生物樣品的采集、預(yù)處理和儲存方法介紹
一、采樣
生物樣品涉及復(fù)雜的基體,這些基體既有固態(tài)的也有液態(tài)的,包括所有的水生或陸生動(dòng)、植物。形態(tài)分析有時(shí)針對整個(gè)生物體,有時(shí)是其中的一部分器官或組分,有時(shí)則只測定排泄物。在環(huán)境分析中,生物樣品主要包括魚類、果殼類、海藻類、草本植物、果實(shí)、蔬菜、葉子及其動(dòng)植物樣品。在職業(yè)健康研究中,主要研究人體組織、頭發(fā)、汗液、血液、尿樣和糞便等。
生物樣品的采集關(guān)鍵在于防止樣品的沾污,對于金屬元素的形態(tài)分析,應(yīng)該避免使用金屬刮刀、解剖刀、剪刀、鑷子或針等。實(shí)驗(yàn)室用的硼硅玻璃器皿,聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯以及石英器具等可以代替上述金屬制品。處理樣品時(shí),不要直接用手接觸,而應(yīng)戴塑料手套,帶粉末的如滑石粉等應(yīng)注意沖洗干凈,因這些粉末往往帶進(jìn)鋅和其他金屬。在實(shí)踐中,金屬刀片和活檢用的針頭不可避免地要用于樣品處理,雖然這些刀具會帶來一定的金屬沾污,但比石英或玻璃刀具要方便和有效得多。研究表明,使用不銹鋼刀具處理活檢組織,可能帶入3ng·g-1Mn、15ng·g-1Cr和60ng·g-1Ni,如果研究上述金屬元素在生物體中的濃度和形態(tài),不銹鋼刀具顯然是不合適的。
研究人體血清中的微量元素,有時(shí)含量相差很大,這除了分析方法和個(gè)體差異以外,在很大程度上來源于采樣時(shí)的污染。有研究表明,在不銹鋼針頭采集血液樣品時(shí),前20mL中鐵、錳、鎳、鈷、鉬、鉻的含量明顯增高,銅和鋅的含量沒有什么變化。由于這個(gè)原因,最好用聚四氟乙烯或聚丙烯導(dǎo)管替代。
灰塵是生物樣品中鋅、鋁和其他金屬元素污染的主要來源。在體液等樣品采集中應(yīng)該避免帶入灰塵。尿樣也極易帶入灰塵,所以采樣時(shí)必須加倍注意,接收在帶蓋的、用酸沖洗過的聚乙烯瓶子里。
二、樣品處理及貯存
對許多生物樣品,需要進(jìn)行最初的預(yù)處理。這種預(yù)處理應(yīng)該在采樣后立即進(jìn)行。例如,在分析貝殼類樣品中的微量元素時(shí),需要將貝殼外層的沉積物清洗干凈,然后開殼,采集整個(gè)貝肉或個(gè)別部位。同樣,水生植物如海藻等亦需要仔細(xì)清洗以除去沉積物、寄生植物或其他類似的表面沾污。必須注意樣品的代表性。微量元素往往在一些特殊的部位有更大的濃度,如植物根和葉子等,而且植物的大小與濃度也有關(guān)系,如果分析單個(gè)樣品時(shí)這些特點(diǎn)采樣時(shí)就應(yīng)注意。上述樣品采集后如不馬上進(jìn)行分析應(yīng)該冷藏。處理上述樣品時(shí)應(yīng)戴聚乙烯手套,樣品存放于塑料袋或塑料容器中。對于頭發(fā)樣品,為了清洗干凈以排除外來元素,可以使用一些清洗辦法進(jìn)行微量元素分析發(fā)樣的處理,可以在0.1% Triton-X100中,用超聲波振蕩儀處理,過濾后用甲醇沖洗,然后在空氣中用吹風(fēng)機(jī)吹干。
對于血液樣品的處理,要根據(jù)全血、血漿及血清的不同要求而進(jìn)行前處理。全血短期內(nèi)可以在4℃貯存,冷凍效果較好,但冷藏往往導(dǎo)致沉淀出現(xiàn)。解凍時(shí)沉淀出的固體加酸可以溶解。
樣品的均勻往往是處理大量樣品的第二步,如果使用機(jī)械勻漿器,刀片的沾污問題需要考慮。少量樣品也可以直接溶解在濃鹽酸或強(qiáng)堿里,季銨鹽的氫氧化物也經(jīng)常用來溶解少量組織樣品。如在20%的四甲基氫氧化銨中浸泡2h,可以有效地從蛋白質(zhì)和脂肪中游離出烷基鉛化合物,這種提取方法適合于魚、海藻和其他海生植物的處理。提取時(shí)在60℃水浴中加熱可以加快提取速度。
高壓燜罐也經(jīng)常用于樣品處理,這種方法可以有效地防止樣品處理時(shí)的沾污。微量元素的空白非常低。在高壓溶樣前,樣品一般經(jīng)凍干或風(fēng)干后,再經(jīng)高壓處理,高壓燜罐的溫度控制要根據(jù)不同樣品的需求而定,一般而言,在160-180℃下處理6h即可得到滿意的結(jié)果。
冷凍干燥是除去固體生物樣品中水分的好辦法,可以避免微量元素的損失或樣品沾污,少量樣品時(shí)這個(gè)方法較為適宜。在通風(fēng)櫥中控制溫度在100℃左右連續(xù)加熱,是一種最方便的方法,但是容易揮發(fā)的組分,像元素汞和其他一些有機(jī)金屬化合物極易在此期間損失。
馬弗爐在500℃時(shí)可以分解大多數(shù)有機(jī)化合物,也適合Hg、As、Sn、Se、Pb、Ni、Cr等樣品的處理。
凍干或消解的樣品比較容易保存,在萃取前或溶解前,需要重新混合均勻。
