)-N-метилкарбамата в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидстанций, химико-токсикологических, экспертно-криминалистических и ветеринарных лабораторий.
Изобретение относится к медицине и представляет собой способ прогнозирования развития полипозного риносинусита у больных бронхиальной астмой, который осуществляется путем определения в крови пациентов показателей эндотоксикоза: лейкоцитов, молекул средней массы, креатинина, мочевины и скорости оседания эритроцитов; прогноз осуществляют с помощью дискриминантного уравнения: D=6,900×лейкоциты(×10^9/л)+2,640×скорость оседания эритроцитов (мм/ч)+17,819×молекулы средней массы (ед.
Изобретение относится к области медицины и может найти применение для оценки действия цитомегаловирусной инфекции (ЦМВИ) на деформабельность эритроцитов в период гестации.

Группа изобретений относится к медицине и касается способа диагностики нарушения почек у собак, включающего стадию измерения уровня экспрессии группы биомаркеров в биологическом образце от собаки, где биомаркеры представляют собой кластерин (CLU), секретируемый связанный с frizzle белок-2 (SFRP2); матрилин-2 (Matn2); лумикан (LUM); декорин (DCN); альфа 1 (III) цепи коллаген, вариант 12 (COL3A1); ретинол-связывающий белок 4 (rbp4); ММР-9; трансферрин (TF); Аро-С-1 (АроС1); и ингибин-бета A (INHBA).

Изобретение относится к области медицины, а именно к оториноларингологии, и может использоваться для прогнозирования восстановления слуховой функции у больных с острой сенсоневральной тугоухостью (ОСНТ).

Изобретение относится к области лабораторной диагностики и может быть использовано в клинической практике для оценки эффективности антибактериальной терапии у больных с бактериальной инфекцией, в том числе с бактериальным сепсисом.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для защиты лимфоцитов от апоптоза. Для этого в инкубационную среду, содержащую лимфоциты, вводят 1,4-дитиоэритритол и аскорбиновую кислоту в конечной концентрации 3,0 ммоль и 0,1 ммоль соответственно.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для оценки эффективности модели перекисного окисления липидов мембран лимфоцитов. Для этого предварительно обрабатывают лимфоциты перекисью водорода в конечной концентрации 0,5 мМ и определяют белково-связанный глутатион.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для прогнозирования ранней стадии апоптоза лимфоцитов. Для этого выделяют клетки, инкубируют их 48 часов при температуре 37°C и 5% содержании CO2 с добавлением индуктора апоптоза дексаметазона в концентрации 10-4 моль/мл.

Изобретение относится к области медицины, конкретно к онкологии, и касается способа прогнозирования исходов мышечно-инвазивного рака мочевого пузыря. Способ включает проведение исследования активности 26S протеасом и содержания NF-кВ р65 и р50 в опухолевой ткани.

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано для экспресс-диагностики генитальной формы инфекционного ринотрахеита у коров. Сущностью предлагаемого способа экспресс-диагностики генитальной формы инфекционного ринотрахеита (ИРТ) у коров является обработка поверхности шейки матки 3% уксусной кислотой в дозе 10-15 мл, удаление поверхностной слизи и выявление участков слизистой с атипичными клетками, которые становятся белыми при проведении пробы.
Заявленная группа изобретений относится к медицине, а именно к терапии, эндокринологии, и может быть использована для выявления и своевременной коррекции иммунно-метаболической полипатии.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для анализа локализации и содержания белкового компонента в клетках млекопитающих с различным уровнем синтетических процессов.
Изобретение относится к медицине и предназначено для диагностики развития синдрома кишечной недостаточности у больных с абортивными формами острого панкреатита.
Изобретение относится к биологии и медицине, а именно к лабораторным методам исследования. Для оценки присутствия фосфатидилсерина на поверхности мембран эритроцитов клетки фиксируют глутаровым альдегидом, отмывают дистиллированной водой и помещают на предметное стекло, обработанное хлористым лантаном, перемешивают и с помощью световой микроскопии наблюдают за агрегацией клеток.

Изобретение относится к области судебной медицины, криминалистики и может быть использовано в этих областях при экспертном отождествлении личности умершего ребенка раннего возраста с диагнозом фетального алкогольного синдрома, а также для диагностики фетального алкогольного синдрома у умершего ребенка раннего возраста.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в онкологии, урологии, клинической лабораторной диагностике для цитологического и/или иммуноцитохимического анализа спиртового смыва мочевого пузыря для диагностики рака мочевого пузыря.
Изобретение относится к области медицины, в частности к онкологии и к патолого-анатомической диагностике, и может быть использовано для прогнозирования течения инфильтрирующего рака молочной железы.
Изобретение относится к медицине, онкологии и может применяться для ранней диагностики опухолей позвонков. Проводят трехступенчатую диагностику всем больным с опухолевыми заболеваниями различной локализации.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложена биосенсорная система и тестовые сенсоры (варианты) для определения концентрации анализируемого вещества в образце.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для прогнозирования цитопротективного эффекта внутривенных иммуноглобулинов при терапии женщин с привычным невынашиванием беременности и диагностированным антифосфолипидным синдромом. Сущность способа заключается в том, что часть культуры эндотелиальных клеток предварительно обрабатывают иммуноглобулинами для внутривенного введения, а часть оставляют не обработанными, культивируют с сывороткой крови женщины и определяют процент нежизнеспособных эндотелиальных клеток, обработанных иммуноглобулинами для внутривенного введения. Также определяют процент нежизнеспособных эндотелиальных клеток, не обработанных иммуноглобулином для внутривенного введения. Затем рассчитывают цитопротективный эффект в процентах по формуле: ЦЭ=100-100Х/Х1, где X - процент нежизнеспособных эндотелиальных клеток, обработанных иммуноглобулином, после культивирования с сывороткой крови; X1 - процент нежизнеспособных эндотелиальных клеток, не обработанных иммуноглобулином, после культивирования с сывороткой крови. При его значении более 55% прогнозируют цитопротективный эффект как положительный. Способ позволяет прогнозировать цитопротективный эффект внутривенных иммуноглобулинов как при терапии женщин с привычным невынашиванием беременности и диагностированным антифосфолипидным синдромом, так и при терапии других заболеваний, связанных с повреждением эндотелия и формированием эндотелиальной дисфункции. 6 ил., 3 табл., 2 пр.
Наверх