[go: up one dir, main page]

RU2602915C1 - Method of determining concentration of lead in cattle lungs - Google Patents

Method of determining concentration of lead in cattle lungs Download PDF

Info

Publication number
RU2602915C1
RU2602915C1 RU2015130994/15A RU2015130994A RU2602915C1 RU 2602915 C1 RU2602915 C1 RU 2602915C1 RU 2015130994/15 A RU2015130994/15 A RU 2015130994/15A RU 2015130994 A RU2015130994 A RU 2015130994A RU 2602915 C1 RU2602915 C1 RU 2602915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lungs
lead
content
hair
cattle
Prior art date
Application number
RU2015130994/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Валерьевна Коновалова
Ольга Сергеевна Короткевич
Кирилл Николаевич Нарожных
Валерий Лаврентьевич Петухов
Ольга Игоревна Себежко
Ольга Александровна Зайко
Мария Владимировна Стрижкова
Борис Леонидович Панов
Ирина Константиновна Бирюля
Евгений Варисович Камалдинов
Елизавета Игоревна Петухова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет
Priority to RU2015130994/15A priority Critical patent/RU2602915C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602915C1 publication Critical patent/RU2602915C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to analytical chemistry and a method of determining concentration of lead in lungs of cattle of black-Motley breed. Method comprises determining concentration of Mn and/or Na in hair by atomic emission spectrometry with inductively bound plasma. Regression equation is then calculated, wherein content of manganese or sodium is used to determine concentration of lead in lungs by formula y = 0.0179x - 0.0067, where x is Mn content (mg/kg) in hair, where y is content of Pb (mg/kg) in lungs or by formula y = 0.0000334x + 0.007551, where x is Na content (mg/kg) in hair, y is content of Pb (mg/kg) in lungs.
EFFECT: use of method provides high-accuracy of determining lead content in lungs of cattle of black-Motley breed.
1 cl, 3 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к животноводству, экологии, ветеринарии и предназначено для использования в качестве прижизненного неинвазивного теста уровня аккумуляции свинца в легких крупного рогатого скота.The present invention relates to animal husbandry, ecology, veterinary medicine and is intended for use as a lifetime non-invasive test of the level of accumulation of lead in the lungs of cattle.

Свинец находится в организме животных в мобильной и фиксированной формах. В мобильной форме он способен к диффузии, а в фиксированной - нет. Более 90% свинца в крови содержится в связанном с эритроцитами виде (Castellino N., Aloj S., 1964). Большая часть свинца находится в эритроцитах, в строме - меньшая. В организме свинец транспортируется схожим с кадмием способом. Он образует комплексы с металлотионеином, транспортером дивалентных ионов металлов и с транспортером цинка, благодаря чему мигрирует в места своей аккумуляции (Espinoza A. et al., 2012).Lead is in the body of animals in mobile and fixed forms. In a mobile form it is capable of diffusion, but in a fixed form it is not. More than 90% of lead in the blood is found in the form associated with red blood cells (Castellino N., Aloj S., 1964). Most of the lead is in red blood cells, in the stroma - a smaller one. In the body, lead is transported in a manner similar to cadmium. It forms complexes with metallothionein, a divalent metal ion transporter, and a zinc transporter, due to which it migrates to its accumulation sites (Espinoza A. et al., 2012).

Наибольшая аккумуляция свинца в норме происходит в почках, печени и костной ткани (Kehoe R.A., 1964). В экспериментах, проведенных на лабораторных животных, установлено, что через час после внутривенного введения свинца, его содержание в почках составляет 8,3%, в бедренной кости - 3,2%, в печени - 2,2%, в сыворотки крови - 1,5%. Через 24 часа концентрация этого металла была следующей: 6,3%, 3,2%, 0,7%, 0,4% соответственно (Москалев Ю.И., 1985, с. 156).The greatest accumulation of lead normally occurs in the kidneys, liver and bone tissue (Kehoe R.A., 1964). In experiments conducted on laboratory animals, it was found that an hour after intravenous administration of lead, its content in the kidneys is 8.3%, in the femur - 3.2%, in the liver - 2.2%, in serum - 1 ,5%. After 24 hours, the concentration of this metal was as follows: 6.3%, 3.2%, 0.7%, 0.4%, respectively (Moskalev Yu.I., 1985, p. 156).

В элементологии сельскохозяйственных животных большое внимание уделяется поиску малоинвазивных и неинвазивных маркеров аккумуляции тяжелых металлов в различных органах (Патент РФ №2342659, Патент РФ №2426119, Патент РФ №2421726).In the elementology of farm animals, much attention is paid to the search for minimally invasive and non-invasive markers of accumulation of heavy metals in various organs (RF Patent No. 2342659, RF Patent No. 2426119, RF Patent No. 2421726).

Свинец оказывает сильное токсическое воздействие на организм животных и человека. Это проявляется в высоком нейротоксичном, нефротоксичном, гематотоксичном, гепатотоксичном, мутагенном и канцерогенном действии, а также он отрицательно влияет на опорно-двигательную, репродуктивную, сердечно-сосудистую и пищеварительную системы (Патент №2285920).Lead has a strong toxic effect on animals and humans. This is manifested in high neurotoxic, nephrotoxic, hematotoxic, hepatotoxic, mutagenic and carcinogenic effects, and it also negatively affects the musculoskeletal, reproductive, cardiovascular and digestive systems (Patent No. 2285920).

Существуют способы определения свинца в пищевом сырье (Продукты пищевые. Методика определения токсических элементов атомно-эмиссионным методом. - М.: Госстандарт России, 1997. - С. 10-21). Однако этим методом определяют содержание свинца после забоя животных. Известен способ определения свинца в печени свиней (Патент РФ №2285920). Данный метод разработан для определения свинца в печени свиней, а для других видов животных не пригоден.There are methods for determining lead in food raw materials (Food products. Method for determining toxic elements by the atomic emission method. - M .: Gosstandart of Russia, 1997. - P. 10-21). However, this method determines the lead content after slaughtering animals. A known method for the determination of lead in the liver of pigs (RF Patent No. 2285920). This method is designed to determine lead in the liver of pigs, and is not suitable for other animal species.

От рассмотренных выше методов предлагаемый нами способ отличается тем, что проводят определение химического состава волоса крупного рогатого скота методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Устанавливают концентрацию Mn и Na в волосе для определения свинца в легких и рассчитывают уравнение регрессии:From the methods discussed above, our proposed method is characterized in that the chemical composition of cattle hair is determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry. Set the concentration of Mn and Na in the hair to determine lead in the lungs and calculate the regression equation:

y=0,0179х-0,0067, где х - содержание Mn (мг/кг) в волосе,y = 0.0179x-0.0067, where x is the Mn content (mg / kg) in the hair,

y - содержание Pb (мг/кг) в легких,y is the content of Pb (mg / kg) in the lungs,

y=0,0000334х+0,007551, где х - содержание Na (мг/кг) в волосе,y = 0.0000334x + 0.007551, where x is the Na content (mg / kg) in the hair,

y - содержание Pb (мг/кг) в легких.y is the content of Pb (mg / kg) in the lungs.

Заявленным способом решается задача оценки накопления свинца в легких крупного рогатого скота черно-пестрой породы. Поставленная задача достигается с помощью определения концентрации Mn и Na в волосе с последующим расчетом уровня свинца в легких с использованием уравнения регрессии.The claimed method solves the problem of assessing the accumulation of lead in the lungs of cattle of black-motley breed. The task is achieved by determining the concentration of Mn and Na in the hair, followed by calculating the level of lead in the lungs using the regression equation.

Пример выполненияExecution example

Содержание элементов в пробах определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-АЭС) в лаборатории аналитической геохимии Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН. Исследования проб легких и волоса выполняли на спектрометре серии IRIS Advantage производства Thermo Jarrell Ash.The content of elements in the samples was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) at the Laboratory of Analytical Geochemistry of the Joint Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy SB RAS. Studies of lung and hair samples were performed on an IRIS Advantage spectrometer manufactured by Thermo Jarrell Ash.

Пробоподготовка для атомно-эмиссионного анализа происходила в следующей последовательности: посуду после мойки в мыльном растворе промывали водопроводной водой и ополаскивали бидистиллированной водой, потом сушили. Пробы (весом 1 г) измельчались до однородной массы, затем высушивались в печи при температуре 100°C около 12 часов до постоянной массы. Затем полученный сухой остаток озоляли в муфельной печи при температуре 480-500°C. Через 10-15 часов минерализация заканчивалась, зола приобретала серый или белый цвет. После этого пробы остывали при комнатной температуре. В кварцевые чашки с пробами вносили 5 мл азотной кислоты, сверху накрывали фторопластовой крышечкой и оставляли на 12 часов. Затем пробы нагревали на электроплитке до получения сухого осадка. Далее добавляли 1 мл хлорной и 5 мл азотной кислоты, сверху накрывали фторопластовой крышечкой. Содержимое чашек упаривали на электроплитке. Когда раствор становится прозрачным, в каждую чашку вносили 5 мл соляной кислоты 1:1. Это повторяли до влажного осадка солей желтоватого цвета. Затем добавляли 5 мл 5%-ной соляной кислоты и нагревали на электроплитке до растворения осадка. Полученные пробы оставляли остывать при комнатной температуре. Затем добавляли 2 мл скандия. Конечная концентрация скандия в растворе была 2 мкг/мл. Полученный раствор разбавляли бидистиллированной водой до 10 мл. Готовый раствор исследовался на элементный состав.Sample preparation for atomic emission analysis took place in the following sequence: the dishes after washing in a soap solution were washed with tap water and rinsed with bidistilled water, then dried. Samples (1 g) were crushed to a homogeneous mass, then dried in an oven at 100 ° C for about 12 hours to constant weight. Then the obtained dry residue was ashed in a muffle furnace at a temperature of 480-500 ° C. After 10-15 hours, mineralization ended, the ash acquired a gray or white color. After this, the samples were cooled at room temperature. 5 ml of nitric acid were added to the quartz cups with samples, covered with a fluoroplastic cap on top and left for 12 hours. Then the samples were heated on an electric stove until a dry precipitate was obtained. Next, 1 ml of perchloric and 5 ml of nitric acid were added, and a fluoroplastic cap was placed on top. The contents of the cups were evaporated on a hot plate. When the solution becomes clear, 5 ml of 1: 1 hydrochloric acid was added to each dish. This was repeated until a wet precipitate of yellowish salts. Then 5 ml of 5% hydrochloric acid was added and heated on a hot plate until the precipitate dissolved. The resulting samples were allowed to cool at room temperature. Then added 2 ml of scandium. The final concentration of scandium in the solution was 2 μg / ml. The resulting solution was diluted with bidistilled water to 10 ml. The finished solution was tested for elemental composition.

В легких черно-пестрого скота наибольшая концентрация микроэлементов наблюдалось у титана, а у никеля - наименьшая (таблица 1). По уровню концентрации химических элементов в легких можно расположить в виде возрастающего ряда: Ni<Pb<Sr<Ti, в соотношении 1:1,5:2,7:3,5. В то же время фенотипическая изменчивость более всего выражена для Ni, а менее всего - для Sr. Выявлены значительные различия между отдельными животными по способности к аккумуляции никеля и титана, что отражает широкое отношение крайних вариант этих элементов.In the lungs of black-motley cattle, the highest concentration of trace elements was observed in titanium, and in nickel, the smallest (table 1). By the level of concentration of chemical elements in the lungs, it can be arranged in the form of an increasing series: Ni <Pb <Sr <Ti, in a ratio of 1: 1.5: 2.7: 3.5. At the same time, phenotypic variation is most pronounced for Ni, and least of all for Sr. Significant differences between individual animals in the ability to accumulate nickel and titanium were revealed, which reflects the wide ratio of extreme variants of these elements.

Figure 00000001
Figure 00000001

В таблице 2 приведены данные о содержании химических элементов в волосе. По уровню аккумуляции микроэлементы можно представить в виде убывающего ранжированного ряда: Na>Mg>K. Следовательно, в волосе в набольшей степени накапливается натрий, а в наименьшей - марганец. Более высокая фенотипическая изменчивость характерна для Mg, а относительно низкая - для Na.Table 2 shows data on the content of chemical elements in the hair. By the level of accumulation, microelements can be represented in the form of a decreasing ranked series: Na> Mg> K. Consequently, sodium accumulates in the hair to the greatest degree, and manganese in the least. Higher phenotypic variability is characteristic for Mg, and relatively low for Na.

Figure 00000002
Figure 00000002

В таблице 3 показано, что между изученными показателями имеются достаточно высокие положительные корреляции. С целью прогнозирования уровня свинца в легких были рассчитаны уравнения регрессии. По уровню марганца и/или натрия в волосе можно вычислить концентрацию свинца в легких.Table 3 shows that there are fairly high positive correlations between the studied indicators. In order to predict the level of lead in the lungs, regression equations were calculated. By the level of manganese and / or sodium in the hair, the concentration of lead in the lungs can be calculated.

Figure 00000003
Figure 00000003

Таким образом, предложенные уравнения регрессии позволяют провести прижизненную неинвазивную оценку интерьера животных по содержанию свинца в легких, используя при этом только пробы волоса.Thus, the proposed regression equations make it possible to conduct a lifetime non-invasive assessment of the interior of animals by the content of lead in the lungs, using only hair samples.

ЛитератураLiterature

1. Москалев Ю.И. Минеральный обмен. - М.: Медицина, 1985. - С. 156.1. Moskalev Yu.I. Mineral exchange. - M.: Medicine, 1985 .-- S. 156.

2. Castellino N. Kinetics of the distribution and excretion of lead in the rat. / N. Castellino, S. Aloj // Brit. J. ind. Med., 1964. - Vol. 21. - P. 308-314.2. Castellino N. Kinetics of the distribution and excretion of lead in the rat. / N. Castellino, S. Aloj // Brit. J. ind. Med., 1964. - Vol. 21. - P. 308-314.

3. Espinoza A. Iron, copper, and zinc transport: inhibition of divalent metal transporter 1 (DMT1) and human copper transporter 1 (hCTR1) by shRNA / A. Espinoza, S. Le Blanc, M. Olivares et al. // Biol. Trace Elem. Res., 2012. - Vol. 146 (2). - P. 281-286.3. Espinoza A. Iron, copper, and zinc transport: inhibition of divalent metal transporter 1 (DMT1) and human copper transporter 1 (hCTR1) by shRNA / A. Espinoza, S. Le Blanc, M. Olivares et al. // Biol. Trace Elem. Res., 2012 .-- Vol. 146 (2). - P. 281-286.

4. Kehoe R.A. Normal metabolism of lead / R.A. Kehoe // Arch. Environ. Health, 1964. - Vol. 8. - P. 44.4. Kehoe R.A. Normal metabolism of lead / R.A. Kehoe // Arch. Environ. Health, 1964. - Vol. 8. - P. 44.

Claims (1)

Способ определения концентрации свинца в легких крупного рогатого скота, включающий анализ биосубстрата, отличающийся тем, что проводят микроэлементный анализ волоса крупного рогатого скота черно-пестрой породы, определяют в волосе концентрацию марганца и/или натрия и рассчитывают уравнение регрессии:
y=0,0179х-0,0067, где х - содержание Μn (мг/кг) в волосе,
y - содержание Pb (мг/кг) в легких,
у=0,0000334х+0,007551, где x - содержание Na (мг/кг) в волосе,
y - содержание Pb (мг/кг) в легких.
A method for determining the concentration of lead in the lungs of cattle, including the analysis of biosubstrate, characterized in that a microelement analysis of the hair of cattle of black-motley breed is carried out, the concentration of manganese and / or sodium in the hair is determined and the regression equation is calculated:
y = 0.0179x-0.0067, where x is the content of Μn (mg / kg) in the hair,
y is the content of Pb (mg / kg) in the lungs,
y = 0.0000334x + 0.007551, where x is the Na content (mg / kg) in the hair,
y is the content of Pb (mg / kg) in the lungs.
RU2015130994/15A 2015-07-24 2015-07-24 Method of determining concentration of lead in cattle lungs RU2602915C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130994/15A RU2602915C1 (en) 2015-07-24 2015-07-24 Method of determining concentration of lead in cattle lungs

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015130994/15A RU2602915C1 (en) 2015-07-24 2015-07-24 Method of determining concentration of lead in cattle lungs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602915C1 true RU2602915C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015130994/15A RU2602915C1 (en) 2015-07-24 2015-07-24 Method of determining concentration of lead in cattle lungs

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602915C1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421726C1 (en) * 2010-04-08 2011-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method to detect lead content in organs of cattle

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2421726C1 (en) * 2010-04-08 2011-06-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет Method to detect lead content in organs of cattle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХАКИМОВ И.Н. и др. Экологическая безопасность мяса чистопородных и поместных бычков по содержанию солей тяжелых металлов // Известия Нижневолжского Агроуниверситетского комплекса. Зоотехния и ветеринария, 2012, N 2(26). НАРОЖНЫХ К.Н. и др., Закономерности аккумуляции тяжелых металлов влегких бычков герефордской породы в Западной Сибири // Современные проблемы науки и образования, 2014, N 6 [найдено в сети Интерент: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=17057]. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Darwish et al. Metal contamination in quail meat: residues, sources, molecular biomarkers, and human health risk assessment
Noël et al. Distribution and relationships of As, Cd, Pb and Hg in freshwater fish from five French fishing areas
Petukhova Content of heavy metals in the muscle tissue of cattle
Capelli et al. Distribution of trace elements in organs of six species of cetaceans from the Ligurian Sea (Mediterranean), and the relationship with stable carbon and nitrogen ratios
Lech et al. Cadmium concentration in human autopsy tissues
Shah et al. Total mercury determination in different tissues of broiler chicken by using cloud point extraction and cold vapor atomic absorption spectrometry
Giannossi et al. Trace element investigations in urinary stones: A preliminary pilot case in Basilicata (Southern Italy)
Untea et al. Development and validation of a microwave digestion–FAAS procedure for Cu, Mn and Zn determination in liver
RU2426119C1 (en) Method to detect cadmium content in muscular tissue of cattle
Sivakumar et al. Studies the alterations of biochemical and mineral contents in bone tissue of mus musculus due to aluminum toxicity and the protective action of desferrioxamine and deferiprone by FTIR, ICP-OES, SEM and XRD techniques
RU2421726C1 (en) Method to detect lead content in organs of cattle
RU2629605C1 (en) Method for lead level determination in cattle muscular tissue
Shah et al. Determination of total mercury in chicken feed, its translocation to different tissues of chicken and their manure using cold vapour atomic absorption spectrometer
Długaszek et al. Relationships between element contents in Polish children’s and adolescents’ hair
RU2602915C1 (en) Method of determining concentration of lead in cattle lungs
JPWO2014132383A1 (en) In vivo element testing method
Patiño Ropero et al. Mercury species accumulation and trophic transfer in biological systems using the Almadén mining district (Ciudad Real, Spain) as a case of study
Długaszek et al. Magnesium, calcium and trace elements distribution in serum, erythrocytes, and hair of patients with chronic renal failure
Hadyait et al. Estimation of heavy metals in liver, gizzard, breast and thigh muscles of broiler chicken in different area of Lahore by ICP-OES
RU2761045C1 (en) Method for determination of iron content in muscle tissue of fish
RU2849407C1 (en) Method for determining level of barium in muscle tissue of cattle
Klich et al. Comorbidities and concentration of trace elements in livers of European bison from Bieszczady Mountains (Poland)
RU2804796C1 (en) Method of assessing strontium content in muscle tissue of cattle
RU2548774C1 (en) Method of evaluating cadmium in liver and lungs of cattle
RU2758902C1 (en) Method for evaluating cadmium in bovine muscle tissue

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170725