Процентное содержание микроэлементов: §1. Содержание химических элементов в организме. Макро- и микроэлементы

§ 1. Содержание химических элементов в организме. Макро- и микроэлементы

В живых организмах обнаружено более 70 химических элементов. Они являются составной частью определенных веществ, образующих структуры организма и участвующих в химических реакциях. Одних химических элементов в организмах содержится больше, других меньше, третьи присутствуют в ничтожных количествах.

Макроэлементы. Химические элементы, содержание которых в живых организмах составляет от десятков до сотых долей процента, называются макроэлементами. Живые организмы более чем на 98 % состоят из четырех химических элементов: кислорода (О), углерода (С), водорода (Н) и азота (N). Водород и кислород — составные элементы воды. Наряду с углеродом и азотом эти элементы являются основными составляющими органических соединений живых организмов.

В состав молекул многих органических веществ также входят сера (S) и фосфор (Р). Кроме того, к макроэлементам относятся натрий (Na), калий (К), магний (Mg), кальций (Са), хлор (С1) и др.

Важнейшим макроэлементом для организма человека является кальций. Его соединения, в частности ортофосфат, составляют минеральную основу костей и зубов. Другие соединения кальция участвуют в нервной и мышечной деятельности, входят в состав клеток и тканевой жидкости организма. Суточная потребность взрослого человека в кальции составляет от 0,8 до 2 г. Основные источники этого элемента — молоко, кефир, творог, сыр, рыба, фасоль, петрушка, зеленый лук, а также яйца, гречка, овсянка, морковь и горох.

Однако в пище могут также содержаться вещества, препятствующие усвоению кальция, например щавелевая кислота и фитин. Со щавелевой кислотой кальций образует малорастворимую соль, фитин тоже довольно прочно удерживает кальций. Поэтому важно не злоупотреблять блюдами из щавеля и шпината, в листьях которых содержится 0,1 —0,5 % щавелевой кислоты. Фитин, присутствующий в овощах и злаках, разрушается при нагревании, поэтому менее вреден. Ржаной хлеб полезнее пшеничного — в нем меньше фитина.

Микроэлементы. Жизненно важные элементы, которые содержатся в живых организмах в исключительно малых количествах (менее 0,01 %) составляют группу микроэлементов. К этой группе относятся некоторые металлы, например железо (Fe), цинк (Zn), медь (Си), марганец (Мп), кобальт (Со), молибден (Мо), а также неметаллы фтор (F), йод (I) и др.

Процентное содержание того или иного элемента не характеризует степень его важности в организме. Например, йод, содержание которого в норме в организме человека не превышает 0,0001 %, входит в состав гормонов щитовидной железы тироксина и т р и й о д т и р о н и н а. Эти гормоны регулируют обмен веществ, влияют на рост, развитие и дифференцировку тканей, на деятельность нервной системы.

Железо и медь входят в состав ферментов, участвующих в клеточном дыхании. Вместе с кобальтом они играют важную роль в процессах кроветворения. Цинк и марганец оказывают влияние на рост и развитие организмов. Фтор входит в состав костной ткани и эмали зубов. Более подробная информация о содержании и биологической роли химических элементов в живых организмах приведена в таблице 1.

Таблица 1. Биологически важные химические элементы

Элемент	Содержание, %	Биологическая роль
Макроэлементы
Кислород(О)	65 — 75	Входит в состав молекул воды и органических веществ, обеспечивает реакции окисления, в ходе которых выделяется необходимая организму энергия
Углерод(С)	15—18	Входит в состав молекул всех органических веществ
Водород (Н)	8—10	Входит в состав молекул воды и всех органических веществ
Азот(N)	1,5 — 3	Входит в состав молекул органических веществ, в том числе белков, нуклеиновых кислот, АТФ
Кальций(Са)	0,04—2	Входит в состав костной ткани, зубной эмали, участвует в процессах свертывания крови и обеспечивает сократимость мышечных волокон. У растений входит в состав клеточной стенки
Фосфор (Р)	0,2—1	Входит в состав органических веществ (ДНК, РНК, АТФ и др.), костной ткани и зубной эмали
Калий(К)	0,15 — 0,4	Один из основных катионов в организме животных: участвует в генерации биоэлектрических потенциалов, регуляции ритма сердечной деятельности. Также участвует в процессе фотосинтеза
Сера (S)	0,15 — 0,2	Входит в состав органических веществ (белков, некоторых аминокислот)
Хлор (С1)	0,05 — 0,1	Основной анион в организме животных. Входит в состав соляной кислоты желудочного сока
Натрий (Na)	0,02 — 0,03	Один из основных катионов: участвует в генерации биоэлектрических потенциалов, поддерживает нормальный ритм сердечной деятельности, влияет на синтез гормонов
Магний (Mg)	0,02 — 0,03	Входит в состав хлорофилла, некоторых ферментов, а также в состав костной ткани и зубной эмали

Элемент	Содержание, %	Биологическая роль
Микроэлементы
Железо (Fe)	0,01	Входит в состав многих ферментов, гемоглобина и миоглобина. Участвует в процессах клеточного дыхания и фотосинтеза
Кремний (Si)*	0,001	Участвует в формировании костей и коллагена — основного белка соединительной ткани животных. Входит в состав клеточной оболочки растений
U,iiHK(Zn)	0,0003	Входит в состав инсулина, некоторых ферментов, принимает участие в процессах синтеза растительных гормонов
Медь (Си)	0,0002	Участвует в процессах фотосинтеза, клеточного дыхания, синтеза гемоглобина. Входит в состав гемоцианинов — дыхательных пигментов крови и гемолимфы некоторых видов беспозвоночных животных
Фтор (F)	0,0001	Входит в состав зубной эмали и костной ткани
Йод(1)	0,0001	Входит в состав гормонов щитовидной железы
Марганец (Мп)	менее 0,0001	Входит в состав или повышает активность некоторых ферментов. Участвует в формировании костей, в процессе фотосинтеза
Кобальт (Со)	менее 0,0001	Входит в состав витамина В12, участвует в процессах кроветворения
Молибден (Мо)	менее 0,0001	Участвует в процессах связывания атмосферного азота клубеньковыми бактериями

* Для растений — макроэлемент

Для человека источниками макро- и микроэлементов являются продукты питания и вода. Поэтому для полного удовлетворения потребностей в макро- и микроэлементах необходимо полноценное и разнообразное питание, включающее продукты животного и растительного происхождения. Для Беларуси и некоторых других регионов Земли характерен недостаток йода и фтора в природной воде. Поэтому очень важно чаще употреблять в пищу морепродукты, а также восполнять этот недостаток употреблением фторированной и йодированной поваренной соли, производство и продажа которой налажены в нашей стране.

1.  В какой группе все элементы относятся к макроэлементам? К микроэлементам?

а ) Железо, сера, кобальт;  в ) натрий, кислород, йод;

б ) фосфор, магний, азот;  г) фтор, медь, марганец.

2.  Какие химические элементы называются макроэлементами? Перечислите их. Каково значение макроэлементов в живых организмах?

3.  Какие элементы называются микроэлементами? Приведите примеры. В чем заключается роль микроэлементов для жизнедеятельности организмов?

4.  Установите соответствие между химическим элементом и его биологической функцией:

1) кальций

2  ) магний

3  ) кобальт

4  ) йод 5) цинк 6 ) медь

а) участвует в синтезе гормонов растений, входит в состав инсулина, б ) входит в состав гормонов щитовидной железы.

в)  является компонентом хлорофилла.

г)  входит в состав гемоцианинов некоторых беспозвоночных животных.

д)  необходим для мышечного сокращения и свертывания крови, е ) входит в состав витамина В

12.

5.  На основании материала о биологической роли макро- и микроэлементов и знаний, полученных при изучении организма человека в 9-м классе, объясните, к каким последствиям может привести недостаток тех или иных химических элементов в организме человека.

6.  В таблице указано содержание основных химических элементов в земной коре (по массе, в %). Сравните состав земной коры и живых организмов. В чем заключаются особенности элементарного состава живых организмов? Какие факты позволяют сделать вывод о единстве живой и неживой природы?

Элемент	Содержание, %	Элемент	Содержание, %	Элемент	Содержание, %
Кислород	49,13	Натрий	2,4	Углерод	0,35
Кремний	26	Магний	2,35	Хлор	0,2
Алюминий	7,45	Калий	2,35	Фосфор	0,125
Железо	4,2	Водород	1	Сера	0,1
Кальций	3,25	Титан	0,61	Азот	0,04

Биология: учеб. для 10-го кл. учреждений общ. сред, образования с рус. яз. обуч. / Н. Д. Лисов [и др.]; под ред. Н. Д. Лисова. — 3-е изд., перераб. — Минск : Народная асвета, 2014. — 270 с.: ил.

Микроэлементы. Процентное содержание в клетке, значение

Сегодня мы рассмотрим клетку и содержащиеся в ней микроэлементы. Процентное содержание в клетке также будет нами подробно описано. Для начала поговорим о самом понятии «клетка».

Все, что нас окружает и сами мы – это своеобразный конструктор. Все состоит из мельчайших частиц, которые невозможно увидеть без специального оборудования под названием Микроскоп. Клетка – это полость, внутри которой водный раствор химических веществ, окружена она мембраной. Перед тем, как нами будут рассмотрены микроэлементы (процентное содержание в клетке и другие вопросы), необходимо понимать: клетка способна выжить самостоятельно и обладает рядом особенностей:

• обмен веществ;
• самовоспроизводство и так далее.

Последнее, что стоит упомянуть: цитология занимается изучением элементарных структурных элементов, то есть клеток.

Атомный состав

В периодической системе Дмитрия Ивановича Менделеева существует более ста элементом, а в человеческой клетке содержится более половины из них. Кроме этого, порядка 20 из этих элементов являются необходимыми для жизнедеятельности организма, их можно обнаружить практически во всех ее типах. Наш основной вопрос – это микроэлементы, процентное содержание в клетке. Но, необходимо знать и то, что элементы по их процентному содержанию в клетке могут делиться на классы:

• макроэлементы;
• микроэлементы;
• ультрамикроэлементы.

Если взять все микроэлементы, то их процентное содержание в общей сумме не превышает трех процентов. К данным элементам можно отнести следующие:

• магний;
• хлор;
• натрий;
• калий;
• кальций;
• железо;
• сера;
• фосфор.

Как видите, их всего восемь, по сравнению с макроэлементами, которых насчитывается всего 4, а их общее процентное содержание превышает показатель 90. К группе ультрамикроэлементов относится множество элементов, а их общее процентное содержание не превышает 0,1.

Микроэлементы

Сейчас рассмотрим микроэлементы.

Процентное содержание в клетке микроэлементов следующее:

Элемент	Примерное количество
Магний	0,02%
Натрий	0,025%
Кальций	1%
Железо	0‚01%
Калий	0‚2%
Сера	0‚15%
Фосфор	0,5%
Хлор	0‚05%

Как видите, эти цифры очень малы. В таблице мы рассмотрели процентное содержание в клетке микроэлементов, но какова их функция. Некоторые из элементов мы выделили отдельно, а сейчас кратко об остальных. И так, натрий выполняет несколько функций, среди которых:

• обеспечение нормального ритма сердечных сокращений;
• создание мембранного потенциала клетки;
• с помощью данного элемента происходит проведение нервных импульсов;
• поддержание водно-солевого баланса.

Процентное содержание в клетке микроэлементов (калий, сера и хлор) составляет менее 1 процента. Тем не менее, данные элементы выполняют множество необходимых функций:

• калий – это основной катион, он, так же как и натрий, обеспечивает нормальную сердечную работу, оказывает помощь при синтезе белка;
• сера – это составляющий элемент аминокислот, витамина В₁ и других ферментов;
• хлор – это внеклеточный анион, входит в состав кислоты желудочного сока.

Магний

Мы рассмотрели все микроэлементы. Процентное содержание в клетке так же представлено в таблице выше. Но зачем нужен магний, и какие функции он выполняет? С этим мы сейчас и разберемся.

Мы его можем найти практически во всех клетках человека. Почему? Именно магний принимает участие в большинстве биохимических реакций, которых более 300. Первое основное предназначение – это участие в создании энергии, то есть АТФ. Это очень важно, так как АТФ выполняет роль энергетической станции как для клеток, так и для организма в общем.

Вторая функция – это помощь в усвоении некоторых веществ и синтезе белка. Третья функция – это регуляция в организме следующих элементов:

• натрия;
• кальция.

Это нужно для правильной работы сердца и нервной системы, предотвращения ишемической болезни сердца.

Кальций

Мы рассмотрели процентное содержание микроэлементов, из таблицы видно, что кальций составляет всего 0,02% всех элементов. Тем не менее, его значение также велико. И так:

• кальций входит в состав стенок клетки;
• входит в состав костной ткани и зубной эмали;
• кальций способен активировать свертывание крови;
• входит в состав раковин множества беспозвоночных;
• служит посредником внутри клеток и регулирует различные процессы;
• координирует сердцебиение;
• регулирует кровяное давление;
• участвует в работе нервной системы;
• сохраняет кислотно-щелочное равновесие в нашем организме;
• препятствует попаданию вирусов в клетки и так далее.

Железо

Этот элемент просто необходим для нормального процесса жизнедеятельности организма. Именно он помогает в транспортировке кислорода ко всем органам и тканям. Также этот элемент входит в состав ферментов, гемоглобина, миоглобина. Железо участвует в процессе дыхания и фотосинтеза у растений.

Фосфор

Элемент необходим для организма по многим причинам. Основные из них:

• формирование зубов;
• формирование костей;
• входит в состав множества ферментов;
• участвует в регенерации клеток и тканей;
• производство АТФ-молекул, необходимых хранилищ энергии для организма;
• помощь в функционировании почек;
• регуляция мышечных сокращений.

Микроэлементы | справочник Пестициды.ru

Микроэлементы являются активным веществом микроудобрений.

Микроэлементы распространены в земной коре в концентрациях, не превышающих 0,1 %, а в живом веществе они обнаруживаются в количестве 10^-3–10^-12%. К группе микроэлементов относят металлы, неметаллы, галогены. Единственная их общая черта – низкое содержание в живых тканях.

Микроэлементы принимают самое активное участие во многих жизненных процессах, происходящих в растениях на молекулярном уровне. Путем воздействия на ферментную систему либо в непосредственной связи с биополимерами растений они стимулируют или ингибируют протекание физиологических процессов в тканях.

Для корректировки содержания микроэлементов в почве практикуют некорневые подкормки в течение вегетации, предпосевную обработку семян и посадочного материала, а также внесение в почву необходимых веществ в виде удобрений.

Физические и химические свойства

Микроэлементы различны по своим физическим и химическим свойствам. Среди них встречаются металлы (цинк, медь, марганец, кобальт, ванадий, молибден), неметаллы (бор), галогены (йод).

Химические элементы подразделяются на необходимые для растений и полезные им.

питательные элементы отвечают следующим требованиям:

• без элемента не может завершиться жизненный цикл растения;
• физиологические функции, выполняемые с участием конкретного элемента, не осуществляются при его замене на другой элемент;
• элемент обязательно вовлекается в метаболизм растения.

Однако существует ряд условностей в использовании данного термина. Дело в том, что сложности с его применением возникают уже при сравнении необходимости того или иного элемента для жизни высших и низших растений и, тем более, животных и человека. Так, например, не доказана необходимость бора для некоторых грибов, спорна необходимость наличия кобальта для осуществления физиологических функций целого ряда растений. К бесспорно необходимым элементам относят марганец, цинк, медь, молибден, бор, хлор, никель.

– это питательные элементы, обладающие способностью стимулировать рост и развитие растений, но не в полной мере соответствующие трем требованиям, приведенным выше. К этой группе относятся и те элементы, которые необходимы только в определенных условиях и только для определенных видов растений. В настоящее время из микроэлементов полезными для растений считаются кобальт, селен, кремний, алюминий, йод и другие.^[2]

В настоящее время жизненно необходимыми для растений считаются только около десяти микроэлементов, еще несколько – необходимыми узкому кругу видов. Для остальных элементов известно, что они могут оказывать стимулирующее действие на растения, но их функции не установлены.^[5]

Некоторые физические и химические свойства микроэлементов, согласно данным:[3][9]
Микроэлемент	Атомный номер	Атомная масса	Группа	Cвойства	Т. кип, °C	Т. плавл, °C	Физическое состояние при нормальны условиях
Бор (В)	5	10,81	III	неметалл	3700	2075	порошок черного цвета
Ванадий (V)	23	50,94	V	металл	3400	1900	металл серебристого цвета
Йод (I)	53	126,90	VII	галоген	113,6	185,5	черно-фиолетовые кристаллы
Марганец (Mn)	25	54,94	VII	металл	2095	1244	металл серебристого белого цвета
Кобальт (Со)	27	59,93	VIII	металл	2960	1494	твердый, тягучий, блестящий металл
Медь (Cu)	29	63,54	I	металл	2600	1083	металл красного, в изломе розового цвета
Цинк (Zn)	30	65,39	II	металл	906	419,5	голубовато-серебристый металл
Молибден (Мо)	42	95,94	VI	металл	4800	2620	светло-серый металл

Содержание микроэлементов в природе

Микроэлементы содержатся в небольших количествах практически повсеместно: в горных породах, почве, растениях и, естественно, в организме человека и животных.

Бор. В небольших количествах в составе различных соединений можно встретить во всех почвах, воде, в составе растительных и животных организмов.^[5]

Йод. Образует мало самостоятельных минералов, но присутствует во многих в виде изоморфных примесей.^[5]

Марганец. Один из наиболее распространенных в литосфере элементов. Преобладает в почвообразующих породах.^[2]

Кобальт. Содержание в литосфере незначительно. Присутствует в растениях, при этом, бобовые культуры богаче кобальтом, чем злаковые.^[6]

Медь. В земной коре – 0,01 %. Встречается в свободном состоянии в виде самородков, иногда очень значительных размеров.^[7]

Цинк. Широко распространен в природе. В породах цинк содержится в виде простого сульфида, а также замещает магний в силикатах.^[2]

Ванадий. Относится к рассеянным элементам и в свободном виде в природе не встречается.^[7]

Молибден. Связан с гранитными и другими кислыми магматическими породами. Содержание его в этих породах колеблется в пределах 1–2 мг/кг.^[5]

Факторы, определяющие концентрацию микроэлементов в почвах

Содержание микроэлементов в почвах зависит от многих факторов и подчинено ряду закономерностей:

• Чем больше микроэлементов в горной породе, тем больше их и в почве. Эта неизменная, за некоторым исключением, закономерность (например, йод) проистекает из того факта, что основным источником поступления микроэлементов в почву являются материнские горные породы. Известно, что в процессе длительного почвообразования происходит перераспределение химических элементов исходных горных пород, но при этом специфические свойства и химические особенности микроэлементов горных пород практически навсегда сохраняются в почвах.^[1]
• Концентрация микроэлементов в почвообразующих породах увеличивается с возрастанием содержания физической глины и уменьшается с увеличением содержания песка и супеси. Это объясняется тем, что в состав глин включен монтмориллонит, содержащий большую концентрацию микроэлементов, чем включенный в состав песка кварц. Обычно в пределах одного почвенного района закономерность возрастания содержания микроэлементов от песков к глинистым породам увеличивается, но между породами в различных областях можно наблюдать значительные различия.
• Один из определяющих факторов содержания микроэлементов в породах – карбонатность.
• Почвы с реакцией, близкой к нейтральной, содержат больше микроэлементов.
• Почвообразующие породы, расположенные в зоне активного воздействия грунтовых вод и подверженные процессу заболачивания, приобретают некоторые особенности по содержанию микроэлементов.
• Почвы с повышенным накоплением органического вещества, как правило, и микроэлементами обеспечены в достаточной степени. Это связано с тем, что в растительных остатках и плазме микроорганизмов находится значительное количество микроэлементов. Гумусовые вещества обладают большей адсорбционной способностью и поглощают ионы микроэлементов из окружающей среды.
• Содержание в почве водорастворимых солей оказывает большое влияние на наличие в ней микроэлементов.
• Специфика условий почвообразования также накладывает свой отпечаток на количественное содержание микроэлементов в почвах.
• Концентрация микроэлементов в грунтовых водах сильно влияет на их содержание в почве. В данном случае наблюдается тесная взаимосвязь, поскольку и колебание концентрации микроэлементов в почвенно-грунтовых водах – следствие разнообразия почвенного покрова и почвообразующих пород.^[1]
«>

Содержание микроэлементов в различных типах почв

характеризуются самыми высокими концентрациями микроэлементов (исключение – барий). содержат в 2–2,5 раза больше кобальта, стронция и хрома, чем пески. Содержание ванадия, бора и марганца в тех же породах уже в 3–4 раза больше, чем в песчаных. накапливают ванадий, хром, марганец, кобальт. включают подвижные формы меди и марганца. и близкой к нейтральной реакцией содержат больше марганца. содержат больше валового и подвижного кобальта. характеризуются содержанием подвижного бора от 10 до 20 % от валового.

Однако по общим запасам микроэлементов в почве нельзя судить об их доступности для растений. Микроэлементы могут присутствовать в почве в формах, недоступных растениям. В связи с этим важно учитывать не столько общее содержание микроэлементов, сколько наличие их усвояемых форм.^[1]

Содержание валовых и усвояемых форм микроэлементов в основных типах почв СНГ. (мг/кг) числитель – валовое содержание, знаменатель – усвояемые формы, согласно данным:[1]
Почва	B	Cu	Zn	Mn	Mo	Co	V	I
Дерново- подзолистая	1,5–6 ,6 0,08–0,38	0,1–47,9 0,05–5,0	20–67 0,12–20,0	40–7200 50,0–150	1,0–4,0 0,04–0,97	0,45–14,0 0,12–3,0	10–62 н.д.	0,5–4,4 н.д.
Чернозем	4–12 0,38–1,58	7–18 4,5–10,0	24–90 0,10–0,25	200–5600 1,0–75	0,7–8,6 0,02–0,33	2,6–13,0 1,10–2,2	37–125 н.д.	2,0–9,8 н.д.
Серозем	8,8–160,3 0,23–0,62	5–20 2,5–10,0	26–63 0,09–1,12	310–3800 1,5-125	0,7–2,0 0,03-0,15	н.д. 0,9-1,5	50–87 н.д.	1,3–38 н.д.
Каштановая	100–200 0,30–0,90	0,6–20 8,0–14,0	53 0,06–0,14	600–1270 1,5–75	0,2–2,0 0,09–0,62	8,6 0,1–6,0	56 н.д.	2,0–9,8 н.д.
Бурая	40,5 0,38–1,95	14–44,5 6,0–12,0	32,5–54,0 0,03–0,20	390–580 1,5–75	0,4–2,8 0,06–0,12	2,3–3,8 0,57–2,25	56 н.д.	0,3–5,3 н.д.

Роль в растении

Биохимические функции

Роль микроэлементов для растений многогранна. Они призваны улучшать обмен веществ, устранять функциональные нарушения, содействовать нормальному течению физиолого-биохимических процессов, влиять на процессы фотосинтеза и дыхания. Под действием микроэлементов возрастает устойчивость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям, неблагоприятным факторам окружающей среды (засухе, повышению или понижению температуры, тяжелой зимовке и прочим).

Установлено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, играющих важную роль в жизни растений. Все биохимические реакции синтеза, распада, обмена органических веществ протекают только при участии ферментов.

в составе микроудобрений повышают активность ферментов пероксидазы и полифенолоксидазы как в семядолях, так и в корнях гороха, но не изменяют их активности в проростках. При этом, и у гороха, и у кукурузы пероксидазная окислительная система преобладает над полифенолоксидазной.

Микроэлементы с ферментами могут быть связаны прочно и непрочно. Непрочные связи присущи тем элементам, которые способны оказывать сходное действие на направленность фотосинтеза, окислительно-восстановительных процессов, обмен углеводов, накопление витаминов и ряд других процессов. Это микроэлементы, вступающие в биохимические реакции как двухвалентные металлы. Примером могут служить цинк и кобальт.^[1]

Роль в растении и главные функции некоторых необходимых питательные микроэлементов, согласно данным:[5]
Микроэлемент	В какие компоненты входит	Процессы, в которых участвует
Бор	Фосфоглюконаты	Метаболизм и перенос углеводов, Синтез флавоноидов,  Синтез нуклеиновых кислот, Утилизация фосфата,образование полифенолов.
Кобальт	Кофермент кобамид	Симбиотическая фиксация азота (возможно и у не клубеньковых растений), стимулирование окислительно-восстановительных реакций при синтезе хлорофилла и протеинов.
Медь	Разнообразные оксиданты, пластоцианины, ценилоплазмин.	Окисление, фотосинтез, метаболизм протеинов и углеводов, Возможно, участвует в симбиотической фиксации азота и окислительно-восстановительных реакциях.
Йод	Тирозин и его производные у покрытосеменных  и водорослей
Марганец	Многие ферментные системы	Фотопродукция кислорода в хлоропластах и косвенное участие  в восстановлении NO3—
Молибден	Нитратредуктаза, нитрогеназа, оксидазы и молибденоферридоксин	Фиксация азота, восстановление NO3— Окислительно-восстановительные реакции
Ванадий	Порфины,  гемопротеины	Метаболизм липидов, фотосинтез в зеленых водорослях и, возможно, участие в фиксации N2
Цинк	Ангидразы, дегидрогеназы, протеиназы и пептидазы	Метаболизм углеводов и белков

Недостаток (дефицит) микроэлементов в растениях

Изменения листьев при дефиците цинка

Изменения листьев при дефиците цинка

---

1 – хлороз листьев пшеницы; 2 – бурые пятна на листьях риса

Использовано изображение:^[13][15]

При недостаточном поступлении какого-либо микроэлемента из числа необходимых питательных элементов рост растения отклоняется от нормы или прекращается вовсе, а дальнейшее развитие растения, в особенности его метаболические циклы, нарушаются.^[5]

При недостатке микроэлементов активность многих ферментов резко снижается. Например, установлено, что при недостатке меди резко падает активность ферментов, в состав которых входит медь, а именно, полифенолоксидазы и аскорбатоксидазы.^[1]

Симптомы недостаточности (дефицита) трудно свести к одному знаменателю, но, все же, они характерны для конкретных микроэлементов. Наиболее часто наблюдается хлороз.

Визуальная симптоматика очень важна для диагностики недостаточности, но нарушения метаболических процессов и, как следствие, потеря биомассы продукции могут наступать прежде, чем симптомы недостаточности будут заметны. Для улучшения методов диагностики дефицита микроэлементов ряд авторов предлагает биохимические индикаторы. К сожалению, широкое применение этого способа ограничено в связи с большой изменчивостью энзиматической активности и трудностью определения данного показателя.

Наиболее широко используются тесты – анализ почв и растений. Но и в этом случае неподвижные формы микроэлементов, находящиеся в старых частях растения, могут исказить данные. Однако анализ растительных тканей успешно используют для установления дефицита микроэлементов путем сравнения с содержанием этих соединений в тех же тканях нормальных растений, того же возраста и в тех же органах.

При устранении дефицита микроэлементов при помощи удобрений следует учитывать тот факт, что подобная процедура является эффективной, только если содержание элемента в почве либо его доступность достаточно низкие.

В любом случае, формирование дефицита микроэлементов в растениях является результатом сложного взаимодействия нескольких факторов. Многочисленные наблюдения доказали, что свойства и генезис почв – это главные причины, вызывающие дефицит микроэлементов в растении. Обычно недостаток микроэлементов связан с почвами высокой кислотности (светлыми песчанистыми) и щелочными (известковистыми) почвами с неблагоприятным водным режимом, а также с избытком фосфатов, азота, кальция, оксидов железа и марганца.^[5]

Симптомы недостатка микроэлементов питания у сельскохозяйственных культур, согласно данным:[5]
Элемент	Симптомы	Чувствительные культуры
Бор	Хлороз и покоричневение молодых листьев, Погибшие верхушечные почки, Нарушение развития цветов, Поражение сердцевины растений и корней, Мультипликация при делении клеток	Бобовые, Капуста и близкие виды, Свекла, Сельдерей, Виноград, Фруктовые деревья (груши и яблони)
Медь	Вилт, Меланизм, Белые скрученные макушки, Ослабление образования метелок, Нарушение одревеснения	Злаки (овес), Подсолнечник, Шпинат, Люцерна.
Марганец	Пятна хлороза, Некроз молодых листьев, Ослабленный тургор	Злаки (овес), Бобовые, Фруктовые деревья (яблони, вишни, цитрусовые)
Молибден	Хлороз края листовой пластинки, Нарушение свертывания цветной капусты, Огненные края и деформация листьев, Разрушение зародышевых тканей.	Капуста, близкие виды, Бобовые
Цинк	Межжилковый хлороз (у однодольных), Остановка роста, Розетчатость листьев у деревьев, Фиолетово-красные точки на листьях	Зерновые (кукуруза), Бобовые, Травы, Хмель, Лен, Виноград, Фруктовые деревья (цитрусы).

Избыток микроэлементов в растениях

Дисбаланс микроэлементов

Дисбаланс микроэлементов

---

Поражения листовой пластины при дефиците и избытке микроэлементов у пшеницы

1 – избыток бора; 2 – избыток марганца;

3 – дефицит цинка

Использовано изображение:^[11][12][14]

Метаболические нарушения в растениях вызывают не только недостаток, но и избыток элементов питания. Растения более устойчивы к повышенной, чем к пониженной концентрации микроэлементов.

Главные реакции, связанные с токсичным действием микроэлементов:

• изменение проницаемости клеточных мембран;
• реакции тиольных групп с катионами;
• конкуренция с жизненно важными метаболитами;
• большое сродство с фосфатными группами и активными центрами в АДФ и АТФ;
• захват в молекулах позиций, занимаемых жизненно важными группами, такими, как фосфат и нитрат.

Оценка влияния токсичных концентраций элементов на растение достаточно сложна, поскольку зависит от множества факторов. К числу наиболее важных относят пропорции, в которых ионы и их соединения присутствуют в почвенном растворе.

Например, токсичность арсената и селената заметно понижается при избытке сульфата и фосфата. Металлоорганические соединения могут быть более токсичными, чем катионы того же элемента. Кислородные анионы элементов, как правило, более ядовиты, чем их простые катионы.

Наиболее токсичными для высших растений являются медь, никель, свинец, кобальт.

Видимые симптомы токсичности изменяются в зависимости от вида растения, но имеются и общие, неспецифические симптомы фитотоксичности: хлорозные и бурые точки на листовых пластинках и их краях, а также коричневые чахлые корни кораллоподобной конфигурации.

Симптомы токсичности микроэлементов у распространенных с/х культур, согласно данным:[5]
Элемент	Симптомы	Чувствительные культуры
Бор	Хлороз краев и концов листьев, Бурые точки на листья, Загнивание ростовых точек, Скручивание и отмирание старых листьев	Злаки, Картофель, Помидоры, Огурцы, Подсолнечник, Горчица
Кобальт	Межжилковый хлороз молодых листьев, Белые края и кончики листьев, Уродливые кончики корней	Злаки, Картофель, Помидоры, Огурцы, Подсолнечник, Горчица
Медь	Темно-зеленые листья, Корни толстые, короткие или похожие на колючую проволоку, Угнетение образования побегов	Злаки, Бобовые, Шпинат, Саженцы цитрусовых, Гладиолусы
Марганец	Хлороз и некротические поражения у старых листьев, Буровато-черные или красные некротические пятна, Накопление частиц оксида марганца в клетках эпидермиса, Засохшие кончики листьев, Чахлые корни	Злаки, Бобовые, Картофель, Капуста
Молибден	Пожелтение или покоричневение листьев, Угнетение роста корней, Угнетение кущения	Злаки
Цинк	Хлороз и некроз концов листьев, Межжилковый хлороз молодых листьев, Задержка роста у растения в целом, Корни повреждены, похожи на колючую проволоку.	Злаки, Шпинат

Содержание микроэлементов в различных соединениях

Микроудобрения – это удобрения, в которых действующим веществом является один (или несколько) микроэлементов. Они могут быть представлены как в виде минеральных форм, так и органоминеральными соединениями. Микроудобрения классифицируют по основному элементу, который они содержат (марганцевые, цинковые, медьсодержащие и прочее).

Микроэлементы могут входить и в состав макроудобрений в виде примесей. Определенное количество микроэлементов привносится в почву и в составе органических удобрений. На практике в качестве микроудобрений часто используют отходы различных производств, обогащенные микроэлементами.^[2]

Способы применения микроудобрений и удобрений, содержащих микроэлементы

Микроудобрения применяют для внесения в почву, некорневых подкормок и предпосадочной обработки семян. Дозы микроудобрений малы. Это требует высокой точности дозирования и равномерности внесения.

применяется для радикального повышения содержания микроэлементов в почве на протяжении всего вегетационного периода. При этом способе могут наблюдаться отрицательные эффекты:

• образование трудно растворимых форм микроэлементов,
• вымывание микроэлементов за пределы корнеобитаемого слоя.

Не рекомендуется вносить в почву дорогостоящие виды микроудобрений, особенно осенью. В данном случае лучше использовать различные макроудобрения, модифицированные микроэлементами, труднодоступные промышленные отходы и удобрения пролонгированного действия.

– самый распространенный способ использования микроудобрений. Этот способ технологичен и позволяет сочетать обработку семян с их посевом. Именно такая форма обработки способствует оптимизации питания растения микроэлементами на самых ранних стадиях развития. Часто обработку семян микроэлементами сочетают с применением пленкообразующих веществ, регуляторов роста и протравителей. Этот процесс носит название инкрустации семян. рекомендуется проводить при непосредственном обнаружении дефицита микроэлемента. Этот способ позволяет корректировать питание растений микроэлементами, избегая негативных последствий внесения микроудобрений в почву.^[2]

Среднее содержание микроэлементов в виде примесей в минеральных удобрениях и мелиорантах, мг/кг, согласно данным:[2]
Удобрение	Бор	Молибден	Цинк	Медь	Кобальт	Марганец
Фосфофоритная мука Месторождение Кингисеппа Месторождения Каратау	— —	— —	9,9 —	2,1 —	1,4 30,6	22,5 550,0
Суперфосфат	—	—	0,4	2,0	0,7	134,8
Суперфосфат двойной	—	—	109,0	8,0	—	34,0
Калийная соль (сырая)	8,4	10,0	0,3	10,0	1,3	42,2
Калий хлористый	—	0,2	10,0	5,0	1,0	5,0
Аммиачная селитра	0,2	0,1	0,6	—	—	—
Аммония сульфат	6,4	0,1	15,0	9,0	25,0	0,1
Натриевая селитра	0,4	1,0	8,0	—	—	25,9
Аммофос	—	следы	14,5	2,9	следы	37,0
Мочевина	следы	—	1,3	0,9	0,7	следы
Комплексные NPK – удобрения	—	—	123,0	34,0	—	138,0
Известковые материалы	4,0	0,3	20,0	10,0	1,6	100,0

Эффект от применения удобрений, содержащих микроэлементы

Применение микроудобрений в сельском хозяйстве является существенным резервом повышения урожайности культурных растений. В среднем микроудобрения обеспечивают повышение урожайности на 10–12 % и более.^[10]

повышают урожайность сахарной свеклы,люцерны, клевера, тимофеевки, картофеля, капусты, огурцов, томатов, синих баклажанов, плодово-ягодных, зерновых культур, хлопчатника, силосной кукурузы, а также благотворно влияют на качество продукции, повышая содержание в ней белка, сахаров, сырого протеина, жиров, клейковины, витаминов.^[8]повышают урожайность и улучшают качество сельскохозяйственной продукции у таких видов культурных растений, какзерновые, лен, кормовые культуры, корнеплоды сахарной свеклы, многолетние травы, картофель на дерново-подзолистых почвах, томаты, морковь.^[1] положительно влияют на урожайность и качество картофеля, бобовых культур, томата, гречихи, гороха, ячменя, овса, льна, ячменя, озимой ржи, сахарной свеклы, семян клевера, конопли, винограда и других плодово-ягодных культур, огурцов, лука, цветной капусты, салата.^[1] улучшают рост и развитие, повышают содержание белка в бобовых, технических, зерновых и овощных культурах.^[1]в зависимости от кислотности почв благотворно влияют на кукурузу, салат, клевер, корнеплоды сахарной свеклы, капусту, лук, персик, вишню, яблоню, землянику, виноград.^[1] в малых дозах эффективно действуют на горох, лен, люцерну, горчицу, овес, пшеницу, кукурузу, бобовые культуры, красный клевер.^[6]при предпосевной обработке семян способствуют повышению урожайности сахарной свеклы, хлопчатника, кукурузы, овса, подсолнечника, томата, лука, капусты, огурца. Кроме того, повышается содержание йода в растениях.^[1]повышают урожайность и улучшают качество льна, конопли, сахарной свеклы, клевера, люцерны, зернобобовых, кукурузы, подсолнечника, картофеля, корневых корнеплодов, овощных культур, плодово-ягодных культур, зерновых злаков.^[1]

При написании статьи использовались источники:^[3][4][9]

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Анспок П.И. Микроудобрения: Справочник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– Л.: Агропромиздат. Ленинградское отделение, 1990.– 272 с.

2.

Битюцкий Н.П. Микроэлементы и растение. Учебное пособие. – СПб.: Издательство Санкт-петербургского университета, 1999. – 232 с.

3.

Глинка Н.Л. Общая химия. Учебник для ВУЗов. Изд: Л: Химия, 1985 г, с 731

4.

Жеребцов Н. А., Попова Т. Н., Артюхов В. Г. Биохимия. — Воронеж: Издательство Воронежского государственного университета, 2002. — 696с.

5.

Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях: Перевод с англиского.– М.: Мир, 1989.– 439 с., ил.

6.

Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения.– М.: Издательство «Химия», 1965.– 332 с.

7.

Краткая химическая энциклопедия, Главный редактор Н.Л. Кнунянц,  Москва, 1964

8.

Минеев В.Г. Агрохимия: Учебник.– 2-е издание, переработанное и дополненное.– М.: Издательство МГУ, Издательство «КолосС», 2004.– 720 с., [16] л. ил.: ил. – (Классический университетский учебник).

9.

Химическая энциклопедия:  в пяти томах: т.1: А-Дарзана/Редкол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др. – М.: Советская энциклопедия, 1988. – 623.: ил

10.

Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Агрохимия / Под редакцией Б.А. Ягодина.– М.: Колос, 2002.– 584 с.: ил (Учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений).

Изображения (переработаны):

11.12.13.14.15.

Zinc deficiency, by  Donald Groth, Louisiana State University AgCenter, Bugwood.org, по лицензии CC BY

Свернуть Список всех источников

Контроль качества | Агрохолдинг «Равис»

Каждый этап производства контролируется в лучшей лаборатории УрФО

С чего начинается качество? В «Рависе» — с лаборатории. Именно она проводит контроль качества на каждом технологическом переделе: 

Прием кормов → Выращивание птицы → Производство → Переработка и реализация 

Лаборатория разделена на две части: 

1. ветеринарно-бактериологическую и 
2. физико-химическую. 

Профессиональные химики, зоотехники, микробиологи и ветеринарные врачи (всего 40 человек) контролируют химический состав и биологическую безопасность сырья, птицы и готовой продукции.

Ежемесячно проводится 20-22 тысячи (!) исследований. Лаборатория работает в режиме 24/7, без праздников и выходных — контроль круглосуточный. 

Виды и частота исследований

Что контролируем ежедневно

1. Входной контроль сырья для комбикормов
   • Фальсификаты кормового сырья выявляем за несколько минут. 
   • Питательность, безопасность, состав. Контролируем каждую партию поступающего сырья и компонентов для приготовления кормов.
2. Состав кормов и премиксов для птицы, свинины и КРС на: 
   • питательность и безопасность, содержание микроэлементов, макроэлементов, витаминов и аминокислот. Исследуем каждый рацион
   • бактериологическую безопасность: отсутствие патогенных микроорганизмов, кишечной палочки, общую обсемененность
3. Здоровье живой птицы и свиней:
   • иммунитет к заболеваниям
   • содержание витаминов А, В1, каротина, микро- и макроэлементов в инкубационном яйце, суточных цыплят, взрослой птице
   • биохимические показатели крови для оперативного контроля над состоянием здоровья поголовья и корректировки рационов питания
4. Санитарное состояние производства. Это отдельный, важный блок контроля и исследований.
   • Качество подготовки производственных помещений: птичников  свинарников
   • Качество воды, которая поступает для поения цыплят и свиней
   • Санитарное состояние воздуха в птичниках и свинарниках
   • Санитарное состояние оборудования цеха убоя и переработки. Контроль проводится ежедневно, перед началом работы
5. Контроль качества воды
   • Качество питьевой воды, поступающей на предприятие
   • Качество сточной воды
6. Контроль качества топлива, используемого автотранспортом предприятия

Готовую продукцию исследуем на:

• соль
• белок, жир (процентное содержание в продукте)
• влагу, фосфор, кальций, фосфаты, нитриты
• микроэлементы 
• отсутствие ДНК свинины (для продукции халяль)
• санитарно-гигиенические (бактериологические) показатели

Все виды контроля осуществляем согласно требованиям Регламентов Таможенного союза, ГОСТов и международных стандартов. 

Как проходит контроль?

Образцы для анализов изымаются со склада готовой продукции случайным образом без предупреждения. Составляем график, ведём журнал исследований.

Результаты исследований хранятся в архиве в бумажном и электронном виде 10 лет.

Кроме лаборатории предприятия, исследования проводятся в независимых аккредитованных лабораториях Челябинской области и РФ.

Техническое оснащение

У нас одна из лучших лабораторий в России по оснащенности аналитическим оборудованием.

• БИК-спектрометр TANGO-T (производство компании BRUKER, Германия), который в течение минуты (!) определяет питательность кормов и выводит показатели на компьютер. Также с его помощью выявляются фальсификаты 
• Высокоэффективный жидкостный хроматограф LC-2030A I-PROMINENCE (SHIMADZU, Япония)
• Атомно-абсорбционный спектрометр МГА-1000 с микроволновой системой разложения Минотавр-2 («ЛЮМЭКС», Россия)
• Фотометр микропланшетный SUNRISERS (TECAN, Австрия)
• Биохимический анализатор BIOCHEM SA (HTI, США)

Благодаря технической оснащённости, сложные исследования, которые раньше проводили в Москве, Санкт-Петербурге или Новосибирск, теперь мы делаем на месте. 

Работа с обращениями и жалобами

Нарушения есть всегда, поэтому главное, как с ними работать. 

На «Рависе» действует система менеджмента качества: если что-то произошло, мы всегда расследуем инцидент.

Количество обращений за последние несколько лет сократилось в несколько раз! Причем под обращениями мы понимаем любые заявления: директора, покупателей, продавцов, логистов — кого угодно. 

Мы все боремся за качество, процесс стал более широким. 

Проверка качества новых продуктов

Мы сами потребители своих продуктов. Поэтому прежде чем что-то запустить, проводим 20-30 дегустаций. В том числе, в своих семьях: жарим, варим, запекаем.

Пример: четыре года назад мы запускали линию маринадной продукции. Изучали, из чего состоят маринады: есть ли в них глутамат натрия, другие популярные добавки, сколько сахара. И два месяца семьи технологов (и руководства) ели только маринованную продукцию. 

Какой результат? Мы увидели, что хочет обычный потребитель, что хотят члены наших семей — и нашли золотую середину. 

Технический контроль новых продуктов

Новые продукты специалисты лаборатории исследуют сначала при разработке, потом берут пробы с тестового запуска на производстве. Показывают технологу результаты: она их смотрит, корректирует рецептуру. Как только технология «обкатывается», отправляем новинку в независимую лабораторию, где она проходит независимую экспертизу на качество и безопасность.

Серебро, волосы (Silver, hair; Ag)

Метод определения Масс-спектрометрия c источником ионов в виде индуктивно связанной плазмы (ИСП-МС).

Исследуемый материал Волосы

Доступен выезд на дом

Условно токсичный микроэлемент.

Данное исследование входит в состав следующих Профилей: См. также отдельное исследование: Для исследования данного микроэлемента в Профилях также принимается другой биоматериал: Серебро (107,9 а.е.м.) не является необходимым элементом в организме человека. Серебро и его соли широко применяют в приборостроении, фотографии, ювелирном деле. Значительное содержание серебра обнаружено в пшеничных зёрнах и некоторых грибах. Токсических воздействий, связанных с пищевыми источниками серебра, не выявлено. Желудочно-кишечная абсорбция солей серебра низка, вследствие их низкой растворимости, а также способности перехода растворимых солей в нерастворимые хлориды серебра в желудке. В медицине соли серебра применяют как антисептики и местные вяжущие средства. Случаи отравления обычно наблюдаются при беспорядочном терапевтическом применении препаратов серебра. Соли серебра, за исключением нитрата серебра, не являются очень токсичными. Случайный приём внутрь нитрата серебра может вызвать повреждение слизистой желудочно-кишечного тракта, боли в области живота, понос, тошноту, шок, судороги и даже смерть. Дефицит серебра в литературе не описан. В зависимости от дозы, серебро может как стимулировать, так и подавлять фагоцитоз. Под влиянием серебра повышается количество иммуноглобулинов классов А, М, G, увеличивается процентное содержание абсолютного количества Т-лимфоцитов. Серебро — ксенобиотик: его ионы замещают ионы микроэлементов в ферментах, например (Со), ответственных за метаболизм и фертильность. Предельно допустимая концентрация в питьевой воде составляет 0,05 мг/л и нормируется по санитарно-токсикологическому признаку вредности: класс опасности 2 (высокоопасные). Использование серебра в воде, предназначенной для детского питания, запрещено законодательно. При длительном употреблении препаратов серебра и «посеребрённой» воды могут поражаться почки, возникать неврологические расстройства и нарушение пищеварения. Клинический интерес к исследованию серебра может быть связан с лечением ожоговых пациентов с использованием сульфадиазина серебра или мониторинга применения назальных деконгестантов (сосудосуживающих препаратов, снижающих заложенность носа). Избыток серебра в организме – аргирия — вызвана хроническим поглощением или вдыханием серебра. Она проявляется необратимыми изменениями цвета кожи, слизистых и ногтей от сероватого до голубовато-серого. Аргирия ассоциирована с задержкой роста, изменением гемопоэза, расширением камер сердца, дегенеративными изменениями в печени и поражением почечных канальцев. Доза серебра, которая может вызвать аргирию – более 1 г растворимых солей серебра.

Огород будущего – Огонек № 38 (5534) от 08.10.2018

Российские ученые впервые проанализировали состав современных овощей, чтобы культивировать самые перспективные из них

Более 500 сортов овощей были исследованы специалистами Федерального научного центра овощеводства и РУДН. Больше всего ученых интересовало содержание особых веществ, которые по большому счету делают растения полезными. Речь идет о фенольных соединениях, которых чаще всего называют антиоксидантами. Именно они противостоят сердечно-сосудистым и неврологическим заболеваниям, укрепляют иммунитет, а главное — тормозят старение отдельных клеток и целого организма.

— До нас подобную работу никто не делал, поэтому мы не знали, сколько фенольных соединений содержится в современной овощной продукции,— рассказал «Огоньку» завлабораторией интродукции, физиологии и биохимии ФГБНУ ФНЦ овощеводства профессор Мурат Гинс.— Нашей целью было классифицировать овощи, чтобы потом создавать функциональные продукты питания, а также отбирать растения для селекции по их биохимическим показателям.

Тот факт, что изучались именно фенольные соединения, не случаен. Если в прошлом веке основным критерием полезности было наличие витамина С, то сегодня концепция изменилась: ученые доказали, что сам по себе витамин С не работает, для его «активизации» необходимы как раз вещества из данной группы.

Помимо традиционных кабачков, тыквы, лука и картофеля ученые исследовали культуры с малознакомыми широкой публике названиями, например ковано-рогатую дыню, момордику — вьющуюся травяную лиану из семейства тыквенных, спаржевую фасоль вигну и восковую дыню бенинказу. Ученые уверены, что традиционные для нашего стола овощи с точки зрения набора микроэлементов в силу целого ряда причин становятся все менее полезными, поэтому нужно обратить внимание на «новинки». Результаты своей работы они представили на Международной конференции «Новые и нетрадиционные растения и перспективы их применения», которая недавно прошла в Сочи.

Внутри овоща

На первом этаже Федерального научного центра овощеводства грустно пахнет школьной столовой, зато на втором разливается уютный сладковатый плодово-овощной аромат — тут расположены лаборатории, в которых ученые анализируют состав овощей.

Нормативный химический состав и процентное содержание витаминов, микроэлементов и прочих биологически активных веществ в овощах известен. В документах этот набор даже расписан для каждого сорта, выращиваемого на территории РФ и ввозимого (когда в начале 90-х в Россию хлынули экзотические тропические фрукты, сотрудники НИИ питания делали анализ каждого нового продукта). Но на практике плоды по своему составу могут очень сильно отличаться от нормы.

Ученые отдельно извлекают из овощей пищевые волокна, взвешивают их и высушивают для исследований. Замеряют количество влаги и сахаров. Наличие витаминов и микронутриентов определяют методом высокотехнологичной жидкостной хроматографии. Суть метода довольно оригинальна: «вытяжку» из овоща растворяют в воде, затем наносят на своеобразную «промокашку» и анализируют состав расходящихся кругов. При этом вещество разделяется на слои — различные составляющие, которые по-разному взаимодействуют с сорбентом. Ученым нужно посчитать количество искомых компонентов, сосредоточившихся в отдельном слое.

Сейчас появились более дорогостоящие и более продвинутые методы хроматографии, которые позволяют определять очень низкие концентрации веществ с очень высокой точностью. Но для того, чтобы определить количество антиоксидантов в овощах, профессор Гинс использовал простую бумажную хроматографию.

— Современный хроматограф работает по принципу Big Data (обрабатывает огромное количество информации.— «О») и выдает в качестве результата все данные, которые фиксирует,— объясняет Мурат Сабирович.— В результате нам бы пришлось затратить много усилий, чтобы упорядочить эти данные. Нам такие подробности не были нужны. Поэтому мы разбили все фенольные соединения на 4 группы в зависимости от воздействия на организм и определяли концентрацию веществ в каждом сорте с помощью классического оборудования.

Если сравнивать действие антиоксидантов в листьях растений и их клубнях, то листовые овощи, как правило, содержат вещества, которые укрепляют сосуды и в целом иммунитет, а корнеплоды накапливают особые полимерные фенольные соединения, которые участвуют в строительстве клеток и регенерации организма.

Оказалось, что больше всего самых полезных с точки зрения здоровья веществ содержат листовые овощи, причем часть из них в России не культивируется.

Абсолютным чемпионом, собравшим в максимальном количестве антиоксиданты из всех групп сразу, оказалась хризантема овощная узколистная (у нас ее есть не принято, а вот в Юго-Восточной Азии, Китае, Вьетнаме и особенно в Японии по ней просто сходят с ума). Плоды сильно проигрывают листовым растениям, но среди них тоже есть свои чемпионы по количеству антиоксидантов. В тройке лидеров — лук репчатый, томат и болгарский перец.

Больше всего, однако, исследователей вдохновляют не хорошо известные продукты, а новые (для большинства наших потребителей), с которыми связывают особые надежды. О чем речь?

«Лисий хвост» и не только

Мы проходим в сокровищницу Научного центра овощеводства — большую комнату с бескрайними столами, застеленными газетами. Они укрыты россыпью огромных пурпурных метелок. Метелки по-домашнему пахнут сухоцветом и немного свеклой, с них на газеты сыплется бесчисленный бисер черных блестящих семян. Это амарант, или, по-простому, «лисий хвост».

Амарант — гордость профессора Гинса. Из листьев этого растения специалисты института впервые создали биологически активную добавку в виде фиточая. Этот чай — просто кладезь антиоксидантов. Дегидрокверцетин, кверцетин, амарантин, другие биологически активные вещества, содержащиеся в амарантовом фиточае, способствуют укреплению иммунной системы и повышению остроты зрения. А еще фиточай работает как пребиотик, стимулируя рост полезных бактерий в кишечнике.

— Мы заинтересовались амарантом еще в 90-е годы, когда встала проблема натурального пищевого красителя,— рассказывает Мурат Гинс.— Раньше его получали из столовой свеклы, но это было слишком дорого. Разработали технологию красителя из листовой биомассы амаранта, а когда начали изучать ее свойства, это оказалось очень интересно.

Совместно с Институтом микробиологии им. Габричевского ученые изучали влияние амаранта на рост бифидо- и лактобактерий. Оказалось, что в присутствии экстракта «лисьего хвоста» рост полезных бактерий увеличился до 1000 раз.

В НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Гаузе овощеводы проверили на мышах антираковые свойства амаранта. Выяснилось, что с помощью экстракта амаранта воздействие стандартного лекарства на привитую опухоль возрастает с 60 до 98 процентов. Ученые тестировали новый фиточай на детях и взрослых с дисбактериозом — и здесь амарант не подвел. 4-я степень дисбактериоза трансформировалась в 3-ю, 3-я — во 2-ю и так далее. По программе Минздрава Московской области амарант протестировали на школьниках. Родители участников испытания отметили, что дети стали реже болеть простудными заболеваниями.

— Амарант — это комплексный продукт,— объясняет профессор Гинс.— Например, в масле, которое получают из семян амаранта, содержится много сквалена — вещества, которое сейчас переживает бум популярности. Японцы, помешанные на радио- и онкопротекторах, обнаружили его в печени глубоководных акул и долго охотились за бедными рыбами, пока не выяснилось, что амарант значительно богаче на это уникальное вещество, чем акулы. Сквален борется с раковыми клетками, поддерживает иммунитет, регулирует выработку гормонов, сохраняет молодость. И именно семена амаранта оказались рекордсменом по содержанию сквалена. Ну а лист амаранта — чемпион по фенольным соединениям.

Еще одним нетрадиционным растением, на которое делают ставку ученые ФГБНУ ФНЦ овощеводства, оказался якон — похожий на топинамбур овощ со сладкими хрустящими корнями.

Родина якона — Анды, но, когда специалисты выяснили, что растение неприхотливо и может жить в других климатических зонах, его стали выращивать в Подмосковье. В теплицах институтского хозяйства побеги якона высотой с доброго баскетболиста протягивают к солнцу огромные доверчивые листья.

— Фотографировать нельзя! — строго предостерегают тепличные рабочие, стоящие на страже новых аграрных технологий.

Биологи РУДН вывели в этих теплицах и включили в Государственный реестр РФ новый сорт якона с высоким содержанием фенольных соединений. Корневые клубни якона богаты инулином — органическим веществом со сладким вкусом, которое применяется в фармацевтике как сахарозаменитель. Используя биохимические показатели якона, ученые разработали линейку продуктов для диабетиков, в том числе пюре из его клубней. Еще якон можно использовать в закваске как дополнительный источник углеводов: если на стадии приготовления закваски при производстве хлеба из смеси ржаной и пшеничной муки использовать пюре из якона, то и вкус, и запах, и пищевая ценность готовых мучных изделий существенно улучшается.

Поролон на обед

Продукты, которые пытаются разрабатывать российские ученые, называются функциональными. Это особо полезные продукты, способные повышать сопротивляемость организма болезням, улучшать физиологические процессы. Они особенно популярны в Японии, где в конце 80-х годов прошлого века на уровне государства была сформулирована Концепция здорового питания. Сейчас подобные концепции пытается внедрять и наш Минздрав.

Подобные инициативы появляются в ответ на объективные обстоятельства: современные овощи в своем абсолютном большинстве теряют не только вкусовые качества, но и питательные. И ностальгия по старым временам, когда листва была зеленее, а вода слаще, не всегда иллюзорна.

Несколько лет назад Минсельхоз США опубликовал данные, что за последние полвека в овощах и фруктах критически уменьшилось содержание целого ряда полезных веществ. Так, на 85 процентов сократилось количество кальция в листовой капусте, ранее считавшейся основным источником этого элемента. Более чем на 30 процентов снизилось содержание магния в петрушке и укропе. Количество железа в целом в овощах сократилось на 27 процентов, фосфора — на 14 процентов. То же самое произошло с содержанием витаминов: количество витамина В2 сократилось на 38 процентов, а витамина С — на 20 процентов. Низкая концентрация физиологически активных веществ, в свою очередь, лишает продукты и полезности, и приятного выраженного вкуса. Одной из причин таких разительных перемен ученые называют пестициды, которые десятилетиями используются в сельском хозяйстве.

— Полезные для нашего питания физиологически активные вещества в плодах образуются в присутствии ферментов,— объясняет «Огоньку» завкафедрой трансфера инновационных технологий в АПК Федерального центра сельскохозяйственного консультирования при МСХ РФ Амиран Занилов.— Ферменты запускают реакции внутри плода, благодаря которым в овощах и фруктах выделяются те самые вещества, которые определяют пользу продукта — антиоксиданты. Активность ферментативной реакции, или ее скорость, может составлять до тысячи реакций в секунду! А пестициды с самого начала подавляют ферментативную активность системы. Либо пестицид воздействует напрямую и фермент «отвлекается» от своих прямых обязанностей и вместо производства антиоксидантов вступает в реакцию с пестицидами, то есть работает над выведением их из плода, либо действует косвенно: пестициды подавляют деятельность почвенной микрофлоры. Например, фунгицид би-58 или другие хлорорганические и фосфорорганические соединения через несколько дней после попадания в почву снижают активность некоторых ферментов до 2,5 раза, а некоторых групп микроорганизмов — до 4 раз.

Сама природа изо всех сил борется с пестицидами. Их разложение и выведение происходит и в почве, и внутри клетки плода. Внутриклеточное разложение идет даже более активно. Это значит, что теоретически с химически обработанного растения можно получить чистый урожай. Но при этом он будет лишен яркого вкуса — ведь вместо выработки антиоксидантов ферменты занимались детоксикацией пестицидов. В результате получаются безопасные и… бесполезные овощи и фрукты, «поролоновые» на вкус.

Мурат Гинс из ФГБНУ ФНЦ овощеводства имеет на этот счет свою точку зрения.

— Сейчас многие считают, что отказа от удобрений достаточно, чтобы считать, что мы перешли на органическое земледелие,— говорит профессор Гинс.— Но у нас химические удобрения вносятся в почву далеко не во всех регионах, а только в более или менее обеспеченных: в Краснодарском крае, Ростовской, Липецкой, Белгородской областях, на Алтае. Конечно, техногенное загрязнение почвы может представлять большую проблему, но для нас это не настолько актуально, как, например, для Китая. Есть другая проблема, общая. Если верить экологам, в атмосфере Земли становится больше углекислого газа. С одной стороны, это полезно для растений, они быстрее растут. Но общая биомасса набирается, а микронутриентов остается прежнее количество. Получается эффект разбавления. Может быть, в этом дело?

Еще одна составляющая ухудшения качества плодов — как ни странно, селекция. По свидетельству ученых, селекционный отбор идет в сторону повышения эффективности, то есть высокой урожайности. А значит, содержание биологически активных веществ в сельхозпродукции никак не учитывается, важнее объемы.

Теневая сторона яблони

По словам ученых, если с одной и той же яблони снять по яблоку с солнечной и с теневой стороны, количество витаминов и других биологически активных веществ в этих плодах будет отличаться. Биологические составляющие варьируются даже в пределах одной площадки, что же говорить о плодах из разных климатических зон. Оказывается, в некоторых случаях плоды, выращенные в Подмосковье, могут быть более ценными, чем те, что росли в солнечной Италии.

— Геномы растений больше, чем геномы животных,— говорит профессор Мурат Гинс из НИИ овощеводства.— Разнообразие растительных веществ выше, чем животных, потому что животные подвижны, а растение не может убежать или укрыться от внешних факторов воздействия. Ему приходится на месте защищаться от ветра, дождя, перепада температур. Когда растение переживает стрессовую ситуацию, в нем начинается синтез аскорбиновой кислоты, которая повышает устойчивость организма. Эту способность агрономы используют как сильный технологический прием обогащения растений — теплицы открывают, проветривают, охлаждают. Чем разнообразней условия произрастания, тем больший биохимический спектр веществ должен синтезироваться в растении. Поэтому южные томаты, например, более сладкие, они накапливают больше углеводов, а наши, выращенные в средней полосе, более кислые, зато содержат больше биологически активных веществ.

— Есть базовые знания, например, что мясная пища выполняет строительную и энергетическую функцию, а растительная — оздоравливающую и регуляторную,— объясняет Мурат Гинс.— Но растительная пища очень разнообразна. Даже состав одного и того же плода меняется по мере его созревания. А уж разные сорта могут очень сильно отличаться своими свойствами. Вот Запад ест много брокколи и почти не ест белокочанную капусту. Потому что средиземноморские сорта капусты (та же брокколи и брюссельская) — цветковые, они все зеленые, а значит, содержат фенольные соединения, антиоксиданты. Привычная для нас белокочанная капуста состоит в основном из изолированных белых листьев. Они содержат много пищевых волокон и хорошо сквашиваются, являясь кормом для нашего микробиома — микрофлоры кишечника, которая производит необходимые нам витамины и микроэлементы. У разных видов капусты разные функции, но далеко не все об этом знают.

Между тем именно такие специальные знания необходимы каждому. Более того, они позволяют развивать новую науку — пищевую комбинаторику, которая подбирает продукты для конкретного человека. В скором будущем, уверены ученые, мы будем составлять для себя индивидуальную диету, которая не будет иметь ничего общего с современными ограничивающими диетами типа «не есть после шести».

— Формирование диеты — это не вопрос предпочтения диетологов,— рассказывает доктор биологических наук из ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Владимир Бессонов.— Можно правильно сформировать такую диету, в которую будет входить даже пиво или даже кусочек сала, просто они будут компенсированы через другие продукты. Диета — это не ограничение, это гармоничное получение биологически активных веществ. И это связано не столько с выбором диетолога, сколько с предпочтениями самого человека. Дело в том, что если мы придумаем диету, которая будет противоречить пищевым привычкам человека, то он ее не будет соблюдать. Поэтому задача — скорректировать пищевые привычки с учетом новых знаний и найти функциональные продукты, содержащие большое количество веществ, необходимых конкретному человеку. И чтоб не только полезно было, но и вкусно тоже…

Ольга Волкова

Аптека с грядки

Ученые разделили овощи на четыре группы в соответствии с тем, какие полезные вещества в них представлены наиболее ярко. Вот победители в каждой из этих «номинаций»

Хризантема съедобная, амарант, сельдерей черешковый

Эта группа содержит оксикоричные кислоты и их эфиры. Такие соединения способны запускать работу целых каскадов генов, защищающих организм от воздействия вредных веществ, а также препятствует процессам старения.

Брокколи, китайская капуста, водяной кресс-салат

В овощах этой группы есть простые фенольные соединения и оксибензойные кислоты. Все эти вещества стимулируют рост растения. На их основе вырабатывается целая группа дубильных веществ, которые в организме человека препятствуют процессам клеточной смерти.

Овощные виды амаранта, мята, мелисса

В состав этих растений входит большое количество флавоноидов — универсальных веществ, стимулирующих работу организма. Они защищают клетки от действия активных форм кислорода и свободных радикалов, участвуют в обменных процессах, помогают усваивать витамины.

Соцветия брокколи, хризантема съедобная

Содержат так называемые конденсированные и полимерные фенольные соединения. Выполняют в клетках строительную функцию, то есть являются незаменимыми помощниками при регенерации организма.

Лучшие из лучших

Овощи, которые доступны россиянам каждый день, тоже содержат полезные организму антиоксиданты. Представляем пятерку лидеров

1. Фиолетовый лук — сладковатый и яркий репчатый собрат привычного лука. Самая высокая концентрация полезных веществ сосредоточена в самом верхнем слое луковицы, сразу под шелухой. Содержит антоцианы — антиоксиданты, предупреждающие развитие диабета, рака и заболеваний нервной системы. Они противостоят инфекциям и замедляют процессы старения. Лук содержит также и флавоноид кверцетин — этот антиоксидант обладает противоаллергенными и мочегонными свойствами, оказывает противовоспалительное, спазмолитическое, противоопухолевое и радиопротекторное действие.

2. Брокколи — самый нелюбимый овощ среди детей младшего школьного возраста. Тем не менее полезные свойства делают его одним из важнейших продуктов современности. В брокколи содержится сульфорафан — активное противораковое органическое соединение. Всемирный фонд борьбы против рака установил, что эта капуста эффективна в профилактике и борьбе против рака пищевода, желудка, легких, кожи и мочеполовой системы. Да и витамина С в брокколи в 2 раза больше, чем в цитрусовых. Напомним, что этот витамин — сильнейший антиоксидант, укрепляющий иммунитет, обеспечивающий нормальную работу соединительной и костной ткани, а также эластичность сосудов.

3. Болгарский перец содержит большое количество витаминов группы В, РР, Е и особенно витамина С. Его так много, что 30–60 граммов этого овоща в свежем виде достаточно, чтобы удовлетворить суточную потребность организма. В перце также много микроэлементов и, что интересно, природный антибиотик капсицидин (он подавляет рост микробов и грибковой микрофлоры в организме, улучшает пищеварение).

Высокое содержание клетчатки, пектиновых веществ, глюкозы, фруктозы, железа, магния и меди, биофлавоноидов и витамина С благотворно сказывается на эластичности сосудов.

4. Морковь, которую любят практически все, богата каротином, который способствует образованию новых клеток и кроветворению, борется с инфекциями, укрепляет кожу, кости и зубы, улучшает зрение. Еще каротин нужен почкам, мочевому пузырю и легким. Из антиоксидантов морковь содержит витамин С, укрепляющий стенки сосудов и улучшающий цвет лица. Кроме него на кожу благотворно влияет содержащийся в морковке витамин Е — он способствует регенерации поверхностных слоев кожи и увеличивает упругость мышц. Самая полезная часть корнеплода находится ближе к кожице.

5. Помидор — еще один овощ, который всем нравится. Он содержит витамин С, антиоксидант рутин, защищающий от ультрафиолетового излучения, витамины группы В, фолиевую кислоту и множество минеральных веществ. Кроме того, в томатах много иммуностимулятора и антиоксиданта каротина. Органические кислоты, которые содержатся в томате, улучшают пищеварение и подавляют болезнетворную микрофлору. А благодаря антиоксиданту ликопину регулярное употребление помидоров снижает вероятность возникновения сердечно-сосудистых заболеваний на 26 процентов.

Роспотребнадзора от 22.12.2005 N 0100/11727-05-32 «Об информации на этикетке биологически активных добавок к пище»

 

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО НАДЗОРУ В СФЕРЕ ЗАЩИТЫ

ПРАВ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ И БЛАГОПОЛУЧИЯ ЧЕЛОВЕКА

 

ПИСЬМО

от 22 декабря 2005 г. N 0100/11727-05-32

 

ОБ ИНФОРМАЦИИ НА ЭТИКЕТКЕ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ДОБАВОК К ПИЩЕ

 

В связи с многочисленными обращениями производителей о правомочности действий территориальных управлений Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по вопросу приостановления реализации биологически активных добавок к пище (далее — БАД), в связи с несоответствием этикеточной надписи нормативным документам, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека разъясняет следующее.

Требования к информации, нанесенной на этикетку БАД, устанавливаются в соответствии с действующими законодательными и нормативными документами, регламентирующими вынесение на этикетку информации для потребителя, в том числе СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов» и СанПиН 2.3.2.1290-03 «Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД)».

Этикетка БАД должна содержать информацию о составе продукта с указанием ингредиентов в порядке, соответствующем их убыванию в весовом или процентном выражении, без обязательного указания количества каждого из ингредиентов в весовом или процентном выражении (СанПиН 2.3.2.1290-03 «Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД)»).

Допускается указывать вспомогательные ингредиенты отдельно в порядке убывания их весового или процентного соотношения.

В случае использования в составе БАД пищевых веществ (аминокислоты, жирные кислоты, углеводы, витамины, минеральные вещества, микроэлементы, пищевые волокна) на этикетке указывается количественное содержание и процент от рекомендуемой суточной дозы потребления каждого из веществ. Для определения процента от суточной физиологической потребности пищевого вещества следует ориентироваться на приложение 14 к СанПиН 2.3.2.1078-01. При этом допустимо указывать витамины не в порядке убывания их весового или процентного соотношения, а по группам витаминов.В случае использования пищевых веществ (аминокислот, витаминов, минеральных веществ, микроэлементов, пищевых волокон), не приведенных в приложении 14 к СанПиН 2.3.2.1078-01, для определения процента от рекомендуемого уровня суточного потребления указанных пищевых веществ следует пользоваться МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ».

Для биологически активных добавок к пище на растительной основе количество биологически активных веществ (например, флавоноиды, убихинон, арбутин, катехины и т.п.) и процент от их адекватного уровня потребления в соответствии с МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ» на этикетку выносить не обязательно. На этикетке указывается информация о том, источником каких биологически активных веществ является БАД в соответствии со свидетельством о государственной регистрации (или регистрационным удостоверением, или санитарно-эпидемиологическим заключением).

Если указанные выше требования к оформлению этикеточных надписей не соблюдены для БАД, ранее прошедших государственную регистрацию (или санитарно-эпидемиологическую экспертизу с оформлением санитарно-эпидемиологического заключения) и реализуемых на рынке в настоящее время, то этикеточная надпись должна быть приведена в соответствие с требованиями законодательства Российской Федерации. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека считает возможным разрешить использование упаковочного материала старого образца до 1 апреля 2006 года.

Одновременно сообщаем, что в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 21 декабря 2000 г. N 988 «О государственной регистрации новых пищевых продуктов, материалов и изделий» информация о зарегистрированных БАД заносится в Государственный реестр пищевых продуктов, материалов и изделий, прошедших государственную регистрацию. Информационная система учета продукции, прошедшей государственную регистрацию (www.gsen.ru), помимо информации, отраженной в самом свидетельстве, содержит информацию о технической документации, в соответствии с которой производится продукция, состав БАД, гигиеническую характеристику БАД и основные показатели подлинности БАД (количественное содержание основных биологически активных веществ, источником которых является БАД). Указанной информацией следует руководствоваться при проведении надзорных мероприятий за оборотом БАД.

 

Заместитель Руководителя

Л.П.ГУЛЬЧЕНКО

 

 

Открыть полный текст документа

Металлы и другие микроэлементы

Микроэлементы — это просто элементы, присутствующие в окружающей среде в незначительных количествах. Микроэлементы включают металлы, такие как свинец и железо; металлоиды, такие как мышьяк ; и радионклидов (радиоактивные элементы), такие как радий и радон. Микроэлементы в ручьях, реках и грунтовых водах нашей страны имеют естественные и искусственные источники. Выветривание горных пород, эрозия почвы и растворение водорастворимых солей являются примерами естественных источников микроэлементов.Многие виды деятельности человека также вносят микроэлементы в окружающую среду: добыча полезных ископаемых, городские стоки, промышленные выбросы и ядерные реакции — это лишь некоторые из многих искусственных источников. Микроэлементы имеют тенденцию концентрироваться в отложениях, но также могут до некоторой степени растворяться в воде и могут представлять опасность для здоровья человека и водных организмов.

► Узнайте о микроэлементах в подземных водах в основных водоносных горизонтах США, нашем невидимом и жизненно важном ресурсе.

МЕТАЛЛЫ

Многие люди могут не осознавать, что большинство элементов — это металлы.Металлы, как правило, блестящие, из них получаются хорошие проводники, они податливы и пластичны. Большинство из них подвержены коррозии при контакте с морской водой или воздухом и теряют электроны во время реакций. Мы знакомы со многими металлами, например, с золотом, серебром, свинцом, цинком, хромом, кадмием и ртутью . Менее очевидно, что другие элементы, например бериллий, натрий и литий, тоже являются металлами. Хотя искусственные металлические предметы окружают нас каждый день, металлы составляют лишь мизерную долю элементов земной коры.

Не существует согласованного определения «тяжелых металлов», но тяжелыми металлами обычно считаются металлы с высокой плотностью. Золото, серебро, олово, медь, цинк и железо — хорошо известные примеры тяжелых металлов. Некоторые тяжелые металлы, такие как железо и цинк, являются важными питательными веществами при низких концентрациях, но токсичны при высоких концентрациях. Другие несущественные тяжелые металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, токсичны даже при относительно низких концентрациях.

«Металлоид» имеет промежуточные свойства между металлами и неметаллами.С точки зрения качества воды, мышьяк , возможно, является наиболее опасным металлоидом. Другие металлоиды включают бор и кремний, а углерод и некоторые другие микроэлементы иногда классифицируются как металлоиды.

Металлы в воде, используемой для питья, и в отложениях могут представлять опасность для здоровья человека и водных организмов. Были разработаны различные контрольные показатели концентрации , которые указывают на концентрацию, выше которой металл опасен для здоровья.

РАДИОНУКЛИДЫ

Радионуклиды (радиоактивные элементы) также являются микроэлементами.Радионуклиды в нашей окружающей среде производятся минералами в земной коре, космическими лучами, поражающими атомы в атмосфере Земли, и деятельностью человека. Радионуклиды естественным образом встречаются во многих горных породах и минералах и поэтому часто встречаются в грунтовых водах. Наиболее распространенными примерами радионуклидов в подземных водах являются уран, радий и радон.

► Узнайте больше о радионуклидах и качестве воды .

ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ СЛЕДОВ

Небольшое количество микроэлементов, таких как селен, не являются ни металлами, ни радионуклидами.Селен естественным образом встречается в осадочных породах, сланцах, угольных и фосфатных месторождениях и почвах. Применение поливной воды, содержащей растворенный кислород, может вызвать выброс селена из донных отложений в грунтовые воды, особенно в засушливых районах. Эти процессы были задокументированы в мелководном водоносном горизонте бассейна Денвера в Колорадо и в некоторых частях Запада, где селен встречается в породах и отложениях. Селен из грунтовых вод может сбрасываться в ручьи, где он может накапливаться в водной пищевой цепи.Хроническое воздействие на рыбу и водных беспозвоночных может вызвать нарушение репродуктивной функции.

СЛЕДОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПИТЬЕВАЯ ВОДА

Концентрации микроэлементов с большей вероятностью будут проблемой в грунтовых водах, чем в поверхностных водах, если только в данном районе не ведется добыча полезных ископаемых. Это связано с тем, что, когда грунтовые воды проходят сквозь породы и отложения, составляющие водоносный горизонт, некоторые минералы в этих породах и отложениях или прилипшие к ним попадают в воду.Подземные воды, которые долгое время находились в водоносном горизонте, имели больше времени для взаимодействия с материалами водоносного горизонта, чем грунтовые воды, которые недавно восстановились. Кроме того, геохимические условия, такие как pH и окислительно-восстановительный потенциал , изменяются по мере того, как грунтовые воды медленно перемещаются по пути потока от подпитки к сбросу — эти геохимические условия могут влиять на попадание металлов в грунтовые воды.

Возраст подземных вод — это лишь один из факторов, который может повлиять на концентрацию микроэлементов.Другие факторы включают климат, геологию и действия человека. Климат4 играет важную роль, потому что в регионах с низким уровнем осадков и высокой скоростью испарения меньше воды, чтобы разбавить продукты выветривания горных пород. Геология играет роль, потому что металлы, доступные для выщелачивания в грунтовые воды, зависят от типов минералов, присутствующих в породах и отложениях. Наконец, действия человека, такие как орошение и откачка, могут повлиять на концентрацию микроэлементов в грунтовых водах, часто за счет изменения геохимических условий, таких как pH и окислительно-восстановительные условия, в водоносном горизонте.

Металлы, как сообщается, широко встречаются при концентрациях выше контрольных показателей питьевой воды в неочищенных грунтовых водах из некоторых водоносных горизонтов, включая марганца и металлоидного мышьяка . Другие металлы, такие как железо, могут не присутствовать в количествах, представляющих риск для здоровья, но могут причинять неудобства, делая воду неприятной для питья или окрашивая приспособления . Уровни металлов можно снизить путем обработки. Вода из коммунальных колодцев должна проверяться оператором колодца на регулярной основе, чтобы гарантировать, что вода, поставляемая потребителям, соответствует федеральным и государственным стандартам качества воды , которые существуют для многих, но не для всех металлов.Регулярное тестирование воды из домашних (частных) колодцев не требуется, и домовладелец или владелец частного колодца должны проверять, поддерживать и очищать воду из своего колодца. Лучший способ узнать качество воды в домашнем колодце — это проверить его.

В районах, где ведется добыча полезных ископаемых , кислотные стоки растворяют тяжелые металлы, такие как медь, свинец и ртуть, в грунтовых или поверхностных водах. Кислотные, содержащие металлы стоки из заброшенных угольных шахт могут иметь существенное воздействие на водные ресурсы.Проблемы, которые могут быть связаны с дренажем шахт, включают загрязненную питьевую воду, нарушение роста и воспроизводства водных растений и животных, а также разъедающее действие кислоты на части инфраструктуры, такие как мосты.

Коррозионная вода может способствовать повышению концентрации металлов в питьевой воде, но в этом случае металлы поступают из водопроводной системы, например из труб, используемых для водопровода. Естественно агрессивная вода не опасна для потребления сама по себе, но если сантехнические материалы содержат свинец или медь, коррозионная вода может вызвать выщелачивание этих металлов в водопровод.И поверхностные, и грунтовые воды могут быть коррозионными. На коррозионную активность влияют многие факторы, включая повышенные концентрации хлорида и других растворенных твердых веществ , pH вне нейтрального диапазона, повышенные концентрации взвешенных твердых частиц и низкую щелочность.

МЕТАЛЛЫ В ОТЛОЖЕНИЯХ ОЗЕРОВ — ВОССТАНОВЛЕНИЕ ТЕНДЕНЦИЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Исследователи вырезали кусочки осадка из керна озерных отложений для анализа. Анализируя концентрации загрязняющих веществ, связанных с отложениями, от нижней части керна до верха, можно восстановить историю этого загрязнителя в водоразделе.

Металлы склонны к налипанию на осадок ; они могут переноситься взвешенными наносами в ручьях и реках к озерам и водохранилищам, где отложения и металлы оседают на дно. История загрязнения водораздела металлами регистрируется в отложениях озера, и путем сбора и анализа кернов этого осадка можно восстановить историю загрязнения водосбора .

Тенденции в металлах, зафиксированные в кернах отложений, отражают законодательство, нормативные акты и меняющиеся демографические и производственные практики в Соединенных Штатах.Например, керны отложений четко указывают на пик использования этилированного бензина в конце 1960-х — начале 1970-х годов. Исследование тенденций содержания металлов в 35 водохранилищах и озерах в США выявило тенденции к снижению содержания свинца и хрома в большинстве озер и тенденции к увеличению в нескольких озерах или без них. Керны отложений также могут регистрировать тенденции в металлах, связанных с местными источниками, такими как горнодобывающие и металлургические предприятия. В городских районах речные источники (городской сток и ручьи) вносят гораздо больший поток металлов, чем атмосферные источники.

► Узнайте больше о металлов и кернах озерных отложений .

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Аспекты питания основных микроэлементов в здоровье и заболеваниях полости рта: всесторонний обзор

Человеческому телу требуются определенные незаменимые элементы в небольших количествах, и их отсутствие или избыток может привести к серьезным сбоям в работе организма и даже смерти в крайних случаях из-за наличия этих важных следов. элементы напрямую влияют на метаболические и физиологические процессы организма.Быстрая урбанизация и экономическое развитие привели к радикальным изменениям в рационе питания, в результате чего предпочтение отдается рафинированной диете и нездоровой пище с ограниченным питанием. Плохое питание может привести к снижению иммунитета, повышенной уязвимости к различным заболеваниям полости рта и системным заболеваниям, нарушению физического и умственного роста и снижению работоспособности. Диета и питание влияют на здоровье полости рта по-разному, влияя на черепно-лицевое развитие, рост и поддержание мягких тканей зубов и полости рта.Потенциально злокачественные заболевания полости рта (OPMD) лечат антиоксидантами, содержащими необходимые микроэлементы, такие как селен, но даже повышенное потребление микроэлементов, таких как медь, с пищей, может привести к подслизистому фиброзу полости рта. Дефицит или избыток других микроэлементов, таких как йод, железо, цинк и т. Д., Оказывает сильное влияние на организм, и такие состояния часто диагностируются через их ранние оральные проявления. В этом обзоре оцениваются биологические функции важных микроэлементов и их роль в сохранении здоровья полости рта и прогрессировании различных заболеваний полости рта.

1. Введение

Правильное питание всех метаболически активных клеток и тканей необходимо для сохранения здоровья человеческого организма в целом. Микроэлементы, включая микроэлементы, витамины и антиоксиданты, играют жизненно важную роль в непрерывно протекающих регенеративных процессах, справляются с продолжающимся окислительным стрессом в тканях организма и поддерживают достаточный иммунитет против патогенов [1, 2]. Проявления недостаточного питания, а также избыточного питания микроэлементами для здоровья полости рта обширны и могут привести к дефектам твердых тканей зубов, а также слизистой оболочки полости рта [3, 4].

Слово «микроэлементы» используется для элементов, существующих в естественной и нарушенной окружающей среде в небольших количествах, с избыточной биодоступностью, оказывающей токсическое действие на живой организм [5]. Микроэлементы — это химические микроэлементы, которые требуются в незначительном количестве, но играют жизненно важную роль в поддержании целостности различных физиологических и метаболических процессов, происходящих в живых тканях. Дефицит любого из микроэлементов может проявляться скорее как комбинация различных клинических проявлений, чем как конкретное проявление, поскольку каждый микроэлемент связан со многими ферментными системами.

Здоровое питание с регулярным потреблением необходимых витаминов и минералов имеет огромное значение как для общего здоровья, так и для здоровья полости рта. Поскольку у стоматологов были ограниченные знания о значении микроэлементов в питании человека, в настоящем обзоре основное внимание уделяется роли тех основных микроэлементов, которые доказали свою роль в поддержании здоровья полости рта, и их влиянию на различные заболевания и расстройства полости рта.

2. Классификация микроэлементов

Были предприняты ограниченные попытки только для классификации микроэлементов.Были перечислены классификации, которые касаются присутствия микроэлементов.

2.1. Классификация ВОЗ, 1973 г. [6]

В соответствии с этой классификацией девятнадцать микроэлементов были разделены на три группы: (1) Основные элементы: цинк (Zn), медь (Cu), селен (Se), хром (Cr), кобальт (Co), йод (I), марганец (Mn) и молибден (Mo). (2) Возможно важные элементы. (3) Потенциально токсичные элементы.

2.2. Классификация элементов Frieden

В 1981 году Frieden предложил биологическую классификацию микроэлементов на основе их количества в тканях [7] 🙁 1) Основные микроэлементы: бор, кобальт, медь, йод, железо, марганец, молибден и цинк. .(2) Вероятно необходимые микроэлементы: хром, фтор, никель, селен и ванадий. (3) Физически активные микроэлементы: бром, литий, кремний, олово и титан.

2.3. Категориальная классификация элементов Фридена [8]

Двадцать девять типов элементов, присутствующих в организме человека, были разделены на пять основных групп следующим образом: (i) Группа I: основные компоненты макромолекул, такие как углеводы, белки и липиды. Примеры включают углерод, водород, кислород и азот.(ii) Группа II: важные в питательном отношении минералы, также называемые основными или макроэлементами. Суточная потребность в этих макроэлементах для взрослого человека превышает 100 мг / сут. Примеры включают натрий, калий, хлорид, кальций, фосфор, магний и серу. (Iii) Группа III: основные микроэлементы. Микроэлементы также называют второстепенными. Элемент считается микроэлементом, если его дневная потребность составляет менее 100 мг. Дефицит этих элементов встречается редко, но может оказаться фатальным.Примеры включают медь, железо, цинк, хром, кобальт, йод, молибден и селен. (Iv) Группа IV: дополнительные микроэлементы. Их роль пока неясна, и они могут быть существенными. Примеры включают кадмий, никель, диоксид кремния, олово, ванадий и алюминий. Эта группа может быть эквивалентна, вероятно, основным микроэлементам в классификации ВОЗ. (V) Группа V: эти металлы не являются основными, и их функции неизвестны. Они могут вызывать токсичность в чрезмерных количествах. Примеры включают золото, ртуть и свинец.Эта группа эквивалентна потенциально токсичным элементам, определенным в классификации ВОЗ.

3. Обсуждение

Внутри человеческого тела функционирует обширная и сложная система для управления и поддержания количества основных микроэлементов в пределах нормы. Микроэлементы из рациона транспортируются в кровь при их дефиците, попадают в клетки, если клеточные уровни недостаточны, или выводятся из организма, если уровни в крови и клетках удовлетворительны или повышены. Различные основные микроэлементы, а также потребности в питании и диетические источники перечислены в таблице 1.

Микроэлемент Рекомендуемая суточная доза (RDI) Рекомендуемая диета (RDA) Допустимый верхний уровень потребления (UL) Медь 2000 μ г Дети от 1 до 3 лет: 340 мкг / день; От 4 до 8 лет: 440 мкг / день; От 9 до 13 лет: 700 мкг / день; От 14 до 18 лет: 890 мкг / день Мужчины и женщины в возрасте 19 лет и старше: 900 мкг / день Беременность: 1000 мкг / день Лактация: 1300 мкг / день Дети от 1 до 3 лет: 1 мг / день день; От 4 до 8 лет: 3 мг / день; От 9 до 13 лет: 5 мг / день; От 14 до 18 лет: 8 мг / день Взрослые от 19 лет и старше (включая период лактации): 10 мг / день Беременность: 8 мг / день Устрицы, другие моллюски, цельное зерно, бобы, орехи, картофель, мясные субпродукты (почки, печень), темная зелень, сухофрукты и дрожжи Железо 18 мг Дети от 1 до 3 лет: 7 мг / день; От 4 до 8 лет: 10 мг / день; От 9 до 13 лет: 8 мг / день Мальчики от 14 до 18 лет: 11 мг / день Девочки от 14 до 18 лет: 15 мг / день Взрослые: 8 мг / день для мужчин в возрасте 19 лет и старше и женщин от 51 года и старше Женщины от 19 до 50 лет: 18 мг / день Беременные женщины: 27 мг / день Кормящие матери: 10 мг / день Младенцы и дети от рождения до 13 лет: 40 мг / день Дети в возрасте 14 лет и взрослые (включая беременность и кормление грудью): 45 мг / день Гемовое железо: печень, мясо, птица и рыба Негемовое железо: злаки, зеленые листовые овощи, бобовые, орехи, масличные семена, пальмовый сахар и сушеные фрукты Цинк 15 мг Младенцы и дети от 7 месяцев до 3 лет: 3 мг / день; От 4 до 8 лет: 5 мг / день; 9-13 лет: 8 мг / день Девочки 14-18 лет: 9 мг / день Мальчики и мужчины 14 лет и старше: 11 мг / день Женщины 19 лет и старше: 8 мг / день Беременные женщины : 11 мг / день Кормящие женщины: 12 мг / день Младенцы: 4-5 мг / день Дети от 1 до 3 лет: 7 мг / день; От 4 до 8 лет: 12 мг / день; От 9 до 13 лет: 23 мг / день; От 14 до 18 лет: 34 мг / день Взрослые 19 лет и старше (включая беременность и период лактации): 40 мг / день Корма для животных: мясо, молоко и рыба Биодоступность цинка в растительной пище низкая Кобальт 6 μ г Младенцы: 0.5 мкг Дети 1-3 лет: 0,9 мкг; 4–8 лет: 1,2 мкг; 9–13 лет: 1,8 мкг Дети старшего возраста и взрослые: 2,4 мкг Беременные женщины: 2,6 мкг Кормящие матери: 2,8 мкг Неизвестно Рыба, орехи, зеленые листовые овощи (брокколи, шпинат), злаки и овес Хром 120 μ г Дети от 1 до 3 лет: 11 мкг; От 4 до 8 лет: 15 мкг Мальчики от 9 до 13 лет: 25 мкг Мужчины от 14 до 50 лет: 35 мкг Мужчины от 51 года и старше: 30 мкг Девочки от 9 до 13 лет: 21 мкг; От 14 до 18 лет: 24 мкг Женщины от 19 до 50 лет: 25 мкг; 51 год и старше: 20 мкг Беременные женщины: 30 мкг Кормящие женщины: 45 мкг Дозы, превышающие 200 мкг, токсичны Лучшие источники: переработанное мясо, цельнозерновые продукты и специи Молибден 75 μ г Дети от 1 до 3 лет: 17 мкг / день; От 4 до 8 лет: 22 мкг / день; От 9 до 13 лет: 34 мкг / день; От 14 до 18 лет: 43 мкг / день Мужчины и женщины в возрасте 19 лет и старше: 45 мкг / день Беременность и лактация: 50 мкг / день Дети: 300-600 мкг / день Взрослые (включая беременность и период лактации ): 1100–2000 мкг / день Корм ​​для животных: печень; овощи: чечевица, сушеный горох, фасоль, соя, овес и ячмень Селен 70 мк г Дети 1-3 лет: 20 мкг / день Дети 4– 8 лет: 30 мкг / день Дети 9–13 лет: 40 мкг / день Взрослые и дети 14 лет и старше: 55 мкг / день Беременные женщины: 60 мкг / день Кормящие женщины: 70 мкг / день Безопасный верхний предел для селена составляет 400 мкг в день для взрослых Печень, почки, морепродукты, мышечное мясо, злаки, зерновые продукты, молочные продукты, фрукты и овощи Йод 150 мкг г Дети от 1 до 8 лет: 90 мкг / день; От 9 до 13 лет: 120 мкг / день Дети в возрасте 14 лет и взрослые: 150 мкг / день Беременные женщины: 209 мкг / день Кормящие матери: 290 мкг / день Дети от 1 до 3 лет: 200 мкг / день ; От 4 до 8 лет: 300 мкг / день; От 9 до 13 лет: 600 мкг / день; От 14 до 18 лет: 900 мкг / день Взрослые старше 19 лет, включая беременных и кормящих женщин: 1100 мкг / день Лучшие источники: морепродукты (морская рыба и морская соль) и жир печени трески Небольшие количества: молоко, овощи и злаки Фтор В питьевой воде: 0.От 5 до 0,8 мг Дети от 1 до 3 лет: 0,7 мг; От 4 до 8 лет: 1 мг; От 9 до 13 лет: 2 мг; От 14 до 18 лет: 3 мг Мужчины 19 лет и старше: 4 мг Женщины от 14 лет и старше (включая беременных и кормящих женщин): 3 мг 0,7–9 мг для младенцев 1,3 мг для детей от 1 до 3 года 2,2 мг для детей от 4 до 8 лет 10 мг для детей старше 8 лет, взрослых, беременных и кормящих женщин Питьевая вода, продукты (морская рыба и сыр) и чай

3.1. Медь

Медь является третьим по распространенности микроэлементом, общее количество которого в организме человека составляет всего 75–100 мг [9]. Медь присутствует почти во всех тканях тела и хранится главным образом в печени, а также в головном мозге, сердце, почках и мышцах [10]. Медь всасывается в кишечнике и транспортируется в печень. В крови человека медь в основном распределяется между эритроцитами и в плазме [11]. Он транспортируется в форме церулоплазмина в плазму, где его метаболизм регулируется, и выводится с желчью [12].Церулоплазмин составляет 90% содержания меди в крови и отвечает за перенос меди к дефицитным клеткам [13]. Медно-цинковый металлофермент супероксиддисмутаза содержит 60% меди в эритроцитах, а остальные 40% слабо связаны с другими белками и аминокислотами.

3.1.1. Биологические функции

Значительное количество метаболических ферментов правильно функционируют благодаря меди [13–16]. Биологические функции меди перечислены [14–16]: (1) Фермент цитохром с оксидаза, содержащий медь и железо, играет жизненно важную роль в производстве энергии во время аэробного дыхания.(2) Медь также присутствует в супероксиддисмутазе, которая детоксифицирует супероксиды, превращая их в кислород и перекись водорода. (3) Медь также является компонентом лизилоксидазы, которая участвует в синтезе коллагена и эластина. Медь также необходима для поддержания прочности кожи, волос, кровеносных сосудов, эпителиальной и соединительной ткани по всему телу. (4) Cu играет значительную роль в производстве гемоглобина. Церулоплазмин катализирует окисление железа, которое впоследствии необходимо для связывания с его транспортным белком, трансферрином [12].(5) Производство меланина: медьсодержащий фермент тирозиназа превращает тирозин в меланин. (6) Производство миелина: Cu также необходима для синтеза фосфолипидов, содержащихся в миелиновых оболочках периферических нервов [13, 16]. (7) Также требуется медь. для производства гормона щитовидной железы тироксина [13]. (8) Медь может действовать как антиоксидант и прооксидант. В качестве антиоксиданта Cu улавливает или нейтрализует свободные радикалы и может уменьшить или помочь предотвратить некоторые повреждения, которые они вызывают [16–19]. Медь способствует повреждению тканей свободными радикалами, когда действует как прооксидант [20].

3.1.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Симптомами дефицита меди являются гипохромная анемия, нейтропения, гипопигментация волос и кожи, аномальное костеобразование с хрупкостью скелета и остеопорозом, боли в суставах, снижение иммунитета, сосудистые аберрации и курчавые волосы [21]: (1) Дефицит Cu в рационе в течение длительного периода, особенно на стадиях активного роста, приводит к анемии и дефектному ороговению в полости рта [22]. Анемический эффект объясняется снижением ферроксидазной активности церулоплазмина и восстановленным окислением железа [5].(2) Инфекции: снижение иммунитета может привести к различным инфекциям полости рта из-за сопровождающейся нейтропении [23]. Отмечены нарушения созревания гранулоцитов в костном мозге и вакуолизация нейтрофилов [5]. (3) Костные аномалии и боль: костные изменения при дефиците меди включают потерю образования трабекул с истончением коры. Может возникнуть остеопороз и образование затылочного рога из-за функционального нарушения медь-требующих ферментов, таких как аскорбатоксидаза и лизилоксидаза, в случае дефицита меди [10].(4) Поражения полости рта: различные исследования показали, что средние уровни меди в сыворотке были значительно выше в сыворотках пациентов с потенциально злокачественными заболеваниями полости рта, такими как лейкоплакия полости рта и подслизистый фиброз полости рта, а также злокачественные опухоли, такие как плоскоклеточная карцинома. Среднее потребление меди в Индии составляет 2,1–3,9 мг / день, тогда как из-за жевания орехов ареки оно составляет более 5 мг / день. Было высказано предположение, что медь, выделяемая из орехов ареки во время жевания, вступает в прямой контакт с эпителием ротовой полости и растворяется в слюне.Сообщается, что медь присутствует в слюне в течение 30 минут. Чем дольше медь присутствует в слюне, тем выше вероятность ее поглощения эпителием ротовой полости [24]. Было высказано мнение, что медь появляется в крови через 15 минут приема ореха арека и его продуктов [25]. У пациентов с подслизистым фиброзом полости рта уровни Cu в сыворотке постепенно повышаются по мере прогрессирования клинической стадии заболевания. Однако местный эффект повышенного содержания меди в слюне может играть более важную роль, чем повышенный уровень в сыворотке.Другие школы мысли оценивали снижение концентрации меди в сыворотке крови из-за использования меди в повышающей регуляции лизилоксидазы, приводящей к чрезмерному перекрестному связыванию коллагена [26]. (5) Также считается, что Cu обладает свойством способствовать развитию кариеса [27].

3.2. Цинк

В организме человека распределено 2–4 грамма цинка [28]. Цинк хранится в простате, частях глаза, головном мозге, мышцах, костях, почках и печени [29]. Это второй по распространенности переходный металл в организмах после железа и единственный металл, который присутствует во всех классах ферментов [28, 30].В плазме крови Zn связывается и транспортируется с альбумином (60%) и трансферрином (10%) [31]. Поскольку трансферрин также переносит железо, избыточное количество железа может снизить абсорбцию цинка, и наоборот [32]. Концентрация цинка в плазме крови остается относительно постоянной независимо от приема цинка.

3.2.1. Биологические функции

Функции цинка в биологии многочисленны, но их можно разделить на три основные категории: каталитические, регуляторные и структурные роли. Он необходим для каталитической активности большого количества ферментов [33, 34].Он играет важную роль в иммунной функции, заживлении ран, синтезе белка, синтезе ДНК и делении клеток [34–36]. Цинк необходим для правильного обоняния и вкуса [37, 38]. Он также поддерживает нормальный рост и развитие во время беременности, детства и подросткового возраста [39–42]. Предположительно, он также обладает антиоксидантными свойствами и, таким образом, может играть роль в ускорении процесса заживления после травмы и защите от ускоренного старения [40, 43]. Ионы цинка являются эффективными противомикробными средствами даже при низких концентрациях.

3.2.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Роль цинка в здоровье полости рта и заболеваниях кратко излагается следующим образом: (1) В полости рта цинк естественным образом присутствует в зубном налете, слюне и эмали. Цинк превращается в продукты для ухода за полостью рта, чтобы контролировать зубной налет, уменьшить неприятный запах и замедлить образование зубного камня. Повышенные концентрации цинка могут сохраняться в течение длительных периодов времени в зубном налете и слюне после доставки из ополаскивателей для рта и зубных паст. Хотя низкие концентрации цинка могут как уменьшить деминерализацию эмали, так и изменить реминерализацию, антикариогенная эффективность все еще остается спорной и не подтверждается различными исследованиями [44].(2) Расстройства вкуса: роль цинка во вкусовых функциях заметна на различных уровнях организации, таких как вкусовые рецепторы, передача вкусового нерва и мозг. Цинк играет важную роль в архитектуре клеточной структуры, поддержании целостности клеточной мембраны и функций различных цитоплазматических и мембранных ферментов. Ранние исследователи пришли к выводу, что дефицит цинка, вторичный по отношению к любой этиологии, приводит к нарушению вкуса, и, таким образом, истощение цинка все же корректируется для пациентов, сообщающих о дисбалансе вкуса [45].(3) Исследование, проведенное на грызунах, показало, что диета с дефицитом цинка может привести к паракератозу обычно ортокератинизированной слизистой оболочки полости рта. Следовательно, дефицит цинка может быть потенциальным фактором риска заболеваний полости рта и пародонта. Паракератотические изменения щек, языка и пищевода являются признаком дефицита цинка. Утолщение слизистой оболочки щеки является частым проявлением наряду с потерей нитевидных сосочков [46]. (4) Как указано выше, цинк является кофактором фермента супероксиддисмутазы, и различные исследования показали более низкие уровни цинка в сыворотке крови у пациентов с потенциально предраковыми заболеваниями. как оральная лейкоплакия.Это может быть связано с потреблением цинка в ответ на высокое содержание меди в орехе арека или окислителями, выделяемыми при употреблении табака [47]. (5) Аналогичным образом, концентрация цинка в сыворотке крови значительно снижается при плоскоклеточном раке полости рта и подслизистой оболочке полости рта. пациенты с фиброзом, употреблявшие табак в анамнезе, по сравнению с контрольной группой и постепенно уменьшались с продолжительностью привычки. Сообщается, что уровень цинка в сыворотке крови у пациентов с плоскоклеточным раком полости рта был ниже, чем у пациентов с субмукозным фиброзом полости рта [25, 48].(6) Поскольку трансферрин транспортирует и железо, и цинк, уровень цинка увеличивается по мере снижения уровня железа у пациентов с дефицитом железа. Таким образом, пациенты с OSMF, также страдающие железодефицитной анемией, показывают более высокие уровни цинка в сыворотке [25, 48]. (7) Супероксиддисмутаза, которая является естественным антиоксидантом организма, представляет собой белковый комплекс Cu-Zn, который оказывает антиканцерогенное действие на OSMF. . Во-вторых, цинк снижает активность медьсодержащего фермента лизилоксидазы и, таким образом, вызывает ингибирование поперечного связывания пептидов коллагена.Он также играет важную роль в содействии деградации коллагена через коллагеназу и матриксную металлопротеиназу. Таким образом, цинк имеет обратную связь с медью и, таким образом, препятствует абсорбции меди слизистой оболочкой. Избыток цинка особенно ухудшает абсорбцию меди, поскольку оба металла абсорбируются через металлотионеины. Отношение меди к цинку также считается надежным биомаркером в развитии и прогрессировании канцерогенеза [48]. (8) Вопреки распространенному мнению о защитной функции цинка, ограниченная литература предполагает канцерогенный эффект цинка [49]. ].

3.3. Железо

Железо — самый распространенный незаменимый микроэлемент в организме человека. Общее содержание железа в организме составляет около 3–5 г, большая часть которого находится в крови, а остальное — в печени, костном мозге и мышцах в виде гема [50]. Железо всасывается в кишечнике из пищи в случае его истощения и транспортируется в форме ферритина. Гемосидерин — это золотисто-коричневый пигмент, который является побочным продуктом метаболизма ферритина и откладывается в клетках ретикулоэндотелиальной системы [51].Гомеостаз железа поддерживает уровни железа в сыворотке крови в пределах нормы только за счет активации или подавления механизма абсорбции железа, что уникально, поскольку оно поддерживает гомеостаз за счет регулирования абсорбции, а не выведения.

3.3.1. Биологические функции

Гем — это основное железосодержащее вещество в двухвалентном или трехвалентном состоянии, которое присутствует в гемоглобине, миоглобине и цитохроме. Существует множество ферментов, связанных с железом, а именно цитохром а-с, р450, цитохром с редуктаза, каталазы, пероксидазы, ксантиноксидазы, триптофан пирролаза, сукцинатдегидрогеназа, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа и холиндегидрогеназа.Гем образует ковалентные связи с глобиновым белком с образованием гемоглобина, который является основным переносящим кислород пигментом в эритроцитах млекопитающих. Он принимает участие во множестве метаболических циклов, таких как реакции производства энергии (цитохромы цикла Кребса) во всех клетках, и активирует производящие энергию окисляющие ферменты. Помимо участия в поддержании бесчисленных физиологических и метаболических процессов, он также необходим для синтеза ДНК, РНК, коллагена, антител и так далее [52].Биологические роли железа в организме человека выходят за рамки данной статьи, и перечислены лишь некоторые важные из них.

3.3.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Роль железа в здоровье полости рта и болезнях резюмируется следующим образом: (1) Железодефицитная анемия является наиболее частым проявлением низких уровней этого важного микроэлемента в сыворотке крови. Микроцитарные гипохромные эритроциты, утомляемость, ахлоргидрия, атрофия эпителия, потеря внимания, раздражительность, одышка и снижение памяти — вот некоторые из особенностей железодефицитной анемии [25].Оральные проявления железодефицитной анемии можно обобщить как угловой хейлит, атрофический глоссит, генерализованную атрофию слизистой оболочки полости рта, кандидозные инфекции, бледность и стоматит. Синдром Пламмера-Винсона или синдром Патерсона-Келли или сидеропеническая дисфагия — это редкое состояние, характеризующееся железодефицитной анемией, дисфагией и койлонихией, причем женщины страдают чаще, чем мужчины. Дисфагия возникает из-за наличия аномальных перепонок пищевода, которые имеют предрасположенность к злокачественной трансформации [53].(2) Предраковые поражения и состояния полости рта: у пациентов с OSMF было обнаружено значительное снижение концентрации железа в сыворотке с повышением общей железосвязывающей способности. Снижение уровня железа у пациентов с OSMF может быть связано с использованием железа в синтезе коллагена. Кроме того, дефицит железа в тканях полости рта приводит к снижению кровоснабжения, что еще больше способствует просачиванию ареколина (побочный продукт ореха арека). Дальнейшее повреждение вызвано повышенной перколяцией ареколина, которая усиливает пролиферацию фибробластов и образование коллагена [25].Хотя большая часть литературы предполагает, что OSMF приводит к дефициту железа из-за нарушенных диетических привычек, Bhattacharya et al. сообщили об интересном случае, когда железодефицитная анемия в первую очередь привела к развитию подслизистого фиброза полости рта, который успешно лечился пероральным приемом добавок железа и антиоксидантов [54]. Аналогичным образом, низкие уровни железа в сыворотке крови были оценены у пациентов, страдающих лейкоплакией полости рта. (3) Также было отмечено, что уровни ферритина в сыворотке повышаются, а концентрация железа в сыворотке снижается по мере прогрессирования опухоли в карциномах головы и шеи, и, таким образом, гем может быть используется в качестве инструмента последующего наблюдения за пациентами наряду с оценкой питания [47].

3.4. Cobalt

Присутствие кобальта в тканях животных было впервые установлено Бертраном и Macheboeuf в 1925 году, что позже было подтверждено различными исследованиями с использованием спектрографических методов [55, 56]. Кобальт является важным микроэлементом для человеческого организма и может присутствовать в органических и неорганических формах. В органической форме он составляет неотъемлемую часть витамина B12 и играет важную роль в образовании аминокислот и нейромедиаторов. Неорганические формы кобальта токсичны для человеческого организма, и чем дольше они остаются в организме, тем больше вредных эффектов они вызывают в клетках.Ионы кобальта всасываются в организме человека несколькими путями: во-первых, с пищей; во-вторых, дыхательной системой; в-третьих, кожей; и, наконец, как компонент биоматериалов. Ионы кобальта попадают в организм любым из вышеупомянутых путей, связываются с белками в кровотоке и транспортируются с кровью для депонирования в тканях и клетках. Общее содержание кобальта в организме составляет от 80 до 300 мкг витамина B12 [57–59].

3.4.1. Биологические функции

Витамин B12, также известный как кобаламин, является водорастворимым витамином и содержит биохимически редкий элемент кобальт в центре плоского тетрапиррольного корринового кольца. Витамин B12 вырабатывается в виде гидроксокобаламина в бактериях, а превращение в метилкобаламин и 5′-дезоксиаденозилкобаламин, ферментативно активные формы кофактора, происходит в организме. Цианокобаламин, четвертый витамин B12, может метаболизироваться в организме до активной формы кофермента и использоваться в пищевых добавках.Эритропоэтин, необходимый для образования эритроцитов, стимуляция осуществляется витамином B12, содержащим соли кобальта, и, таким образом, дефицит кобальта сильно связан с нарушениями синтеза витамина B12, что приводит к анемии и гипофункции щитовидной железы с повышенным риском аномалий развития и недостаточности у младенцев. [59]. Помимо того, что кобальт является важным компонентом этих различных форм витамина B12, он необходим для эффективного образования аминокислот и различных белков для образования миелиновой оболочки.Кобальт также играет решающую роль в создании нейромедиаторов, необходимых для правильной работы организма. С другой стороны, избыток ионов кобальта в организме может усилить действие щитовидной железы и костного мозга, что приведет к перепроизводству эритроцитов, фиброзу в легких и астме [60].

3.4.2. Роль в здоровье полости рта

Роль кобальта в здоровье полости рта резюмируется следующим образом: (1) Кобальт, входящий в состав витамина B12, также называемый внешним фактором, необходим для образования эритроцитов.Таким образом, наиболее известным проявлением дефицита кобальта в полости рта является злокачественная анемия, которая характеризуется глосситом, чувством жжения, мускулистым красным языком в виде пятен или полностью красным языком, который также называют глосситом Хантера или Мёллера. и редко неглубокие язвы [61]. (2) Помимо эритропоэза, витамин B12 также играет важную роль в восстановлении и регенерации нервов. Следовательно, дефицит кобальта может иметь побочные эффекты, такие как периферическая невропатия.(3) Красный плоский лишай и лихеноидные реакции ротовой полости связаны с воздействием на них Cr, Co, Ni и сплавов амальгамы, которые выделяются из металлических сплавов, обычно используемых в стоматологии в полости рта. Эти следы металлов при высвобождении из металлических сплавов вступают в прямой контакт со слизистой оболочкой полости рта, что приводит к иммуноопосредованному повреждению базальных эпителиальных кератиноцитов и впоследствии вызывает реакции чувствительности в форме OLR. Некоторые исследования связывают OLR с риском злокачественной трансформации [62].

3.5. Хром

Слово «хром» — это греческое слово, означающее «цвет». Хром существует в двухвалентном [Cr (II)], трехвалентном [Cr (III)] и шестивалентном [Cr (VI)] состояниях окисления, причем Cr (VI) и Cr (III) являются наиболее стабильными формами, среди которых Cr ( III) и Cr (VI) являются нерастворимыми и растворимыми формами соответственно. Общее содержание хрома в организме относительно низкое и составляет около 0,006 г у среднего здорового взрослого человека. Трехвалентный Cr является важным микроэлементом и играет важную роль в метаболизме глюкозы, выступая в качестве кофактора действия инсулина.Шестивалентный хром является токсичным промышленным загрязнителем и классифицируется как канцероген, обладающий мутагенными и тератогенными свойствами. Воздействие хрома в результате занятий через дыхательные пути было связано с различными видами рака легких, желудочно-кишечного тракта и центральной нервной системы. Хром выводится в основном с мочой и фекалиями, а в небольших количествах — с волосами, потом и желчью [63].

3.5.1. Биологические функции

Хром — важный микроэлемент для людей с избыточным весом, поскольку он является одним из ключевых минералов, контролирующих уровень сахара и липидов в крови.Хром [Cr (III)] увеличивает эффективность инсулина и стимулирует захват глюкозы мышцами и другими тканями, являясь основным ингредиентом фактора толерантности к глюкозе (GFT). В случае низкого уровня хрома в сыворотке крови уровень циркулирующего (GFT) также меньше, и, следовательно, инсулин менее эффективен для снижения уровня сахара в крови. В результате высокий уровень сахара в крови стимулирует дальнейшее высвобождение неэффективного инсулина [64, 65]. Считается, что хром подавляет р53, белок-супрессор опухолей, инактивация которого посредством мутаций связана со многими типами рака человека.Сообщалось о хромовых язвах, разъедающих реакциях на носовой перегородке, остром раздражающем дерматите и аллергическом экзематозном дерматите среди лиц, подвергшихся воздействию соединений шестивалентного хрома. Было документально подтверждено, что промышленные рабочие, подвергающиеся воздействию хроматов, подвергаются чрезмерному риску рака легких.

Поскольку хром присутствует в организме в очень малых количествах, трудно определить его дефицитное состояние. Считается, что если концентрация хрома ниже нормального значения 0.14–0,15 нг / мл в сыворотке крови, это указывает на наличие тяжелого дефицита хрома. Несмотря на это, повышенные уровни в плазме могут сосуществовать с отрицательным тканевым балансом. Гипергликемия может сопровождаться повышенным содержанием хрома в плазме и повышенной экскрецией с мочой. Концентрации хрома в моче, волосах и биологических жидкостях не могут отражать истинный хромовый статус организма [65].

3.5.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Роль хрома в OLR обсуждалась ранее [62].Гипергликемический статус больных сахарным диабетом с недиагностированным состоянием дефицита хрома может приводить к широкому спектру оральных проявлений, отмечаемых у диабетиков, таких как замедленное заживление ран, гнойный пародонтит, различные грибковые инфекции полости рта, преждевременные заболевания пародонта и гипосаливация [66].

3,6. Селен

Селен — жизненно важный микроэлемент, который является важным компонентом антиоксидантных ферментов, таких как пероксид глутатиона и тиоредоксинредуктаза [67]. Соли селена, необходимые для различных клеточных функций в организме человека, в чрезмерных количествах токсичны.Сообщается, что у микроорганизмов есть несколько селенсодержащих ферментов, и наиболее вероятно, что селенопротеины, отличные от глутатионпероксидазы, еще предстоит обнаружить у высших животных. Исторически, болезнь Кешан, эндемичная для детей в возрасте 2–10 лет и женщин детородного возраста, имела географическое распространение в широком поясообразном регионе материкового Китая с северо-востока на юго-запад. Типичными проявлениями были утомляемость даже после легких упражнений, сердечная аритмия и учащенное сердцебиение, потеря аппетита, сердечная недостаточность, кардиомегалия и застойная сердечная недостаточность.Заболевание было распространено среди людей, соблюдающих диету с дефицитом селена, и состояние пациентов быстро улучшилось после обогащения. Точно так же селен-чувствительное заболевание костей и суставов, болезнь Кашина-Бека, также выявлялось у детей в возрасте 5–13 лет в Китае и в меньшей степени — в юго-восточной Сибири. Болезнь Кашина-Бека также встречается в районах с низким содержанием селена в почве для возделывания сельскохозяйственных культур.

3.6.1. Биологические функции

Селен, как известно, обладает иммуномодулирующими и антипролиферативными свойствами и может влиять на иммунный ответ, изменяя экспрессию цитокинов и их рецепторов или делая иммунные клетки более устойчивыми к окислительному стрессу [68, 69].В составе фермента глутатионпероксидазы вместе с витамином Е, каталазой и супероксиддисмутазой селен является компонентом одной из важнейших систем антиоксидантной защиты организма. Также имеются убедительные доказательства того, что неизвестный селеноферментный белок играет определенную роль в синтезе трийодтиронинового гормона из тироксина [70, 71].

3.6.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Уровни селена в сыворотке показали прогрессивное снижение от здоровых субъектов к пациентам с предраковыми поражениями, такими как лейкоплакия полости рта, и дальнейшее снижение у пациентов, страдающих раком полости рта.Также наблюдалось снижение уровня селенсодержащей глутатионпероксидазы и сопутствующее усиление окислительного стресса в том же порядке [72].

Таким образом, очевидно, что снижение концентрации селена приведет к усилению окислительного стресса в тканях организма с непреднамеренными вредными последствиями. Таким образом, пищевые добавки с микроэлементами, такими как селен, являются важным обоснованием при лечении предраковых поражений, таких как лейкоплакия, таких состояний, как OSMF, и пациентов с раком полости рта для снижения окислительного стресса внутри организма [54].

В недавнем исследовании оценивали противовоспалительное и антиоксидантное действие селена при введении пациентам, страдающим мукозитом полости рта, вторичным по отношению к химиотерапии в высоких дозах. Исследователи утверждали, что адекватный прием селена может оказывать цитопротекторное действие и противоязвенное действие, и пришли к выводу, что селен может эффективно уменьшить продолжительность и тяжесть орального мукозита у этих пациентов [73].

3,7. Молибден

Минералы молибдена были известны на протяжении всей истории, но этот элемент был открыт Карлом Вильгельмом Шееле в 1778 году и впервые выделен в 1781 году Питером Якобом Хьельмом.

3.7.1. Биологические функции

Молибден, как компонент молибдопротеина, участвует в образовании активных центров различных ферментов. Три основных молибденсодержащих фермента — это ксантиндегидрогеназа / оксидаза, альдегидоксидаза и сульфитоксидаза. Фермент, содержащий молибден, играет определенную роль в катаболизме пуринов. Он также влияет на синтез белка и рост организма [74]. Молибден обладает антагонистическим действием по отношению к меди; таким образом, высокие концентрации молибдена могут снизить абсорбцию меди и впоследствии привести к ее дефициту [75].

3.7.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Считается, что бор, ванадий и молибден обладают кариостатическим действием. Различные исследования из Венгрии и Новой Зеландии убедительно показали, что взаимодействие молибдена и фторида оказывает сильное кариостатическое действие. Тем не менее, кариостатический эффект молибдена подвергся критическому анализу в литературе с неубедительными результатами. Тем не менее в эмали зубов накапливается значительное количество молибдена. Необходимы дальнейшие исследования или исследования для получения надежных наблюдений [76].

3.8. Фтор

Фтор составляет незначительную часть массы тела и попадает в организм в основном через питьевую воду и в меньшей степени через пищу.

3.8.1. Биологические функции

Фтор в форме кристаллов фторапатита является важной частью организованного матрикса твердых тканей, таких как кости и зубы. Также считается, что фторид в сочетании с кальцием стимулирует активность остеобластов [64].

3.8.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Низкие уровни фторида в питьевой воде связаны с кариесом зубов.Чрезмерные концентрации фторида на стадии кальцификации зубов могут привести к разновидности гипоплазии эмали, называемой флюорозом зубов. Клинически флюороз зубов может варьироваться от небольших белых помутнений на эмали до сильных пятен на структуре зуба с возрастающей степенью тяжести. Общий эффект чрезмерного приема фтора на структуру зубов зависит от многих факторов, таких как концентрация фторида в питьевой воде, стадия кальцификации зубов в момент воздействия, продолжительность воздействия и количество воздействия [61].

3.9. Йод

Йод — жизненно важный микроэлемент, необходимый на всех этапах жизни, особенно в годы формирования. Важно поддерживать повседневные функции человеческого тела, а недостаток или избыток могут иметь серьезные неблагоприятные последствия для организма.

3.9.1. Биологические функции

Йод является важным компонентом гормонов щитовидной железы, то есть тетрайодтиронина (Т4 или тироксин) и трийодтиронина (Т3). Он играет значительную роль в функционировании паращитовидных желез.Йод играет важную роль в общем росте и развитии организма наряду с поддержанием метаболических процессов [64].

3.9.2. Роль в здоровье полости рта и заболеваниях

Симптомы недостатка или избытка йода могут быть бесчисленными. Чаще проявляется дефицит йода. Наиболее частыми симптомами дефицита йода являются крайняя усталость, раздражительность, психические расстройства, увеличение веса, отечность лица, запор и вялость. Младенцы, не получающие лечения, имеют риск развития кретинизма и в конечном итоге страдают от плохого роста и умственной отсталости [64].

Также была выдвинута гипотеза, что дефицит или избыток йода в пище играет важную роль в слизистой оболочке полости рта и в физиологии слюнных желез. Слюнные железы могут защищать свои собственные клетки от перекисного окисления благодаря способности концентрировать йод за счет симпортера йодида натрия и активности пероксидазы. Йодид, по-видимому, выполняет примитивную антиоксидантную функцию в организмах, концентрирующих йодид. Значительная роль йода в механизме иммунной защиты полости рта может быть подтверждена высокой концентрацией йода в тимусе.С. Вентури и М. Вентури также предположили, что эти действия йодидов могут быть важны для профилактики различных заболеваний ротовой полости и слюнных желез [77].

В исследовании, проведенном Литтлтоном и Фрелихом в 1993 году, также было очевидно, что скелетные останки из богатых йодом зон мира показали более выраженный износ, меньший кариес зубов и меньшую преждевременную потерю зубов. Ранняя потеря зубов может быть основным фактором недостаточного питания, потери здоровья и снижения качества жизни [78].

Дефицит йода не редкость для различных частей населения мира. Обогащение пищевой соли во всем мире было предпринято, чтобы восполнить дефицит йода. Гипотиреоз характеризуется пониженным уровнем гормона щитовидной железы. Что касается поражения полости рта, может наблюдаться явное утолщение губ из-за отложения гликозаминогликанов в подкожных тканях. Точно так же можно увидеть макроглоссию языка по той же причине. Если поражены дети, может произойти отсроченное прорезывание зубов без какого-либо влияния на формирование зубов [53].

Гипертиреоз у взрослых может приводить к диффузной коричневой пигментации десны, слизистой оболочки щек, неба и языка, как при болезни Аддисона. Механизм, посредством которого происходит стимуляция синтеза меланина, пока неясен, но пигментация имеет тенденцию исчезать при лечении патологии щитовидной железы [79].

4. Обнаружение микроэлементов и оценка статуса питания

Это было сделано следующим образом: (1) Хотя для определения присутствия микроэлементов использовались различные методы, это громоздкая и непродуктивная работа из-за их широкого распространения. в живых тканях и ферментных системах.Колориметрические и спектрографические методы обычно используются для анализа количества микроэлементов. Как правило, для анализа отдельных элементов предпочтительны спектроскопия и электрохимические методы, тогда как нейтронно-активационный анализ и спектроскопические методы используются для определения более чем одного элемента [11]. (2) Наиболее легко определяется дефицит железа, который может быть определен в лабораторных условиях. тесты [80]. Мазок костного мозга, не содержащий окрашиваемого железа, является окончательным. Повышенная общая железосвязывающая способность, низкий уровень сывороточного железа и низкая концентрация сывороточного ферритина считаются диагностическими признаками дефицита железа.В последнее время новые подходы, такие как анализ цинк-порфирина эритроцитов, также использовались в первичных скрининговых тестах для оценки статуса железа [81]. (3) Сообщаемое оптимальное соотношение меди и цинка в плазме или сыворотке составляет 0,70–1,00. Как упоминалось ранее в статье, диагностика дефицита цинка является постоянной проблемой. Уровни цинка в плазме или сыворотке являются наиболее часто используемыми показателями для оценки дефицита цинка. Тяжелый дефицит Cu может быть обнаружен при тестировании на низкий уровень меди в плазме или сыворотке, низкий уровень церулоплазмина и низкий уровень супероксиддисмутазы, но эти тесты не очень чувствительны и не позволяют определить маргинальный дефицит меди [16, 82].(4) Оценка состояния йодного питания населения или группы, проживающей в районе или регионе, предположительно имеющем йододефицитный регион, может быть выполнена путем оценки частоты зоба, измерения экскреции йода с мочой и определения уровня Т3, Т4 или ТТГ в крови. (5) Тканевые запасы хрома явно не отражают содержание хрома в крови; таким образом, концентрация хрома в сыворотке не является хорошим индикатором хромового статуса. Было высказано предположение, что уровень хрома в сыворотке ниже 0.14–0,15 нг / мл указывают на наличие тяжелого дефицита хрома. Чрезмерное воздействие хрома на человека в результате профессиональной деятельности или несчастного случая может быть отражено повышенным содержанием хрома в сыворотке крови. (6) Различные ткани, такие как кровь, волосы и ногти, были проанализированы для определения статуса селена в питании. Как правило, эти ткани могут обеспечить надежную оценку статуса селена, если потребление селена с пищей относительно однородно. (7) Уровень других микроэлементов в тканях у нормальных людей определить трудно.

5. Заключение

Диагностика дефицита микроэлементов как с питательной, так и с клинической точки зрения — одна из самых сложных задач. Недостаточное поступление необходимого микроэлемента может привести к снижению значительных биологических функций в тканях, а восстановление физиологических уровней этого элемента облегчает нарушенную функцию или предотвращает нарушение. Человеческое тело имеет сложную систему управления и регулирования количества ключевых микроэлементов металлов, циркулирующих в крови и хранящихся в клетках.Аномальные уровни этих микроэлементов могут развиваться, когда организм не может функционировать должным образом или есть неправильные уровни в пищевых источниках. Существуют убедительные доказательства того, что диета, богатая антиоксидантами и необходимыми минералами, необходима для здоровья души и тела. Профилактическая медицина в последние годы привлекает больше внимания, чем что-либо еще, поскольку правильно сказано: «Профилактика лучше лечения». Выборочное воспроизведение ассоциации профилактической медицины с различными микроэлементами представлено в таблице 2 [5].Состояние ротовой полости и общее состояние нельзя рассматривать независимо друг от друга, и на самом деле полость рта может эффективно отражать общее состояние здоровья. Комбинация различных питательных микроэлементов и микроэлементов использовалась в качестве стратегии лечения заболеваний полости рта, таких как лейкоплакия полости рта, подслизистый фиброз полости рта, рак полости рта и т. Д., Поскольку их совокупный результат более благоприятен по сравнению с одиночным применением. Следовательно, знание клинических аспектов микроэлементов становится необходимым как для врачей общей практики, так и для стоматологов.

антиоксидант Профилактика Вовлеченный микроэлемент Предрасположенность к анемии железо, кобальт, медь , марганец, селен, медь Способствование старению и его причина Цинк, медь, селен, хром Иммунодефицит Цинк, железо, медь, селен Повышенная канцерогенность 90inc154 , селен Повышенный атеросклероз Цинк, селен, железо, медь, хром Повышенная заболеваемость сахарным диабетом Хром, цинк, селен Нарушение вкуса Предрасположенность к кариесу 901 59 Фтор, молибден? Предрасположенность к зобу Йод

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Макроминералы и микроэлементы в рационе

Организму требуется ряд минералов для нормального функционирования.

Минералы используются для различных физиологических процессов, таких как построение крови и костей, выработка гормонов, регулирование сердцебиения и многое другое.

Есть два типа минералов.

Макроминералы нужны в больших количествах. Микроэлементы необходимы в очень небольших количествах.

Макроминералы: кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлорид и сера.

Микроэлементы: железо, марганец, медь, йод, цинк, кобальт, фторид и селен.

Кальций

Кальций — самый распространенный минерал в организме. Он структурно используется для построения костей и зубов, а также в качестве посредника в передаче сигналов клетками.

Помимо формирования первичной структуры нашего тела, кости также служат запасом кальция в случае дефицита пищи.

Поэтому диетический кальций чрезвычайно важен для предотвращения потери костной массы.Баланс кальция поддерживается паратиреоидным гормоном.

Рекомендуемая в США суточная доза кальция составляет 1000-1200 мг / день для взрослых.

Продукты, богатые кальцием — Изображение предоставлено: Shutterstock

фосфор

Фосфор входит в состав костей в виде минерала гидроксиапатита. Он также используется в клеточных мембранах и является частью энергетических молекул аденозинтрифосфата (АТФ) и аденозиндифосфата (АДФ). ДНК и РНК также содержат фосфат.

Продукты, богатые фосфором

Рекомендуемая суточная норма фосфора для взрослых составляет 700 мг. Фосфор содержится в большинстве пищевых источников.

Магний

Магний широко используется организмом для метаболических процессов. Некоторые из его основных функций включают производство энергии, синтез биомолекул, а также как структурный компонент клеточных мембран и хромосом.

Продукты, богатые магнием

Магний также используется в переносе ионов, передаче сигналов между клетками и миграции клеток.Рекомендуемая суточная норма магния составляет 400-420 мг для мужчин и 310-320 мг для женщин.

Натрий, хлорид, калий

Натрий и хлорид являются важными минералами для поддержания жизни. Хлорид натрия (соль) — обязательная часть рациона. Калий, натрий и хлорид поддерживают градиенты заряда на стенках ячеек.

Натрий помогает поддерживать необходимый объем крови и кровяное давление. Большинству взрослых требуется от 1,5 до 3,8 г хлорида натрия в день.

Калий действует в организме не только как электролит, но и как кофактор ряда ферментов.Низкий уровень калия может быть опасным, приводя к усталости, мышечным спазмам и болям в животе. Взрослым необходимо около 4,7 г калия в день.

P Продукты, богатые калием

сера

Сера является важным компонентом двух аминокислот, цистеина и метионина, которые используются в большинстве белков организма.

Поскольку сера богата в природе, она обычно не считается необходимым питательным веществом в рационе.

Утюг

Железо используется в красных кровяных тельцах для переноса кислорода к тканям, а также является важным компонентом многих метаболических белков и ферментов.

Продукты, богатые железом

Железо находится в организме в форме гемового и негемового железа.

Гемовое железо связано внутри кольцеобразной молекулы, называемой порфирином. Гемовое железо присутствует в красных кровяных тельцах.

Негемовое железо, такое как железо-серные кластерные белки, используется в производстве энергии и других метаболических функциях. Рекомендуемая суточная норма железа для мужчин составляет 8 мг, для женщин — 18 мг, а для беременных — 27 мг.

Марганец

Функции марганца включают антиоксидантную активность в митохондриях, помощь ферментам в метаболизме, развитии костей и заживлении ран.

Адекватная суточная доза марганца составляет 2,3 мг для мужчин и 1,8 мг для женщин. Дефицит марганца может привести к остеопорозу, диабету и эпилепсии.

Продукты, богатые марганцем

Медь

Медь является кофактором некоторых ферментов, участвующих в выработке энергии, образовании соединительной ткани и метаболизме железа.

Дефицит меди может быть вызван неправильным питанием, плохим усвоением или чрезмерным потреблением цинка.

Рекомендуемая суточная норма потребления меди в США составляет 800 мкг для взрослых.Медь содержится в моллюсках, орехах, семенах и цельнозерновых продуктах.

Продукты с высоким содержанием меди

Йод

Йод — важный минерал в организме. Это компонент гормона щитовидной железы, необходимый для нормальной функции щитовидной железы.

Йод содержится в морепродуктах, молочных продуктах, зернах, яйцах и птице.

Кроме того, в США и многих других странах соль обогащена йодом для предотвращения дефицита у населения.

Дефицит йода может вызвать повреждение головного мозга, умственную отсталость, гипотиреоз, зоб и другие проблемы со здоровьем. Рекомендуемая суточная норма йода в США составляет 150 мкг.

Продукты, богатые йодом

цинк

Цинк играет в организме несколько ролей. Он участвует во многих клеточных метаболических процессах и используется для роста и развития, иммунной системы, неврологической функции и репродукции.

Он также образует структурную часть клеточных мембран и является компонентом белков цинкового пальца, которые действуют как факторы транскрипции.

Рекомендуемая суточная норма потребления цинка в США составляет 11 мг для мужчин и 8 мг для женщин.

Продукты, богатые цинком

Кобальт

Кобальт присутствует в организме как часть витамина B12, который участвует в производстве клеток крови и функционировании нервной системы.

Фторид

Фторид укрепляет зубную эмаль и стабилизирует минералы в костях. Естественные источники фтора включают чай, рыбу, употребляемую вместе с костями, и некоторые фруктовые соки.

Однако основным источником диетического фторида в США является фторированная питьевая вода.

Среднее дневное потребление фтора в районах с фторированной питьевой водой составляет 1,4–3,4 мг. В районах без фторированной воды — от 0,3 до 1 мг в день.

Селен

Селен функционирует в организме в форме селенопротеинов, которые выполняют многие метаболические функции.

Рекомендуемая суточная норма потребления селена в США составляет 55 мкг. Продукты, богатые селеном, включают бразильские орехи, тунец, устрицы, свинину, говядину, курицу, цельнозерновой хлеб и молоко.

Дефицит селена обычно не приводит к явным клиническим заболеваниям, но может способствовать развитию болезни Кешана и болезни Кашина-Бека.

Дополнительная литература

Основные, второстепенные и микроэлементы, уголь, Геологическая служба Кентукки, Университет Кентукки

Элементы в угле показаны в таблице ниже. Основными элементами являются элементы, составляющие более 1 процента угля по весу: углерод, водород, кислород, азот и сера. Относительный процент углерода увеличивается с рангом, тогда как процентное содержание кислорода и водорода уменьшается с рангом.

Периодическая таблица элементов, показывающая основные элементы, обнаруженные во всех угольных пластах.

Минорные элементы — это элементы, которые составляют от 1,0 до 0,01 процента угля по массе. Общие второстепенные элементы в угле — это натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, калий, кальций, титан, марганец и железо. Большинство второстепенных элементов связано с минералами в угле, хотя фосфор также связан с органической матрицей угля. В угле относительно часто встречаются второстепенные элементы. Не все эти второстепенные элементы присутствуют во всех угольных пластах, а те, которые действительно встречаются, будут иметь разную концентрацию в разных пластах.Фактически, концентрации малых элементов могут изменяться по вертикали и по горизонтали в пределах одного угольного пласта (см., Например, Finkelman, 1981, 1995; Schweinfurth, Finkelman, 2003; Swaine, 2013).

Незначительные элементы, обнаруженные в угольных пластах. Не все швы имеют эти элементы.

Остальные элементы, указанные в таблице Менделеева, присутствуют в концентрациях 100 частей на миллион или меньше. Это так называемые микроэлементы. Не все угли содержат эти элементы, и их концентрации сильно различаются между угольными пластами и внутри них.Подобно минеральному веществу, микроэлементы могут быть внесены во время гороха (сингенетический) или на любой стадии углефикации (диагенетический).

Микроэлементы, обнаруженные в угольных пластах. Не все швы имеют эти элементы.

Важным аспектом микроэлементов является химическая ассоциация. Микроэлементы могут быть органически связаны с угольной матрицей или с минеральными веществами. Сурьма, бериллий, бор, галлий и германий обычно связаны органически; это означает, что они плотно прикреплены к угольной матрице.Мышьяк, хром, никель, селен, титан, уран и ванадий, среди других элементов, могут быть либо органически связаны, либо присутствовать в минеральном веществе, в зависимости от угля (Gluskoter и другие, 1977; Миллер и Гивен, 1986; Гивен и Миллер. , 1987; Goodarzi, 1988; Finkelman, 1995; Swaine, 2013).

Понимание химических ассоциаций микроэлементов в угле может помочь в определении (1), могут ли элементы быть или должны быть удалены или уменьшены из угля до использования, (2) где элементы будут в конечном итоге (выбросы, твердые остатки) во время и после утилизации угля, и (3) лучшие механизмы для смягчения любых потенциальных технологических или экологических проблем, которые может возникнуть у элемента в процессе утилизации, на основе передовой практики и правил.

Из микроэлементов в угле 15 внесены в список опасных загрязнителей воздуха Агентством по охране окружающей среды США. В настоящее время ртуть является единственным элементом HAP, который регулируется и контролируется в выбросах угольных электростанций в Соединенных Штатах (Агентство по охране окружающей среды США, 1997, 1998, 2016b). Многие из других ГАП (мышьяк, кадмий, кобальт, ртуть, свинец, некоторое количество селена и сурьма) обычно связаны с сульфидными минералами, такими как пирит , , поэтому удаление (или, по крайней мере, восстановление) сульфидных минералов из угля перед сжиганием в установках подготовки, а также удаление или преобразование сернистых дымовых газов после сжигания способствует смягчению последствий.

Опасные элементы загрязнителей воздуха, обнаруженные в угольных пластах. Не все швы имеют эти элементы.

Уголь и продукты обогащения угля также являются потенциальными источниками полезных микроэлементов. Уголь недавно был исследован как потенциальный источник редкоземельных минералов. Редкоземельные минералы включают многие элементы, о которых большинство людей не слышали, в том числе элементы ряда лантанидов (от церия до лютеция) и иттербия.Редкоземельные минералы, хотя и относительно неслыханные, очень важны в нашем современном технологическом мире, потому что они используются во множестве продуктов, используемых каждый день, включая телевизоры и мобильные телефоны. Ученые ищут новые источники этих элементов по мере роста спроса.

Редкоземельные элементы, обнаруженные в угольных пластах. Не все швы имеют эти элементы.

Подробнее

Аналитические методы определения следовых элементов

2 Спектроскопические методы

2.1 Атомно-абсорбционная спектрометрия

FAAS — один из наиболее традиционных методов определения следов ионов металлов из-за относительной простоты и дешевизны оборудования. В этом методе образец помещается в пламя, где он диссоциирует на составляющие атомы. Электромагнитное излучение в УФ / видимой части спектра проходит через пламя и частично поглощается атомами. Методика для большинства элементов хорошо известна и позволяет использовать методику FAAS для определения микроэлементов непосредственно в материалах различных образцов [10, 11, 12].Однако во многих случаях доступное аналитическое оборудование не обладает достаточной чувствительностью для анализа природных проб и страдает от матричных помех. Было разработано несколько процедур для концентрирования и отделения следов металлов, необходимых перед инструментальным определением, чтобы снизить пределы обнаружения, повысить точность и точность аналитических результатов и привести концентрацию аналита в динамический диапазон детектора. Методы концентрирования, такие как экстракция растворителем, ионный обмен, адсорбция и соосаждение, часто использовались для анализа следов свинца, кадмия, меди, кобальта, хрома, никеля, олова, золота, палладия, железа и цинка в различных исследовательских материалах [13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20].Метод соосаждения полезен для концентрирования микроэлементов металлов и является одним из наиболее эффективных способов концентрирования, а также отделения микроэлементов от матрицы образца. Для определения Cr (III), Cu (II), Fe (III), Pb (II), Pd (II) и Zn (II) в образцах пищевых продуктов использовали оксим Ni (II) -α-бензоина как средство соосаждения может успешно применяться без слишком длительного продления процедуры [21]. Жидкостно-жидкостная экстракция, при которой аналит переносится из водной пробы в несмешивающийся с водой растворитель, широко используется для приготовления проб.Экстракция до точки помутнения (CPE), аналогичная жидкостно-жидкостной экстракции, перенос аналита из водной пробы в несмешивающийся с водой растворитель, широко используется для подготовки проб и сочетается с методом ААС. CPE основан на свойстве поверхностно-активных веществ образовывать мицеллы, которые при определенных условиях (температуре и концентрации) разделяются на две фазы: фазу малого объема, богатую поверхностно-активными веществами, и большую водную фазу. Гидрофобные комплексы металлических элементов, присутствующие в таких средах, захватываются гидрофобным мицеллярным ядром и экстрагируются в фазе, богатой поверхностно-активными веществами, которая направляется на детектор AAS.Небольшой объем фазы, богатой поверхностно-активными веществами, полученный после методологии CPE, кажется идеальным для сочетания с электротермическим ААС, даже несмотря на то, что существуют применения CPE в сочетании с FAAS [16].

Тем не менее, вышеупомянутые методы требуют больших затрат времени и, по крайней мере, некоторых химических добавок и сложного оборудования. Миниатюризация методов жидкостной экстракции может быть достигнута за счет резкого уменьшения объема фазы экстрагента путем однокапельной микроэкстракции, жидкофазной микроэкстракции из полых волокон и дисперсионной жидкостно-жидкостной микроэкстракции (DLLM), позволяющих разделять и концентрировать органические и неорганические загрязнители в один шаг.В связи с необходимостью объема образца от 2 до 4 мл для анализа FAAS, может применяться система ввода микропроб (MIS) в случае небольших объемов, полученных после методов концентрирования [17, 22]. Разделение и предварительное концентрирование в оперативном режиме, основанное на адсорбции аналита на подходящем материале, представляющем твердую фазу (ТФ), с последующей стадией элюирования, направленной на детектор FAAS, позволяет использовать широкий спектр сорбентов, хелатирующих агентов и элюентов. ; он также легко реализуется и контролируется.Аналиты могут удерживаться в их комплексных или ионных формах на сорбентах или функционализированы определенными лигандами. Для онлайн-системы разделения или предварительного концентрирования требуется стабильный материал, упакованный в мини-колонки, размещенный сразу после клапана впрыска или его контура отбора проб. Благодаря высокому коэффициенту обогащения, высокой степени извлечения, низкой стоимости, низкому потреблению органических растворителей и возможности сочетания с различными методами обнаружения, SP-экстракция (SPE) обычно сочетается с FAAS. Аналитические параметры, такие как селективность, сродство и емкость, зависят от сорбента, выбранного для ТФЭ.В качестве сорбентов для онлайн-концентрирования можно использовать различные материалы: модифицированный силикагель, модифицированные хитозановые смолы, хелатирующие смолы, магнитные наночастицы, углеродные материалы, целлюлозу и мембрану из яичной скорлупы.

Углеродные нанотрубки (УНТ) из-за высокого отношения поверхности к объему, простых процедур дериватизации и уникальной термической и механической стабильности привлекли большое внимание. УНТ имеют диаметр от долей до десятков нанометров и длину не более нескольких микрометров.Площадь поверхности колеблется от 150 до 1500 м 2 ² / г, что является основой для использования в качестве хороших сорбентов. Для повышения селективности УНТ могут быть функционализированы различными органическими молекулами. Однако УНТ необходимо модифицировать определенным лигандом для улучшения характеристик сорбентов за счет увеличения емкости и селективности сорбента [15]. Хелатирующие смолы обладают превосходной селективностью по отношению к экстракции растворителем и ионному обмену из-за их тройной функции: ионного обмена, образования хелатов и физической адсорбции.Атомы функциональной группы, способные образовывать хелатные кольца, обычно включают кислород, азот и серу. На свойства селективности и сорбции этих смол могут влиять различные факторы: химическая активность комплексообразующей группы, природа и вид ионов металлов, pH раствора, ионная сила или полиметрическая матрица [23].

Среди других углеродных материалов углеродные точки (CD) оказались селективным и чувствительным методом разделения и определения Cr в различных образцах.Благодаря уникальным физическим и химическим свойствам функционализированные компакт-диски могут способствовать адсорбции аналитов в результате электростатического взаимодействия, анионного обмена, хелатного взаимодействия или физической структуры и могут использоваться в ТФЭ в качестве материала для разделения и концентрирования в оперативном или автономном режимах. Новые водорастворимые компакт-диски, покрытые разветвленным полиэтилениминовым полимером с экстракцией дисперсных частиц в сочетании с методом отбора проб суспензии и последующим обнаружением FAAS, были использованы на Cr (VI).ЦД, модифицированные катионным поверхностно-активным веществом, способствующим образованию мелких капель в процессе аспирации и распыления, действовали как селективный сорбент для разделения и концентрирования Cr (VI), повышая чувствительность его определения [19].

Интересным решением для методики элементного анализа FAAS является модификация оборудования и использование AAS с термораспылительной пламенной печью (TS-FF), повышающее эффективность ввода пробы. В этом случае TS-FF, состоящего из никелевой трубки, раствор образца распыляется через керамический капилляр в стандартную головку горелки прибора FAAS, на которую помещается трубка [24].По сравнению со стандартными системами FAAS, TS-FF вводит полную пробу в распылитель и обеспечивает гораздо более длительное время пребывания пробы в пламени. В результате чувствительность измерений может возрасти на порядок [25].

Для определения элементов, образующих гидриды или летучие вещества (As, Bi, Ge, Pb, Se, Sb, Sn, Te, Hg, Cd, Co, Cu, Ag, Au), система химического парообразования (CVG) применяется для различных образцов. Прямой перенос летучих соединений в любой распылитель устраняет необходимость в других этапах, кроме распыления, тем самым улучшая чувствительность.В отличие от ETAAS, метод FAAS совместим с онлайн-системами генерации летучих видов. Аналиты легко предварительно концентрируются перед распылением за счет улавливания непосредственно на пламенном распылителе. Хотя есть решения по объединению CVG для обоих методов: FAAS и ETAAS [26].

ETAAS отличается от FAAS использованием гораздо более высоких температур распыления, которые достигают до 3000 K. FAAS обычно используется для определения низких концентраций элементов (например, Al, Ca, Co, Cr, As, Cd, Cu, Fe , Mn, Ni, Pb, Zn) [27, 28, 29, 30, 31, 32] и могут применяться без необходимости предварительного концентрирования аналитов.Обычно измерения проводятся только для одного или двух элементов [33, 34]. Однако можно анализировать относительно небольшие количества твердых и жидких проб. Этот метод, как и FAAS, имеет различные типы помех, включая фоновое поглощение, матричный эффект на значения атомного поглощения и различия химической формы в элементах. Существуют различные инструменты, используемые для устранения или уменьшения этих помех: предварительная минерализация образца, отделение определяемых элементов от мешающих компонентов, химические модификаторы, коррекция фона эффекта Зеемана, а также устройства с разделенной зоной испарения и распыления, включая графитовый «фильтр». печь »(ПП) распылитель и львовская площадка.

Графит — наиболее часто используемый материал в ETAAS. Из-за пористости его поверхности в подповерхностном агломерате в трубках присутствуют различные частицы. Как следствие, наблюдалось несколько изменений коррозии, когда трубы подвергались воздействию различных соединений. Из-за поверхностной и глубокой коррозии трубы и платформы их общий срок службы может быть значительно сокращен. Обычно химические модификаторы наносят на графитовую печь путем добавления в раствор вместе с образцом или стандартами или после них.Но химические модификаторы можно также наносить в виде металлического отложения на поверхность графитовой трубки или на платформе Львова, действуя как постоянный модификатор и делая возможными стадии пиролиза и распыления без повторения обработки трубки или платформы. Было продемонстрировано, что электроосажденные благородные металлы могут служить в качестве постоянных модификаторов за счет интеркаляции и оставаться вблизи поверхностной области трубки в течение всего срока службы трубки. Это наблюдение позволило развить постоянную эффективность различных модификаторов [35].Рекомендуется несколько перманентных модификаторов — благородные металлы, а также их смеси менее летучих металлов: палладий, молибден, магний, молибден-иридий, молибден-рутений, ванадий, иридий, рутений, ванадий-иридий, ванадий-рутениевый, вольфрам, вольфрам. -ванадий и вольфрам-магний [36]. В случае жидких образцов палладий и вольфрам успешно использовались [37, 38, 39], а прямое определение сурьмы в твердых образцах оказалось неэффективным [40]. Проблемы с определением мышьяка и сурьмы возникают из-за фоновых спектральных помех и могут быть решены путем выбора альтернативных аналитических линий с использованием источника непрерывного излучения высокого разрешения (HR-CS) ETAAS или путем применения комбинации зеемановского фона. исправление вместе с выбором соответствующего модификатора.

По сравнению с платформой, графитовый распылитель FF обеспечивает увеличение чувствительности. Фильтрация распыленного образца через пористый графит улучшает работу распылителя FF, поскольку во время этого процесса молекулярные частицы удаляются из объема распыления. Более широкий диапазон объемов проб, которые могут быть введены в графитовый распылитель FF, обеспечивает дополнительное преимущество этого распылителя по сравнению с платформой. Использование FF с химическим модификатором Pd-Mg при определении Pb, As и Cd во время прямого анализа ET AAS в различных образцах пищевых продуктов обеспечило почти двукратное увеличение чувствительности по сравнению с обычной печью с обогревом из графита с платформой.Кроме того, он значительно устранил матричные эффекты, включая фоновое поглощение [29].

Основным недостатком анализа твердых образцов ETAAS и FAAS является этап предварительной обработки образца, который часто является наиболее трудоемким и проблематичным (например, неполное растворение, осаждение нерастворимого аналита, потеря элементов при нагревании, загрязнение). Общую концентрацию аналита можно определить после кислотного разложения или плавления щелочей. Растворение образцов с помощью микроволн обычно использовалось для растворения образцов, но, за исключением некоторых очевидных преимуществ, оно все еще вызывает некоторые проблемы (стоимость, короткий срок службы сосудов для разложения, взрывы, потери и загрязнение, длительное время охлаждения, небольшая пропускная способность образца, коррозия деталей, изготовленных с помощью микроволн. , постоянный контроль во время пищеварения), которые преувеличиваются при анализе микроэлементов.Идеальный метод анализа твердых образцов должен исключить растворение образца, свести к минимуму подготовку образца и улучшить аналитические результаты. Отбор твердых проб может применяться к материалам с различной физической структурой, тогда как отбор проб пульпы зависит от размера и структуры анализируемых частиц. В обоих случаях использование соответствующей смеси модификаторов и оптимизированных температур пиролиза и распыления в конечном итоге позволяет избежать фонового поглощения, вызванного сложной матрицей.Отбор проб навозной жижи или твердого вещества методом ETAAS широко используется для анализа биологических материалов, отложений и суспензий почвы, чтобы упростить подготовку проб и избежать проблем, связанных с процедурами растворения проб [34, 41, 42]. Метод ETAAS с отбором твердых проб в графитовую печь обеспечивает быстрое и надежное определение металлов в почвах или осадках, обеспечивая строгий контроль эффективности отбора проб, размера частиц, количества частиц, присутствующих во введенном объеме, гомогенности аналита, суспензионной среды, концентрации суспензии. , перемешивание и глубина образца.При анализе проб окружающей среды путем отбора твердых проб использовалось либо двухступенчатое распыление с использованием постоянных модификаторов, либо отбор проб навозной жижи. ETAAS-анализ летучих элементов (таких как мышьяк или сурьма), которые испаряются в виде оксидов при температуре печи графита выше 400 ^° ° C, требует использования химических модификаторов (например, благородных металлов: палладия, никеля и нитратов магния, высокая плавление карбидов вольфрама или циркония или их смесей), стабилизирующее аналит и облегчающее удаление матрицы за счет повышения температуры распыления.Даже ETAAS с введением суспензии образцов в графитовую печь обеспечивает быстрое и надежное определение металлов; Следует отметить, что это значительно сокращает срок службы пробирок и снижает пропускную способность проб. Использование процедуры экстракции с помощью ультразвука может позволить избежать этих проблем, поскольку матрица образца не вводится в распылитель, что позволяет избежать накопления углеродистых остатков или силикатов на графитовой платформе [43].

HR-CS AAS — это инновация, улучшающая производительность AAS.После того, как Уолш ввел в 1955 г. технику ААС, использование спектральной линии вместо CS было необходимо из-за необходимого спектрального разрешения, которое не было достигнуто с доступными в то время монохроматорами [44]. Вместе с эффективным корректором фона (например, коррекция фона методом наименьших квадратов) он применялся для анализа многих аналитов в большом количестве образцов [45, 46, 47].

HR-CS AAS — ценный инструмент, так как позволяет видеть спектральную среду аналитической линии с высоким разрешением.При использовании линейного источника ETAAS с коррекцией фона на основе эффекта Зеемана наблюдается высокий сигнал, указывающий на наличие спектральных помех для свинца в образцах удобрений. Из-за этой интерференции невозможно определение свинца на длине волны 217,0 нм из-за присутствия монооксида фосфора (PO) в магнитном поле и расщепления вращательных линий молекулярного спектра. Поглощение фона без магнитного поля и с магнитным полем неодинаково, что приводит к ошибкам коррекции фона.HR-CS ETAAS — это инструмент, который позволяет исследовать эти помехи из-за видимости спектральной среды аналитической линии с высоким разрешением. С помощью HR-CS ETAAS можно обнаружить наличие спектральных помех (S и N) и сохранение спектров двухатомных молекул с вращательной тонкой структурой, которые совпадают по времени и спектру с поглощением аналита [46]. Чтобы устранить тонкоструктурированный фон с помощью коррекции фона методом наименьших квадратов, обязательно идентифицировать молекулу, которая ответственна за спектральную интерференцию.Затем эталонный спектр мешающей молекулы записывается и вычитается из спектра пробы, и получается спектр чистого аналита. Тонкоструктурированный фон зависит от химического состава каждого образца. В случае мышьяка спектральные помехи были скорректированы с использованием эталонного спектра, полученного из NaCl и PO, в то время как в случае селена NO и PO эталонные спектры использовались для коррекции интерференции [48]. В обоих случаях удалось получить точные результаты.Молекулы серы и азотсодержащие составляли тонкоструктурированный фон, который полностью корректировался при определении свинца. Используя наиболее чувствительную линию 217.001 нм, наблюдались некоторые неизвестные спектральные помехи. Использование HR-CS ETAAS позволило проверить, что при расщеплении образцов не удалось избежать спектральных помех, поскольку расщепленные образцы имели тонкоструктурированный фон, аналогичный образцам, приготовленным в виде суспензии. Сравнивая HR-CS ETAAS и линейный источник ETAAS с коррекцией фона на основе эффекта Зеемана, результаты можно считать аналогичными, что указывает на то, что последний метод смог в разумной степени скорректировать обнаруженные здесь спектральные помехи [46].

2.2 Атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой

ICPAES, также называемая оптической эмиссионной спектрометрией с индуктивно-связанной плазмой (ICPOES), обеспечивает отличные возможности для определения микроэлементов с высокой чувствительностью. Это происходит из-за очень высоких температур (до 8000 K) плазмы, используемой для распыления аналита, присутствующего в образце. ICP создается газообразным аргоном, который ионизируется в сильном электромагнитном поле и течет по определенной осесимметричной схеме в направлении магнитного поля радиочастотной катушки.Стабильная плазма образуется в результате столкновений нейтральных атомов аргона с заряженными частицами. Когда образец вводится в плазму, он сразу же сталкивается с электронами и заряженными ионами и распадается на заряженные ионы. Различные молекулы распадаются на соответствующие атомы, которые затем теряют электроны и повторно рекомбинируют в плазме. Возбужденные атомы испускают электромагнитное излучение на длинах волн, характерных для конкретного элемента. Интенсивность этого излучения указывает на концентрацию элемента в образце и регистрируется фотоумножителем или полупроводниковым детектором.

Даже ICPAES имеет такие же пределы обнаружения, что и FAAS; он может обнаруживать множество элементов одновременно и имеет гораздо больший динамический диапазон. С другой стороны, ICPAES страдает от множества помех и намного дороже, чем методы AAS. Поскольку состояние ICP изменяется элементами матрицы из раствора пробы, это может повлиять на интенсивность сигналов, полученных из аналитических элементов. При анализе растворов с высокой вязкостью вводимый объем пробы может быть непостоянным, что может привести к не воспроизводимым аналитическим результатам или более высокому пределу обнаружения.Следовательно, исследование влияния матричных элементов и высокой вязкости образца необходимо для точного, чувствительного и воспроизводимого определения методом ICPAES. Одним из решений для уменьшения влияния некоторых элементов матрицы может быть испарение ионов Cl ^— и CO32-, уменьшение вязкости образца и понижение pH образцов или разложение органических соединений, присутствующих в образце. Этого можно было добиться с помощью обработки паром H ₂ SO ₄ [49].

Немаловажным является уровень предела обнаружения, который делает этот метод непригодным для прямого анализа чрезвычайно низких уровней элементов. Следовательно, перед обнаружением с помощью ICPAES требуется эффективный этап концентрирования, аналогично тому, как в анализе FAAS, описанном ранее [50, 51]. В этом случае необходимо всегда оптимизировать и исследовать различные факторы, влияющие на процесс концентрирования, такие как объем пробы, концентрация элюента, скорость потока пробы и элюента, а также точность метода.

2.3 Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой

ICPMS широко используется в рутинном многоэлементном определении на уровне следов и сверхследов в жидких образцах с различным матричным составом. Использование методов разделения и обогащения для аналитов улучшает пределы обнаружения с уровня менее мкг / л даже до уровня менее мкг / л. Благодаря превосходной чувствительности, низким пределам обнаружения, возможности определения изотопов и небольшому объему образца ICPMS, широкий динамический диапазон широко используется в клинической и биологической [52, 53, 54], пищевой [55, 56] окружающей среде, геологии, промышленности. анализа [57, 58, 59], а также в различных задачах [60].Большая часть описанного в литературе элементного анализа с использованием ICPMS относится к легкодоступным материалам [61, 62, 63], но большая часть также относится к ограниченным образцам [64].

В методе ICPMS образец ионизируется в том же типе аргоновой плазмы, что и в методе ICPAES. На первом этапе процесса жидкий образец распыляется с помощью эффективного распылителя, превращая его в мелкодисперсный аэрозоль, который затем транспортируется с аргоном в горелку ICP. В плазме распыленная водная матрица и химические соединения испаряются, молекулы диссоциируют на атомные составляющие, а затем ионизируются на положительно однозарядные ионы.Ионы извлекаются из аргоновой плазмы в масс-анализаторы: квадрупольный (QMS), секторное поле двойной фокусировки (SFMS) и время пролета (TOFMS). В масс-анализаторе ионы разделяются в соответствии с их отношением массы к заряду или отношением энергии к заряду в приборах SF с двойной фокусировкой. Разделенные ионные пучки регистрируются фотоумножителем или чашками Фарадея.

Среди большого разнообразия систем ввода проб, разработанных для ICPMS, наиболее распространенной и наиболее экономичной является распыление жидких растворов.Следовательно, существует необходимость предварительного разложения твердых образцов, что является очень важным этапом для всей аналитической процедуры. Разработано множество различных систем ввода жидких проб [65, 66, 67]. Наиболее часто для минерализованных проб используется пневматический распылитель (концентрический, поперечный, с V-образной канавкой, звуковой распылитель или мульти-микроспрей) в сочетании с распылительной камерой (двухпроходной, однопроходной и циклонной) со скоростью поглощения раствора 0,5. –2 мл / мин и очень низкая эффективность транспортировки (1–20%) [68].Более высокая эффективность ввода пробы обеспечивается высокоэффективными распылителями, такими как ультразвуковые распылители [69, 70] или электротермическим испарением, что позволяет проводить in situ и пробоподготовку и концентрацию [71, 72]. Благодаря определению микроэлементов в микро- или нанолитрах образца, также доступны микронебулайзеры со скоростью поглощения раствора 0,1 мкл / мин, что является большим преимуществом из-за уменьшения проблем загрязнения (эффекты памяти, осаждение, засорение) или некоторые помехи, вызванные растворителями или возможностью сочетания с такими методами, как электрофорез, требующими низкого расхода образца.

Помимо очень высоких затрат, метод ICPMS имеет множество преимуществ: чувствительность, очень низкий предел обнаружения, пропускную способность, многоэлементный анализ и изотопную информацию, даже несмотря на то, что он страдает от атомных и молекулярных изобарических и многоэлементных помех [73, 74 ]. Этого можно избежать, просто выбрав изотоп без интерференции в случае мультиизотопных элементов, путем вычитания пробелов, соответствующей подготовки образца [75], использования математической коррекции [76], условий холодной плазмы [77], использование технологии коллизионных или реакционных ячеек [78, 79, 80, 81] или использование масс-спектрометров высокого разрешения, которые разрешают элементы и помехи.Чтобы преодолеть некоторые физические помехи, часто используется внутренний стандарт, метод добавления стандарта, выбор системы ввода образца или просто разбавление образца [62, 82, 83, 84]. Чрезвычайно важным для достигнутых пределов обнаружения (LOD), а также точности (RSD) измерений является тип масс-анализатора, используемый в системе ICPMS. Образцы с комплексной матрицей являются источником многих помех. Из-за обычно используемого низкого разрешения квадрупольные анализаторы имеют множество ограничений по сравнению с системами с масс-анализаторами высокого разрешения [85, 86, 87, 88].

Некоторые из наиболее воспроизводимых и точных аналитических измерений, достигаемых сегодня, достигаются благодаря сочетанию ICPMS с методологией количественного определения изотопного разбавления (Таблица 1).

Таблица 1:

Обзор аналитических характеристик выбранных методов, используемых для определения микроэлементов.

Пищевые продукты

Образец	Аналит	Метод	LOD [мкг л -1 ]	RSD [%]
	Cr (III), Cu (II), Fe (III), Pb (II), Pd (II), Zn (II)	Соосаждение FAAS	0.1–5,3	<5	20
Водопроводная вода, грунтовые воды, промышленные стоки	Cr (VI), Pb (II)	DLLM MIS-FAAS	0,037–0,054	<4
Фрукты (яблоко, виноград, нектарин, зеленая фасоль, дыня)	Cu (II)	Функционализированные УНТ FAAS	0,65	3	15
Окружающая среда (образцы воды)	VI)	CD FAAS	0.21	2,8	19
Вода, биологическая (волосы, ногти), печень	Zn (II)	Проточная инъекция FAAS	2,2	<1,2	23
Фруктовые соки, морские соки	Cu	Отказ от хелатирования TS-FFAAS	0,15	2,7–6	25
Вино, пиво, молоко, кефир, йогурт, сок, лимонад	Pb, As, Cd		0.1–2,0	3–6	27
Соки, алкогольное пиво	Sn (IV)	CPE FAAS	0,33	2,1–6,2	16
масло растительное, жирное		Mn, As, Pb, Cu, Cd, Zn	FF ETAAS	4–0,8	3–8	28
Уксус	Cd	ETAAS							32
Вода	Многоэлементный	SPE ICPAES	0.01–0,39	1,2–2,2	50
Жидкости организма	Cr, Ni, Al, V	H 2 SO 4 дым ICPAES	1-2	1	1–2	1
Биологические жидкости	Al, Be, Cd, Co, Cr, Hg, Mn, Ni, Pb, V	SF ICPMS	0,001–0,05	1–5	61
Речная вода	Pb, As, Cu, Hg	Вольтамперометрия для снятия изоляции	0.07–0,4	2–12	113
Водопроводная вода	As (III)	Алмазная вольтамперометрия, легированная бором (III)	Каталитическая адсорбционная вольтамперометрия	0,002	6	117
Атмосферные фильтры	Многоэлементный	TXRF	0,0003–0.009	—	123

2.3.1 Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой с изотопным разведением (ID-ICP MS) метод изотопного разбавления (ID), который считается основным методом измерений. ID ICPMS обеспечивает возможность абсолютного количественного определения элементов с двумя или более изотопами в любом материале образца.К пробе добавляют один или два обогащенных изотопных индикатора интересующего элемента в известных концентрациях. Определение выполняется после точного перемешивания путем измерения измененных соотношений изотопов в смеси пробы с добавками по сравнению с таковыми в образце и высокообогащенном изотопном индикаторе. Прецизионность и точность концентраций микроэлементов, определенных ID ICPMS, находятся в низком процентном диапазоне [72, 89, 90, 91]. Другими преимуществами метода IDMS являются отсутствие необходимости в коэффициенте предварительного концентрирования или разбавления после достижения полного изотопного уравновешивания между образцом и пиком, а также отсутствие влияния чувствительности прибора на конечное значение концентрации элемента [92, 93].IDMS хорошо документирована для проведения полного элементного анализа.

2.4 Лазерная абляция ICPMS

Прямой отбор твердых образцов возможен с помощью системы ICPMS благодаря применению лазерной абляции (LA). Этот метод основан на абляции поверхности материала образца с помощью фокусирующего лазерного луча. Сначала образец помещается в специальную ячейку для абляции, изолирующую его от окружающей среды. Затем материал удаляется, и образовавшийся сухой аэрозоль вводится в плазму с помощью потока газа, что позволяет проводить анализ поверхности или глубинный анализ исследуемых материалов.Различные ячейки абляции с разными внутренними объемами и геометрией, в основном в зависимости от размеров образца, влияют на общую эффективность транспортировки и профиль сигнала. Объем абляционной ячейки в основном влияет на дисперсию сигнала [94].

LA ICPMS не полностью подходит для количественного анализа, в основном из-за эффектов фракционирования и постоянного отсутствия адекватных стандартных материалов для широкого спектра образцов [95, 96]. Длина волны лазера, длительность импульса, мощность и размер пятна влияют на фракционирование во время процесса LA.Размер аэрозоля определяет гранулометрический состав генерируемого аэрозоля из-за его химического состава, эффективности переноса и разложения в ICP. Тепловой характер процесса LA может приводить к образованию агломератов и расплавленных сферических частиц разных размеров в зависимости от длины волны лазера.

Матричные эффекты могут возникать в процессе абляции, во время переноса аэрозоля в плазму или в процессе ионизации в плазме.Следовательно, калибровка LA ICPMS должна обеспечивать возможность компенсации этих различий между образцами и стандартами для получения количественных данных. Существует несколько стратегий калибровки для LA ICPMS; К ним относятся метод внутреннего стандарта, внешняя калибровка, добавление стандарта, изотопное разбавление или стандарты, согласованные с матрицей [96, 97, 98]. Кроме того, использование масс-спектрометрии с изотопным разбавлением в сочетании с LA ICPMS позволяет проводить точный, точный и эффективный по времени количественный анализ микроэлементов в порошкообразных образцах с использованием различных стратегий калибровки изотопного разбавления.

LA ICPMS становится одним из наиболее важных методов прямого анализа для быстрого и чувствительного определения стабильных и радиоактивных изотопов на твердых поверхностях [99]. LA ICPMS позволяет избежать влажного разложения образца, а также риска загрязнения во время подготовки образца. Фактически, он не требует или почти не требует подготовки пробы и предлагает очень хорошую пропускную способность и меньшие спектральные помехи. Существенной особенностью LA является высокое пространственное разрешение от 10 до 100 мкм для наносекундных лазеров и ниже 1 мкм для фемтосекундных лазеров с очень низким захватом образца в пикограммах.Такой микродеструктивный характер методики важен в случае уникальных образцов [100, 101, 102, 103]. LA ICPMS использовался для получения изображений распределения элементов в различных материалах, в основном в клинических и биологических образцах [104]. Сложной задачей LA ICPMS для будущих приложений является анализ отдельной клетки или частицы с интересными приложениями в биологии и материаловедении.

Ссылки

[1] IUPAC. Сборник химической терминологии, 2-е изд. («Золотая книга»).Составлено A.D. McNaught и Wilkinson A, Blackwell Scientific Publications, Oxford 1997, исправленная онлайн-версия XML: http://goldbook.iupac.org 2006–2014, Jirat J, Kosata B; обновления составлены А. Дженкинсом. ISBN 0-9678550-9-8. DOI: 10.1351 / goldbook. Искать в Google Scholar

[2] Thiers RE. Загрязнение при анализе следов и его контроль. В: Глик Д., изд. Методы биохимического анализа. Том V, Interscience Publishers Inc., Нью-Йорк, 1957, 273–337. Искать в Google Scholar

[3] Orecchio S, Amorello D, Raso M, Barreca S, Lino C, Di Gaudio F.Определение микроэлементов в безглютеновой пище для людей с глютеновой болезнью методом ICP-MS. Microchem J 2014, 116, 163–72. Искать в Google Scholar

[4] Новак С., Гезелл М., Хольткамп М., Шеффер А., Сперлинг М., Карст Ю., Бушер В. Оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой с низким потоком газа для анализа образцов пищевых продуктов после микроволнового разложения. Таланта 2014, 129, 575–8. Искать в Google Scholar

[5] Badocco D, Lavagnini I, Mondin A, Tapparo A, Pastore P. Предел обнаружения при наличии инструментальных и неинструментальных ошибок: изучение возможных источников ошибок и применение к анализу 41 элемент на следовых уровнях методом ICP-MS.Spectrochim Acta Часть B 2015, 107, 178–84. Искать в Google Scholar

[6] Батлер О., Кэрнс В.Р.Л., Кук Дж., Дэвидсон К.М. Обновление атомной спектрометрии. Экологический анализ. J Anal At Spectrom 2013, 28, 177–216. Искать в Google Scholar

[7] Taylor A, Branch S, Day M, Patriarca M, White M. Обновление атомной спектрометрии. Клинические и биологические материалы, продукты питания и напитки. J Anal At Spectrom 2008, 23, 595–646. Искать в Google Scholar

[8] El Ati-Hellal M, Hellal F, Hedhili A.Применение планов Плакетта – Бермана и Доелерта для оптимизации анализа селена в плазме с помощью электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Clin Biochem 2014, 47, 95–100. Искать в Google Scholar

[9] Завиша Б., Пытлаковска К., Фейст Б., Половняк М., Кита А. Ситко Р., Определение редкоземельных элементов спектроскопическими методами: обзор. J Anal Atomic Spectrom 2011, 26, 2373–90. Искать в Google Scholar

[10] Вахид С., Рахман С., Сиддик Н. Добавки кальция как источник микроэлементов: адекватность и безопасность добавок с витамином С, витамином D и фосфатными составами.Appl Radiat Isot 2014, 89, 134–40. Искать в Google Scholar

[11] Рахман С., Вахид С. Уровни меди и цинка в крови и последствия сердечно-сосудистых осложнений: исследование INAA и FAAS. J Radioanal Nucl Chem 2011, 287, 657–64. Искать в Google Scholar

[12] Сидик Н., Маджид А., Чаудри М.М. Туфаил М. Определение тяжелых металлов в пыли кондиционеров с помощью FAAS и INAA. J Radioanal Nucl Chem 2012, 292, 219–27. Искать в Google Scholar

[13] Korn MGA, De Andrade JB, de Jesus DS, Lemons VA, Bandeira MLSF, dos Santos WNL, De Almeida Bezerra M, Amorin FAC, Souza AS, Ferreira SLC.Процедуры разделения и концентрирования для определения свинца с использованием спектрометрических методов: обзор. Таланта 2006, 69, 16–24. Искать в Google Scholar

[14] Пыжинская К., Килиан К. Он-лайн сорбционные системы для определения кадмия с помощью детекторов атомной спектрометрии. Water Res 2007, 41, 2839–51. Искать в Google Scholar

[15] Rezvani M, Ebrahimzadeh H, Aliakbari A, Khalilzadeh A, Kasaeian M, Amini M. Новые модифицированные углеродные нанотрубки в качестве селективного сорбента для концентрирования и определения следов ионов меди в образцах фруктов.J сен Sci 2014, 37, 2559–65. Искать в Google Scholar

[16] Гуркан Р., Алтунай Н. Определение общего содержания Sn в некоторых банках с напитками методом FAAS после разделения и концентрирования. Food Chem. 2015, 177, 102–10. Искать в Google Scholar

[17] Ozdemir C, Sacmci S, Kartal S, Sacmaci M. Определение золота и палладия в образцах окружающей среды с помощью FAAS после предварительной обработки дисперсной жидко-жидкостной микроэкстракцией. J Ind Eng Chem 2014, 20, 4059–65. Искать в Google Scholar

[18] Пурджавид М.Р., Арабие М., Юсефи С.Р., Джамали М.Р., Резаи М., Хоссейни М.Х., Сехат А.А.Исследование на колонке SPE с синтезированным оксидом графена ad FAAS для определения следовых количеств ионов Co (II) и Ni (II) в реальных образцах. Mater Sci Eng C 2015, 47, 114–22. Искать в Google Scholar

[19] Лю Й, Ху Дж, Ли Й, Вэй Х.П., Ли Чжан X-S, Чен С.М., Чен XQ. Синтез углеродных точек, закрытых полиэтиленимином, для концентрирования и анализа проб пульпы на следы хрома в пробах воды из окружающей среды. Таланта 2015, 134, 16–23. Искать в Google Scholar

[20] Mendil D, Karatas M, Tuzen M.Разделение и концентрирование ионов Cu (II), Pb (II), Zn (II), Fe (III) и Cr (III) методом соосаждения без элемента-носителя и их определение в пробах продуктов питания и воды. Food Chem 2015, 177, 320–24. Искать в Google Scholar

[21] Ozdemir C, Sacmaci S, Kartal S. Процедура соосаждения для определения некоторых металлов в образцах пищевых продуктов и окружающей среды с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Анальные методы 2013, 5, 3977–83. Искать в Google Scholar

[22] Байг Дж. А., Кази Т. Г., Эльчи Л., Африди Х. И., Хан М. И., Насир Х. М..Ультра-следовое определение Cr (VI) и Pb (II) с помощью пламенной атомной спектроскопии системы микросэмплирования в питьевой воде и очищенных и неочищенных промышленных сточных водах. J Anal Methods Chem 2013, ID: 629495, 1–8. Искать в Google Scholar

[23] Yilmaz S, Tokaliglu S, Sahan S, Ulgen A, Sahan A, Soykan C. Концентрация / определение цинка в режиме онлайн из воды, биологических и пищевых образцов с использованием синтезированной хелатирующей смолы и пламенной атомной абсорбции спектрометрия. J Trace Elem Med Biol 2013, 27, 85–90.Искать в Google Scholar

[24] Nascentes CC, Arruda MAZ, Nogueira ARA, Nobrega HA. Прямое определение Cu и Zn во фруктовых соках и коровьем молоке с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии с термораспылительной пламенной печью. Таланта 2004, 64, 912–17. Искать в Google Scholar

[25] Ferreira SLC, Lemos VA, Moreira BC, Spinola Costa AC, Santelli RE. Онлайн-система с непрерывным потоком для обогащения и определения меди с помощью пламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Анальный Чим Acta 2000, 403, 259–64.Искать в Google Scholar

[26] Дина Дж. Атомизация летучих соединений для атомно-абсорбционной и атомно-флуоресцентной спектрометрии. На пути к идеальному распылителю. Spectrochim Acta Часть B 2007, 62, 846–72. Искать в Google Scholar

[27] Кадир М.А., Ахмед М., Шахзад С. Определение алюминия электротермической атомизационной атомно-абсорбционной спектрометрией в сыворотке для характеристики токсичности гемодиализа. Анальный латыш 2015, 48, 147–53. Искать в Google Scholar

[28] Журавлев, Захария А., Гусер С., Чеботарев А., Арабаджи М., Добрынин А., Прямое атомно-абсорбционное спектрометрическое определение мышьяка, кадмия, меди, марганца, свинца и цинка в образцах растительного масла и жира с графитовый фильтр-распылитель печи.J Food Compos Anal 2015, 38, 62–8. Искать в Google Scholar

[29] Захария А., Журавлев А., Чеботарев А., Арабаджи М. Графитовый распылитель «Filter Furnance» с химическим модификатором Pd-Mg для прямого анализа пищевых продуктов с помощью электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Food Anal Methods 2015, 8, 668–77. Искать в Google Scholar

[30] Паренгам М., Джудпрасонг К., Шриануджата С., Джиттинадана С., Лаохароджанафанд С., Бусамонгко А. Изучение питательных веществ и токсичных бобовых с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа и атомно-абсорбционной спектрофотометрии в графитовой печи.J Food Compos Anal 2010, 23, 340–5. Искать в Google Scholar

[31] Кацков Д. Синхронная многоэлементная электротермическая атомно-абсорбционная спектрометрия с континуальным источником низкого разрешения: шаги на практике. Spectrochim Acta Часть B 2015, 105, 25–37. Искать в Google Scholar

[32] Junior MM, Silva LO, Leao DJ, Ferreira SL. Аналитические стратегии определения кадмия в образцах бразильского уксуса с использованием ET AAS. Food Chem 2014, 160, 209–13. Искать в Google Scholar

[33] Suzuki T, Miyada M, Otha K, Kaneco S, Mizuno T.Определение осмия в сточных водах методом атомно-абсорбционной спектрометрии в графитовой печи. Microchim Acta 1998, 129, 259–63. Искать в Google Scholar

[34] Бурылин М.Ю. Особенности определения мышьяка в почвах электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией с внесением суспензий. J Anal Chem 2015, 70, 39–43. Искать в Google Scholar

[35] Цалев Д.Л., Славейкова В.О., Лампугнани Л., Уливо А.Д., Георгиева Р. Перманентная модификация электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии — достижения, ожидания и реальность.Spectrochim Acta Часть B 2000, 55, 473–90. Искать в Google Scholar

[36] Piaścik M, Bulska E. Свойства электроосажденных благородных металлов в качестве постоянных модификаторов для определения кадмия в присутствии минеральных кислот методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Spectrochim Acta Часть B 2001, 56, 1615–23. Искать в Google Scholar

[37] Волынский А.Б. Сравнительная эффективность модификаторов металлов платиновой группы в электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Spectrochim Acta Часть B 2004, 59, 1799–821.Искать в Google Scholar

[38] Piascik M, Pyrzyńska K, Bulska E. Определение содержания селена в моче человека методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. Chem Anal 2005, 50, 235–247. Искать в Google Scholar

[39] Войцеховски М., Пясчик М., Бульска Э. Модификаторы благородных металлов для определения сурьмы атомно-абсорбционной спектрометрией в графитовой печи в биологических образцах. J Anal At Spectrom 2001, 16, 99–101. Искать в Google Scholar

[40] Cal-Prieto MJ, Carlosena A, Andrade JM, Muniategui S, Lopez-Mahia P, Prada D.Изучение химических модификаторов для прямого определения сурьмы в почвах и донных отложениях ультразвуковым отбором проб пульпы — ETAAS с компенсацией D2. В Spectrosc 2000, 21, 93–99. Искать в Google Scholar

[41] Барбоса Ф., Лима Э. К., Круг Ф. Дж., Определение мышьяка в отложениях и почвенных шламах методом электротермической абсорбционной спектрометрии с использованием перманентного модификатора W-Rh. Аналитик 2000, 125, 2079–83. Искать в Google Scholar

[42] Торок П., Земберёва М. Использование модификаторов W / Mg (NO3) 2 для прямого определения As и Sb в почвах, осадках сточных вод и отложениях методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии с отбором твердых проб.Spectrochim Acta Часть B 2010, 65, 291–6. Искать в Google Scholar

[43] Lima EC, Barbosa F Jr, Krug FJ, Silva MM, Vale MGR. Сравнение экстракции с помощью ультразвука, отбора проб суспензии и разложения с помощью микроволн для определения кадмия, меди и свинца в биологических пробах и осадках с помощью электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии. J Anal At Spectrom 2000, 15, 995–1000. Искать в Google Scholar

[44] Велц, Морс С., Карасек Э., Вейл М., Оркусс М., Беккер-Росс Х. Атомно-молекулярная абсорбционная спектрометрия с континуальным источником высокого разрешения — обзор.Appl Spectrosc Rev 2010, 45, 327–54. Искать в Google Scholar

[45] Паз-Родригес Б., Домингес-Гонсалес М. Р., Абоал-Сомоса М., Бермехо-Баррера П. Применение атомной абсорбции пламени с непрерывным разрешением высокого разрешения в чае и тизане. Food Chem 2015, 170, 492–500. Искать в Google Scholar

[46] Борхес А.Р., Беккер Э.М., Франсуа Л.Л., де Жезус А., Вале М.Г.Р., Вельц Б., Дессуи М.Б., де Андраде Дж.Б. Исследование спектральной интерференции при определении свинца в удобрениях и образцах известняка с использованием атомно-абсорбционной спектрометрии с континуальным источником в графитовой печи с высоким разрешением.Spectrochim Acta Часть B 2014, 101, 213–19. Искать в Google Scholar

[47] da Silva DB, Junior MMS, Silva LOB, Portugal LA, Matos GD, Ferreira SLC. Определение кадмия в рисе электротермической атомно-абсорбционной спектрометрией с использованием алюминия в качестве постоянного модификатора. Анальные методы 2011, 3, 2495–500. Искать в Google Scholar

[48] Becker-Ross H, Florek S, Heitmann U. Наблюдение, идентификация и коррекция структурного молекулярного фона с помощью континуального источника AAS — определение селена и мышьяка в моче человека.J Anal At Spectrom 2000, 15, 137–41. Искать в Google Scholar

[49] Охцу Н., Ашино Т., Кимура Х., Такада К., Ханава Т. Исследование аналитической процедуры определения следовых количеств ионов металлов в смоделированных жидкостях тела с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. J Mater Sci Mater Med 2007, 18, 429–33. Искать в Google Scholar

[50] Nomngongo PN, Ngila JC, Msagati TAM, Moodley B. Концентрация следовых мультиэлементов в образце воды с использованием смол Dowex 50W-x8 и Chelex-100 перед их определением с использованием атомно-эмиссионного излучения с индуктивно связанной плазмой спектрометрия.Phys Chem Earth 2013, 66, 83–88. Искать в Google Scholar

[51] Garcia-Otero N, Barciela-Alonso MC, Dominguez-Gonzalez R, Herbello-Hermello P, Moreda-Pineiro A, Bermejo-Barrera P. Оценка электрофореза оффгелей, электротермической атомно-абсорбционной спектроскопии и индуктивно сопряженная плазменная оптическая эмиссионная спектроскопия для анализа следов металлов в белке морского планктона. Microchem J 2015, 119, 51–7. Искать в Google Scholar

[52] Моенс Л. Применение масс-спектрометрии в анализе микроэлементов биологических материалов.Fresenius J Anal Chem 1997, 359, 309–16. Искать в Google Scholar

[53] Семяновски О., Барабаш А., Кендзиорек М., Рущинская А., Бульска Е., Л. Вильямс, Д. Антосевич. Экспрессия HMA4 в табаке снижает накопление Cd из-за индукции апопластического барьера. J Exp Bot 2014, 63, 1125–39. Искать в Google Scholar

[54] Barabasz A, Wilkowska A, Ruszczyńska A, Bulska E, Hanikenne M, Czarny M, Kramer U, Antosiewicz DM. Металлический ответ трансгенных растений томата, экспрессирующих Р1В-АТФазу.Physiol Plant 2012, 145, 315–31. Искать в Google Scholar

[55] Кубадда Ф. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой для определения элементов и их разновидностей в продуктах питания: обзор. Журнал AOAC Int 2004, 87 (1), 173–204. Искать в Google Scholar

[56] Barbaste M, Robinson K, Guilfoyle S, Medina B, Lobinski R. Точное определение отношений изотопов стронция в вине с помощью мультиколлекторной масс-спектрометрии с секторным полем с индуктивно связанной плазмой (ICP-SF-MC-MS ). J Anal At Spectrom 2002, 17, 135–7.Искать в Google Scholar

[57] Халиц Л., Сегал И., Йоффе О. Прямое определение РЗЭ в пресной воде с помощью ультразвукового распыления ICP-MS. J Anal At Spectrom 1999, 14 (10), 1579–81. Искать в Google Scholar

[58] Krachler M, Mohl C, Emons H, Shotyk W. Влияние процедур переваривания на определение редкоземельных элементов в образцах торфа и растений с помощью USN-ICP-MS. J Anal At Spectrom 2002, 17 (8), 844–51. Искать в Google Scholar

[59] Simpson LS, Hearn R, Catterick T.Разработка высокоточного метода анализа Pd, Pt и Rh в автокатализаторах с использованием многоколлекторной ИСП-МС. J Anal At Spectrom 2004, 19, 1244–51. Искать в Google Scholar

[60] Мур Ч., Девос В., Гучева М., Коблер Дж. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой: универсальный инструмент для множества различных задач. Fresenius J Anal Chem 2000, 366, 159–164. Искать в Google Scholar

[61] Bocca B, Alimonti A, Petrucci F, Violante N, Sancesario G, Forte G, Senofonte O.Количественное определение микроэлементов с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой в моче, сыворотке, крови и спинномозговой жидкости пациентов с болезнью Паркинсона. Spectrochim Acta Part B 2004, 559–66 Искать в Google Scholar

[62] Бокка Б., Алимонти А., Форте Г., Петруччи Ф., Пирола С., Сенофонте О., Виоланте Н. Процедуры высокопроизводительного микроволнового разложения для мониторинга нейротоксических элементов. в жидкостях организма с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Anal Bioanal Chem 2003, 337, 65–70.Искать в Google Scholar

[63] Ян Л., Ханг М., Лин С., Чен Д., Чжэн М. Анализ второстепенных и микроэлементов в грудном молоке с использованием масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). Microchim Acta 2003, 142, 85–88120. Искать в Google Scholar

[64] Czauderna M, Kowalczyk J, Ruszczynska A, Bulska E, Boldizarova K, Niedzwiedzka KM, Ленг Л. Влияние диетических изомеров CLA на уровни селена, цинка, меди, хрома, магния и кальция у крыс печень. J Anim Feed Sci 2005, 14, 529–32.Искать в Google Scholar

[65] Амманн А.А., Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICPMS): универсальный инструмент. J Mass Spectrom 2007, 42, 419–427. Искать в Google Scholar

[66] Becker JS. Анализ следов и ультраследований в жидкостях методом атомной спектрометрии. Trends Anal Chem 2005, 24, 243–54. Искать в Google Scholar

[67] Todoli JL, Mermet JM. Элементный анализ жидких микрообразцов с помощью спектрохимии индуктивно связанной плазмы. Trends Anal Chem 2005, 24, 107–116.Искать в Google Scholar

[68] Чайдук, Бартосевич I, Пышинска М., Хвастовска Дж., Полковска-Мотренко Х. Определение урана и отдельных элементов в польских диктионемовых сланцах и песчаниках с помощью ICP-MS. J. Radioanal Nucl Chem. 2013, 295, 1913–19. Искать в Google Scholar

[69] Pereira JSF, Pereira LSF, Mello PA, Guimaraes RCL, Guarnieri RA, Fonseca TCO, Flores EMM. Вызванное микроволновым излучением сжигание сырой нефти для дальнейшего определения редкоземельных элементов с помощью USN-ICP-MS. Анальный Чим Acta 2014, 844, 8–14.Искать в Google Scholar

[70] Kunze J, Koelling S, Reich M, Wimmer MA, ICP-MS определение титана и циркония в сыворотке крови человека с помощью ультразвукового распылителя с десольваторной мембраной. В Spectrosc 1998, 19, 164–7. Искать в Google Scholar

[71] Окамото Ю. Прямое определение свинца в биологических образцах методом электротермического испарения масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ETV-ICP-MS) после плавления в печи кювета-вольфрамовая лодочка. Fresenius J Anal Chem 2000, 367, 300–5.Искать в Google Scholar

[72] Тернер Дж., Хилл С.Дж., Эванс Э.Х., Фирман Б., Вольф Бриче С.С. Точный анализ селена в воде и сыворотке с помощью ETV-ICP-MS с изотопным разведением. J Anal At Spectrom 2000, 15, 743–746. Искать в Google Scholar

[73] May TW, Wiedmeyer RH. Таблица многоатомных интерференций в ICP-MS. На Spectrosc 1998, 19, 150–5. Искать в Google Scholar

[74] Войцеховски М., Крата А., Бульска Э. Определение изотопного профиля ртути с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой: возможности и ограничения.Chem Anal Warsaw 2008, 53, 797–808. Искать в Google Scholar

[75] Ebdon L, Fisher AS, Worsfold PJ, Crews H, Baxter M. Устранение помех при анализе биологических материалов в режиме онлайн с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с инжекцией потока. J Anal At Spectrom 1993, 8, 691–5. Искать в Google Scholar

[76] Фенг X, Ву С., Вармби А., Виттмайер А. Переваривание в микроволновой печи стандартных эталонных материалов растений и зерна в азотной и плавиковой кислотах для многоэлементного определения с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.J Anal At Spectrom 1999, 14, 939–46. Искать в Google Scholar

[77] Tanner SD. Характеристика ионизации и подавления матрицы в масс-спектрометрии с индуктивно связанной холодной плазмой. J Anal At Spectrom 1995, 10, 905–21. Искать в Google Scholar

[78] Моенс LJ, Vanhaecke FF, Bandura DR, Baranov VI, Tanner SD. Устранение изобарных помех в ИСП-МС с использованием химии ион-молекулярных реакций: определение возраста магматических пород Rb / Sr, тематическое исследование. J Anal At Spectrom 2001, 16, 991–4.Искать в Google Scholar

[79] Бандура Д.Р., Баранов В.И., Таннер С.Д. Химия реакций и столкновительные процессы в многополюсных устройствах для разрешения изобарических помех в ICP-MS. Fesenius J Anal Chem 2001, 370, 454–470. Искать в Google Scholar

[80] Баранов В.И., Таннер С.Д. Ячейка с динамической реакцией для масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-DRC-MS). Часть 1. Вклад энергии высокочастотного поля в термодинамику ион-молекулярных реакций. J Anal At Spectrom 1999, 14, 1133–1142.Искать в Google Scholar

[81] Хаттендорф Б., Гюнтер Д. Характеристики и возможности ИСП-МС с динамической реакционной ячейкой для сухих аэрозолей и лазерной абляции. J Anal At Spectrom 2000, 15, 1125–1131. Искать в Google Scholar

[82] de Boer JLM, Ritsema R, Piso S, van Staden H, van den Beld W. Практические аспекты и аспекты контроля качества многоэлементного анализа с квадрупольным ИСП-МС с особым вниманием к моче и цельная кровь. Anal Bioanal Chem 2004, 379, 872–880. Искать в Google Scholar

[83] Castinera MM, Brandt R, Von Bohlen A, Jakubowksi N.Разработка методики многоэлементного определения микроэлементов в вине методом ICP-MS. Fresenius J Anal Chem 2001, 370, 553–558. Искать в Google Scholar

[84] Bjorn E, Krech W. Неспектральные интерференционные эффекты в масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с использованием высокой эффективности прямого впрыска и микроконцентрического распыления. J Anal At Spectrom 2001, 16, 4–11. Искать в Google Scholar

[85] Sariego-Muniz C, Marchante-Gayon JM, Garcia Alonso JI, Sanz-Medel A.Сравнение электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии, квадрупольной масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с двойной фокусировкой и сектором для определения алюминия в сыворотке крови человека. J Anal At Spectrom 1998, 13, 283–7. Искать в Google Scholar

[86] Ruiz Encinar J, Garcia Alonzo JI, Sanz-Medel A, Main S, Turner PJ. Сравнение квадрупольной, двойной фокусировки и мультиколлекторной ИСП-МС. Часть II. Оценка общей комбинированной неопределенности при определении свинца в биологических матрицах путем изотопного разбавления.J Anal At Spectrom 2001, 16, 322–6. Искать в Google Scholar

[87] Родушкин И., Одман Ф., Брант С. Многоэлементный анализ цельной крови методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой высокого разрешения. Fresenius J Anal Chem 1999, 364 (4), 338–46. Искать в Google Scholar

[88] Barbaste M, Halicz L, Galy A, Medina B, Emteborg H, Adams FC, Lobinski R. Оценка точности определения соотношения изотопов свинца в вине методом ICP MS с использованием квадрупольного, мультиколлекторного магнитный секторный и времяпролетный анализаторы.Таланта 2001, 54, 307–17. Искать в Google Scholar

[89] Sariego-Muniz C, Marchante-Gayon JM, Garcia Alonso JI, Sanz-Medel A. Точное определение железа, меди, цинка в сыворотке крови человека с помощью анализа изотопных разведений с использованием двойного фокусирования ICP-MS. J Anal At Spectrom 1999, 14 (9), 1505–10. Искать в Google Scholar

[90] Park CJ, Suh JK. Определение микроэлементов в рисовой муке методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой изотопного разведения. J Anal At Spectrom 1997, 12, 573–577.Искать в Google Scholar

[91] Kent AJR, Jacobsen B, Peate DW, Waight TE, Baker JA. Изотопное разбавление MC-ICP-MS анализ редкоземельных элементов геохимических стандартных материалов NIST SRM 610, NIST SRM 612, NIST SRM 614, BHVO-2G, BHVO-2, BCR-2G, JB-2, WS-E, W-2 , АГВ-1 и АГВ-2. Geostand Geoanal Res 2004, 28 (3), 417–29. Искать в Google Scholar

[92] de Bievre P, Масс-спектрометрия с изотопным разбавлением. Tech Instrum Anal Chem 1994, 15, 169–183. Искать в Google Scholar

[93] Heumann KG.Масс-спектрометрия с изотопным разбавлением (IDMS) элементов, Mass Spectrom Rev 1992, 11, 41–67. Искать в Google Scholar

[94] Вагнер Б., Йендрал В. Открытая ячейка для абляции для исследований исторических объектов методом LA-ICP-MS . J Anal At Spectrom 2011, 26, 2058–63. Искать в Google Scholar

[95] Дивакар П.К., Гонсалес Дж.Дж., Харилал С.С., Руссо Р.Э., Хассанейн А. Сверхбыстрая лазерная абляция ICP MS: роль размера пятна, плотности потока энергии лазера и его повторения в интенсивности сигнала и фракционировании элементов. J Anal At Spectrom 2014, 29, 339–46.Искать в Google Scholar

[96] Писонеро Дж., Фернандес Б., Гюнтер Д., Критическая версия GD-MS, LA-ICP-MS и SIMS как неорганических масс-спектрометрических методов для прямого анализа твердых тел, Журнал аналитической атомной спектрометрии 2009, 24 , 1145–60. Искать в Google Scholar

[97] Pozebon, Sheffler GL, Dressler VL, Nunes MAG. Обзор применения масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией для анализа биологических образцов. J Anal At Spectrom 2014, 29, 2204–28.Искать в Google Scholar

[98] Вагнер Б., Новак А., Бульска Е., Хаметнер К., Гюнтер Д. Критическая оценка элементного состава эталонных археологических стекол с помощью LA-ICP-MS. Anal Bioanal Chem 2012, 402, 1667–1677. Искать в Google Scholar

[99] Durrant SF, Ward NI. Недавние биологические и экологические применения лазерной абляции масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (LA-ICP-MS). J Anal At Spectrom 2005, 20, 821–9. Искать в Google Scholar

[100] Wagner B, Garboś S, Bulska E, Hulanicki A.Определение железа и меди в старых рукописях путем отбора проб шлама в графитовой печи атомно-абсорбционной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой с лазерной абляцией. Spectrochim Acta Часть B 1999, 54, 797–804. Искать в Google Scholar

[101] Syta O, Rozum K, Choińska M, Zielińska D, ukowska Z, Kijowska A, Wagner B. Аналитическая процедура характеризации средневековых настенных росписей с помощью рентгеновской флуоресцентной спектрометрии, лазерная абляция с индуктивно связанной плазменная масс-спектрометрия и рамановская спектроскопия.Spectrochim Acta Часть B 2014, 101, 140–148. Искать в Google Scholar

[102] Cagno S, Cosyns P, Van der Linden V, Schalm O, Izmer A, Deconinck I, Vanhaecke F, Nowak A, Wagner B, Bulska E, Nys K, Janssens K. Данные о составе большая коллекция черного римского стекла. Открытый журнал J Archaeometry 2013, 1. DOI: 10.4081 / 4964. Искать в Google Scholar

[103] Орельяна Ф.А., Гальвез К.Г., Ролдан М.Т., Гарсиа-Руис К. Применение масс-спектрометрии с лазерной абляцией и индуктивно-связанной плазмой в химическом анализе судебно-медицинских доказательств.Тенденции Anal Chem 2013, 42, 1–33. Искать в Google Scholar

[104] Беккер Дж. С., Матуш А., Ву Б. Масс-спектрометрия с биовизуализацией микроэлементов — недавний прогресс и применение LA-ICP-MS: обзор. Анальный Чим Acta 2014, 835, 1–18. Искать в Google Scholar

[105] Shortreed M, Bakker E, Kopelman R. Миниатюрный натрий-селективный ионообменный оптод с флуоресцентными хромоионофорами pH и настраиваемым динамическим диапазоном. Anal Chem 1996, 68, 2656–62. Искать в Google Scholar

[106] Bakker E, Diamond D, Lewenstam A, Pretsch E.Ионные датчики: текущие ограничения и новые тенденции. Anal Chim Acta 1999, 393, 11–18. Искать в Google Scholar

[107] Gyurcsanyi RE, Pergel E, Nagy R, Kapui I, Thu Lan BT, Toth K, Bitter I, Lindner E. Прямые доказательства ионных потоков через ионоселективные мембраны: сканирующая электрохимическая микроскопия и потенциометрическое исследование. Anal Chem 2001, 73, 2104–111. Искать в Google Scholar

[108] Муньос Э., Палмеро С. Анализ и видообразование мышьяка с помощью потенциометрии удаления: обзор. Таланта 2005, 65, 613–20.Искать в Google Scholar

[109] Pergel E, Gyurcsanyi RE, Toth K, Lindner E. Пределы обнаружения пикомоляров с поляризованными по току ионоселективными мембранами Pb2 +. Anal Chem 2001, 73, 4249–53. Искать в Google Scholar

[110] Sbhanardakani S, Tayebi L, Farmany A, Cheraghi M. Анализ микроэлементов (Cu, Cd и Zn) в мышцах, жабрах и тканях печени некоторых видов рыб с использованием анодной вольтамперометрии. Оценка экологического мониторинга 2013, 184, 6607–6611. Искать в Google Scholar

[111] Zhao C, Lui H, Wang L.Одновременное определение Pb (II) и Cd (II) с помощью электрода, модифицированного электрополимеризованной тиадазольной пленкой. Анальные методы 2012, 4, 3586–92. Искать в Google Scholar

[112] Ivandini TA, Sato R, Makide Y, Fujishima A, Einaga Y. Электрохимическое определение мышьяка (III) с использованием имплантированных иридием алмазных электродов, легированных бором. Anal Chem 2006, 78, 6291–8. Искать в Google Scholar

[113] Alves GMS, Magalhaes JMCS, Salaun P, van der Berg CMG, Soares HMVM. Одновременное электрохимическое определение мышьяка, меди, свинца и ртути в незагрязненных пресных водах с помощью вибрирующего золотого микропроволочного электрода.Anal Chim Acta 2011, 703, 1–7. Искать в Google Scholar

[114] Сезгин HV, Gokcel HI, Dilgin Y. Адсорбционное анодное строппинг-вольтамперометрическое определение сурьмы (III) на стеклоуглеродном электроде с использованием ривастигина в качестве нового химического рецептора. Актуаторы Sens B Chem 2015, 209, 686–94. Искать в Google Scholar

[115] Prasad BB, Jauhari D, Verma A. Полимер с двойным ионным отпечатком, внедренный в золь-гелевую матрицу для одновременного ультраследового анализа кадмия и меди. Таланта 2014, 120, 398–407.Искать в Google Scholar

[116] Santos LB, de Souza MTF, Paulino AT, Garcia EE, Nogami EM, Garcia JC, de Souza NE. Определение алюминия в ботанических образцах методом адсорбционной катодной вольтамперометрии в виде комплекса Al-8-гидроксихинолин. Microchem J 2014, 112, 50–5. Искать в Google Scholar

[117] Локателли К. Каталитически-адсорбционное вольтамперометрическое определение ультра-следов иридия (III). Применение в пресной и морской воде. Таланта 2011, 85, 546–50. Искать в Google Scholar

[118] Salaun P, Gibbon-Walsh K, van den Berg CMG.За водородной волной: новые рубежи в обнаружении микроэлементов с помощью инверсионной вольтамперометрии. Anal Chem 2011, 83, 3848–56. Искать в Google Scholar

[119] Aouarram A, Galindo-Riano MD, Garcia-Vargas M, Stitou M, El Yousfi F, Espaa-Bellido E. Эффективный подход к разработке и оптимизации анализа Ni (II) с помощью AdCSV в морской воде. Таланта 2010, 82, 1749–56. Искать в Google Scholar

[120] Ван Дж. Электрохимическое обнаружение для аналитических систем на микроуровне: обзор.Таланта 2002, 56, 223–31. Искать в Google Scholar

[121] Монтичелли Д., Лаглера Л.М., Капрара С. Миниатюризация в вольтамперометрии: анализ ультрамикроэлементов и видообразование с 20-кратным уменьшением размера образца. Таланта 2014, 128, 273–7. Искать в Google Scholar

[122] Strange RW, Feiters MC. Биологическая рентгеновская абсорбционная спектроскопия (BioXAS): ценный инструмент для изучения микроэлементов в науках о жизни. Curr Opin Struct Biol 2008, 18, 609–16. Искать в Google Scholar

[123] Matsumoto E, Simabuco SM, Perez CA, Nascimento VF.Анализ атмосферных частиц методом полного отражения синхротронного излучения (SR-TXRF). Рентгеновский спектр 2002, 31, 136–14. Искать в Google Scholar

Специальный выпуск: диетические микроэлементы

Уважаемые коллеги,

Минералы, которые в небольших количествах необходимы для здоровья человека, известны как микроэлементы или микроэлементы. К ним относятся хром, медь, фторид, йод, железо, марганец, селен и цинк.

Минералы составляют лишь пять процентов обычного рациона человека, но необходимы для нормального здоровья и функционирования.Макроминералы определяются как минералы, которые требуются взрослым в количествах более 100 мг / день или составляют менее одного процента от общей массы тела. Микроэлементы (или микроэлементы) обычно определяются как минералы, которые требуются взрослым в количествах от 1 до 100 мг / день или составляют менее 0,01 процента от общей массы тела. Ультра-следовые минералы обычно определяются как минералы, которые требуются в количествах менее 1 микрограмма в день.

Рекомендуемое потребление микроэлементов выражается как Рекомендуемая диета (RDA) или Адекватное потребление.Верхний предел — это количество питательного вещества, которое, как считается, не вызывает побочных эффектов у здоровых людей. Эти параметры были оценены для каждого микроэлемента. Предыдущие исследования показали, что: (1) Дефицит меди может быть вызван х-сцепленной мутацией транспортного белка, опосредующего поглощение меди из кишечника (болезнь Менкеса). Это также может быть вызвано нарушением всасывания после хирургического вмешательства на желудочно-кишечном тракте (в том числе обходного желудочного анастомоза для похудания и резекции желудка при злокачественных новообразованиях или язвенной болезни) или приемом высоких доз цинка.Клинические проявления включают анемию, атаксию и миелоневропатию. (2) Дефицит йода характеризуется зобом и гипотиреозом, что, в свою очередь, влияет на рост, развитие и когнитивные функции. (3) Дефицит селена необычен, но сообщалось о некоторых частях Китая, где местная диета не содержит селена; дефицит также наблюдается у лиц, получающих полное парентеральное питание без микроэлементов. Клиническими особенностями дефицита селена являются кардиомиопатия и дисфункция скелетных мышц.(4) Дефицит цинка вызывает задержку роста у детей, гипогонадизм, олигоспермию, алопецию, дисгевзию (нарушение вкуса), иммунную дисфункцию, куриную слепоту, нарушение заживления ран и поражения кожи. У младенцев с наследственным дефектом всасывания цинка развивается состояние тяжелой недостаточности, известное как энтеропатический акродерматит.

Целью текущего специального выпуска является дальнейшее расширение и добавление исследовательских знаний о жизненно важной роли микроэлементов, содержащихся в пище, в различных физиологических и метаболических путях.Кроме того, чтобы добавить больше знаний о взаимосвязи между биодоступностью микроэлементов в рационе, микробиомом и биологически активными соединениями.

Проф. Д-р Элад Тако
Приглашенный редактор

Информация для подачи рукописей

Рукописи должны быть представлены онлайн по адресу www.mdpi.com, зарегистрировавшись и войдя на этот сайт. После регистрации щелкните здесь, чтобы перейти к форме отправки. Рукописи можно подавать до установленного срока.Все статьи будут рецензироваться. Принятые статьи будут постоянно публиковаться в журнале (как только они будут приняты) и будут перечислены вместе на веб-сайте специального выпуска. Приглашаются исследовательские статьи, обзорные статьи, а также короткие сообщения. Для запланированных статей название и краткое резюме (около 100 слов) можно отправить в редакцию для объявления на этом сайте.

Представленные рукописи не должны были публиковаться ранее или рассматриваться для публикации в другом месте (за исключением трудов конференции).Все рукописи проходят тщательное рецензирование путем слепого рецензирования. Руководство для авторов и другая важная информация для подачи рукописей доступна на странице Инструкции для авторов. Nutrients — это международный рецензируемый ежемесячный журнал с открытым доступом, публикуемый MDPI.

Пожалуйста, посетите страницу Инструкции для авторов перед отправкой рукописи. Плата за обработку статьи (APC) для публикации в этом журнале с открытым доступом составляет 2400 CHF (швейцарских франков).Представленные документы должны быть хорошо отформатированы и написаны на хорошем английском языке. Авторы могут использовать MDPI Услуги редактирования на английском языке перед публикацией или во время редактирования автора.

Оценка загрязнения микроэлементами в морских портах Нового Южного Уэльса (NSW), Австралия с использованием устриц в качестве биоиндикаторов

1.

Pan, K. & Wang, W.-X. Следить за загрязнением микроэлементов в устьях рек и прибрежных районах Китая. Наука об окружающей среде в целом 421–422 , 3–16 (2012).

ADS Статья Google ученый

2.

Ван С. Л., Сюй Х. Р., Сун, Ю. Х., Лю, Дж. Л. и Ли, Х. Б. Загрязнение тяжелыми металлами прибрежных районов Южного Китая: обзор. Бюллетень загрязнения морской среды 76 , 7–15 (2013).

CAS Статья Google ученый

3.

Ван, В.-Х., Пан, К., Тан, К., Го, Л. и Симпсон, С. Л. Загрязнение эстуариев металлами в Китае: наука и смягчение последствий. Наука об окружающей среде и технологии 48 , 9975–9976 (2014).

ADS CAS Статья Google ученый

4.

Кумар В. и др. . Связь концентраций тяжелых металлов и градиентов солености в окружающей среде с накоплением металлов и их воздействием: тематическое исследование трех видов мидий в устье Витории и заливе Эспириту-Санту, юго-восток Бразилии. Наука об окружающей среде в целом 523 , 1–15 (2015).

ADS CAS Статья Google ученый

5.

Lee, T. T. Y., Zimmermann, S. & Sures, B. Как индукция металлотионеина у двустворчатых моллюсков соответствует критериям биомаркеров воздействия металлов? Загрязнение окружающей среды 212 , 257–268 (2016).

Артикул Google ученый

6.

Инь, Q. и Ван, W. Связь металлов с основными катионами в устрицах Crassostrea hongkongensis: новый подход к калибровке металлов по солености. Наука об окружающей среде в целом 577 , 299–307 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

7.

Weng, N. & Wang, W.-X. Динамика материнских переносимых микроэлементов в личинках устриц и скрытые эффекты роста. Научные отчеты 7 , 3580 (2017).

ADS Статья Google ученый

8.

Бацци, А. Тяжелые металлы в морской воде, отложениях и морских организмах в заливе Чабахар, Оманское море. Журнал океанографии и морских наук 5 , 20–29 (2014).

Артикул Google ученый

9.

Topcuoglu, S., Ergül, H., Baysal, A., Ölmez, E. & Kut, D. Определение концентраций радионуклидов и тяжелых металлов в биоте и пробах донных отложений со станций Пазар и Ризе на востоке страны. Черное море. Бюллетень по окружающей среде Fresenius 12 , 695–699 (2003).

CAS Google ученый

10.

Джахан С. и Стрезов В. Оценка загрязнения микроэлементами в морских портах Нового Южного Уэльса (NSW), Австралия, с использованием макрофитобентоса Ecklonia radiata в качестве биоиндикатора. Chemosphere 218 , 643–651 (2019).

ADS CAS Статья Google ученый

11.

Спунер, Д. Р., Махер, В. и Отвей, Н. Концентрации следов металлов в отложениях и устрицах Ботани-Бей, Новый Южный Уэльс, Австралия. Архивы загрязнения окружающей среды и токсикологии 45 , 92–101 (2003).

CAS Статья Google ученый

12.

Голдберг, Э. Д. Концепция часов с мидиями. Мониторинг и оценка окружающей среды 7 , 91–103 (1986).

CAS Статья Google ученый

13.

Meng, J., Wang, W., Li, L., Yin, Q. & Zhang, G. Влияние кадмия на ДНК и метаболизм белков у устриц ( Crassostrea gigas ) выявлено протеомным анализом. Научные отчеты 7 , 11716 (2017).

ADS Статья Google ученый

14.

Голдберг, Э. Д. Часы с мидиями — первый шаг в глобальном мониторинге. Бюллетень по загрязнению морской среды 6 , 111 (1975).

Артикул Google ученый

15.

Уотлинг, Х. и Уотлинг, Р. Следы металлов в устрицах из Крысненского лимана. Бюллетень по загрязнению морской среды 7 , 45–48 (1976).

CAS Статья Google ученый

16.

Филлипс, Д. Дж. Х. Использование биологических индикаторных организмов для мониторинга загрязнения металлическими следами в морской и устьевой среде — обзор. Загрязнение окружающей среды 13 , 281–317 (1977).

CAS Статья Google ученый

17.

Дэвис И. М. и Пири Дж. М. Оценка проекта «наблюдения за мидиями» для тяжелых металлов в прибрежных водах Шотландии. Морская биология 57 , 87–93 (1980).

CAS Статья Google ученый

18.

Оливер, Л., Фишер, В., Уинстед, Дж., Хеммер, Б. и Лонг, Э. Взаимосвязь между загрязнителями тканей и защитными характеристиками устриц (Crassostrea virginica) из пяти заливов Флориды. Водная токсикология 55 , 203–222 (2001).

CAS Статья Google ученый

19.

Валдес Домингос, Ф. Оценка мультибиомаркеров трех эстуариев Бразилии с использованием устриц в качестве биоиндикаторов. Экологические исследования 105 , 350–363 (2007).

ADS CAS Статья Google ученый

20.

Nasci, C. и др. . Трансплантация моллюсков и биомаркеры, связанные со стрессом, как полезные инструменты для оценки качества воды в прибрежной среде. Бюллетень загрязнения морской среды 39 , 255–260 (1999).

CAS Статья Google ученый

21.

Сеген, А. и др. . Биоаккумуляция металлов и физиологическое состояние тихоокеанской устрицы (Crassostrea gigas), выращиваемой в двух бассейнах с моллюсками и в гавани в Нормандии (северо-запад Франции). Бюллетень по загрязнению морской среды 106 , 202–214 (2016).

Артикул Google ученый

22.

Джахан С. и Стрезов В. Сравнение индексов загрязнения для оценки содержания тяжелых металлов в донных отложениях морских портов Нового Южного Уэльса, Австралия. Бюллетень по загрязнению морской среды 128 , 295–306 (2018).

CAS Статья Google ученый

23.

Batley, G. Виды тяжелых металлов в водах, отложениях и биоте озера Маккуори, Новый Южный Уэльс. Австралийский журнал морских и пресноводных исследований 38 , 591–606 (1987).

CAS Статья Google ученый

24.

Берч Г., Эвенден Д. и Тойч М. Преобладание точечного источника в распределении тяжелых металлов в отложениях крупного лимана Сиднея (Австралия). Экологическая геология 28 , 169–174 (1996).

ADS CAS Статья Google ученый

25.

Берч, Г. и Тейлор, С. Источник тяжелых металлов в отложениях эстуария Порт-Джексон, Австралия. Наука об окружающей среде в целом 227 , 123–138 (1999).

ADS CAS Статья Google ученый

26.

Роуч, А. Оценка металлов в отложениях озера Маккуори, Новый Южный Уэльс, Австралия, с использованием моделей нормализации и рекомендаций по качеству отложений. Исследования морской среды 59 , 453–472 (2005).

CAS Статья Google ученый

27.

Крейтон, Н. и Твининг, Дж. Биоаккумуляция кадмия, селена и цинка из пищи и воды в устьевых рыбах, Ambassis jacksoniensis. Бюллетень загрязнения морской среды 60 , 1815–1821 (2010).

CAS Статья Google ученый

28.

Эллис, Дж. И. и др. . Множественные стрессорные воздействия на морскую инфауну: реакция эстуарных таксонов и функциональных характеристик на седиментацию, нагрузку питательными веществами и металлами. Научные отчеты 7 (1), 12013 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

29.

Старк, И. Загрязнение тяжелыми металлами и скопления микробентоса в мягких отложениях в двух устьях Сиднея, Австралия. Морские и пресноводные исследования 49 , 533–540 (1998).

CAS Статья Google ученый

30.

Маккреди, С., Берч, Г., Лонг, Э., Спиракис, Г. и Грили, К. Взаимосвязь между токсичностью и концентрацией химических загрязнителей в отложениях в гавани Сиднея, Австралия, и окрестностях. Экологический мониторинг и оценка 120 , 187–220 (2006).

CAS Статья Google ученый

31.

Твининг, Дж., Крейтон, Н., Холлинз, С. и Шимчак, Р. Вероятностная оценка риска и картографирование рисков отложений металлов в заливе Сиднейской гавани. Оценка рисков для человека и окружающей среды 14 , 1202–1225 (2008).

CAS Статья Google ученый

32.

Ahdy, H., Abdallah, A. & Tayel, F. Оценка тяжелых металлов и несущественного содержания некоторых съедобных и мягких тканей. Египетский журнал водных исследований 33 , 85–97 (2007).

CAS Google ученый

33.

Луна-Акоста, А. Интегративная оценка биомаркеров воздействия химически и механически диспергированной сырой нефти на тихоокеанских устриц, Crassostrea gigas. Наука об окружающей среде в целом 598 , 713–721 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

34.

Голдберг, Э. Д., Койде, М., Ходж, В., Flegal, A. & Martin, J. Часы по мидиям в США — 1977–1978 гг., Результаты по следам металлов и радионуклидов. Науки об эстуариях и прибрежных шельфах 16 , 69–93 (1983).

ADS CAS Статья Google ученый

35.

Thompson, E. et al. . Протеомный анализ влияния загрязнения металлами на гемолимфу сиднейской каменной вешенки (Saccostrea glomerata). Водная токсикология 103 , 241–249 (2011).

CAS Статья Google ученый

36.

Lanlan, X., Chenglong, J., Huifeng, W., Qiaoguo, T. и Wen-Xiong, W. Сравнительное протеомное исследование эффектов загрязнения металлами устриц Crassostrea hongkongensis. Бюллетень загрязнения морской среды 112 , 436–442 (2016).

Артикул Google ученый

37.

Джахан С., Стрезов В.Оценка качества воды в портах Австралии с использованием индексов оценки качества воды. Plos One 12 , e0189284 (2017).

Артикул Google ученый

38.

Харрис П. и О’Брайен П. Австралийские порты В: ОТДЕЛЕНИЕ, П. А. М. (ред.) Экологические данные и анализ рисков. Австралийская геологическая служба, Канбера, Австралия (1998 г.).

39.

Baltas, H. et al. .Экспериментальное исследование способности усваивать медь средиземноморскими мидиями (Mytilus galloprovincialis). Науки об окружающей среде и исследованиях загрязнения 23 , 10983–10989 (2016).

CAS Статья Google ученый

40.

Федеральный регистр. Определение и порядок определения предела обнаружения метода. EPA, 40 CFR Часть 136, приложение B, редакция 1.11 1 (11), 198–199 (1984).

41.

Джонатан, М. П. и др. . Биоаккумуляция следов металлов в выращиваемых на фермах тихоокеанских устрицах Crassostrea gigas из юго-западного побережья Калифорнийского залива, Мексика. Химия 187 , 311–319 (2017).

ADS CAS Статья Google ученый

42.

Залевска Т. и Суплиньска М. Эталонные организмы для оценки воздействия ионизирующего излучения на окружающую среду южной части Балтийского моря. Океанологические и гидробиологические. Исследования 41 (4), 1–7 (2012).

Google ученый

43.

МАГАТЭ. Справочник значений параметров для прогнозирования переноса радионуклидов в дикую природу. Серия технических отчетов МАГАТЭ 479, Вена, Австрия (2014).

44.

Арно, Дж. А. и Гобас, Ф. А. П. С. Обзор оценок фактора биоконцентрации (BCF) и фактора биоаккумуляции (BAF) для органических химических веществ в водных организмах. Экологические обзоры 14 , 257–297 (2006).

CAS Статья Google ученый

45.

Томанн Р. В., Махони Дж. Д. и Мюллер Р. Модель устойчивого состояния фактора накопления металлов в биоте и осадках у двух морских двустворчатых моллюсков. Окружающая среда и токсичность. Химия 4 , 989–998 (1995).

Google ученый

46.

Негри, А., Бернс, К., Бойл, С., Бринкман, Д. и Вебстер, Н. Загрязнение отложений, двустворчатых моллюсков и губок пролива Мак-Мердо в Антарктиде. Загрязнение окружающей среды 143 , 456–467 (2006).

CAS Статья Google ученый

47.

Лю, Ф. и Ван, W.-X. Образец протеома устриц как инструмент диагностики загрязнения металлами. Журнал опасных материалов 239–240 , 241–248 (2012).

CAS Статья Google ученый

48.

Кайзер, Х. Ф. Применение электронных вычислительных машин для факторного анализа. Образовательные и психологические измерения 20 , 141–151 (1960).

Артикул Google ученый

49.

Loska, K. & Wiechuła, D. Применение анализа главных компонентов для оценки источника загрязнения тяжелыми металлами в поверхностных отложениях из водохранилища Рыбник. Химия 51 , 723–733 (2003).

ADS CAS Статья Google ученый

50.

Scanes, P. & Roach, A. Определение естественных «фоновых» концентраций следов металлов в устрицах из Нового Южного Уэльса, Австралия. Загрязнение окружающей среды 105 , 437–446 (1999).

CAS Статья Google ученый

51.

FAO. Отчет семинара и ознакомительной поездки по санитарии и маркетингу моллюсков, развитию регионального морского земледелия и демонстрационному проекту RAS / 86/024 15-28 октября [Он-лайн]. http://www.fao.org/docrep/field/003/ AB710E24.htm (1989).

52.

Andrewes, P. et al . Представляют ли арсеносахары риск для здоровья человека? Сравнительная токсичность трехвалентного и пятивалентного арсеносахара. Наука об окружающей среде и технологии 38 , 4140–4148 (2004).

ADS CAS Статья Google ученый

53.

USEPA. Оценка риска для здоровья человека. In: AGENCY, США (ред.). США (2013).

54.

Pazi, I. et al. . Оценка потенциального риска металлов в съедобных видах рыб для потребления человеком из восточной части Эгейского моря. Бюллетень загрязнения морской среды 120 , 409–413 (2017).

CAS Статья Google ученый

55.

FDA. Руководящий документ по мышьяку, кадмию, хрому, свинцу, никелю в моллюсках. Министерство здравоохранения и социальных служб США. Служба общественного здравоохранения, Управление морепродуктов (HFS-416). Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, Вашингтон, округ Колумбия, 39–45 (1993).

56.

Луома, С. Н. и Рейнбоу, П. Почему биоаккумуляция металлов столь непостоянна? Биодинамика как объединяющее понятие. Наука об окружающей среде и технологии 39 , 1921–1931 (2005).

ADS CAS Статья Google ученый

57.

Паес-Осуна, Ф. и Осуна-Мартинес, К. С. Биомониторы загрязнения прибрежных районов со ссылкой на ситуацию на мексиканских побережьях: обзор использования организмов. Hidrobiologica 21 , 229–238 (2011).

Google ученый

58.

Eisler, R.Z. In: Справочник по оценке химического риска: опасность для здоровья людей, растений и животных , vol. 1. Металлы. (изд. Бока Ратон, Ф. Л.) 605–714 (Lewis Publishers, 2000).

59.

Квок, К. К. и др. . Биоаккумуляция тяжелых металлов в рыбе и ардеиде в устье Жемчужной реки, Китай.