Analyse des niveaux de titane du sang total humain par des spectromètres plasmatiques couplés inductivement: une comparaison inter-laboratoire pour déterminer les meilleures pratiques

Autor: Barry Sampson, H Goenaga-Infante, CF Harrington, J Morton, J Devoy, Jonathan J. Powell, D Koller, P Bramhall, S Nuñez, E Leese, J Rogers
Přispěvatelé: Powell, Jonathan [0000-0003-2738-1715], Apollo - University of Cambridge Repository, Biomineral Research Group, Department of Veterinary Medicine, University of Cambridge, University Hospital of Wales TRACE ELEMENT LABORATORY, Department of Medical Biochemistry and Immunology, Institut national de recherche et de sécurité (Vandoeuvre lès Nancy) (INRS ( Vandoeuvre lès Nancy)), Limited, Inorganic Analysis (LGC), SAS Trace Element Centre, Surrey Research Park, Health and Safety Executive, Biological Monitoring (HSL), Limited, Inorganic Analysis (LGC ), Charing Cross Hospital, SAS Trace Element Laboratory, Ground Floor Medical Oncology Block
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Analyst
Analyst, Royal Society of Chemistry, 2018, ⟨10.1039/c8an00824h⟩
ISSN: 0003-2654
1364-5528
DOI: 10.1039/c8an00824h⟩
Popis: International audience; Exposure to titanium (Ti), via the ingestion of pigment grade Ti dioxide (TiO 2), is commonplace for westernised populations. It may also occur as a consequence of metal ion leaching in subjects bearing Ti-containing implants. Accurate exposure analysis requires fit-for-purpose analytical methodology, especially for true measures of baseline levels. Inductively coupled plasma (ICP) techniques are, mainly, now used for bio-analysis of Ti. Since whole blood reference materials, certified for natural low levels of Ti, are not currently available, we undertook an inter-laboratory comparison of pooled human blood from fasted volunteers ±low level (+∼2.5 µg L −1) or high level (+10-20 µg L −1) spikes of soluble Ti or TiO 2 particles. Seven established laboratories were enrolled to analyse the samples using ICP based techniques, which included at least one of ICP optical emission spectrometry (ICP-OES), high resolution ICP mass spectrometry (HR-ICP-MS), triple quadrupole ICP-MS (ICP-MS/MS) or single quadrupole ICP-MS (SQ-ICP-MS). Five laboratories diluted the blood for analysis whilst two performed acid digestion. Overall, we showed that the laboratories could, mostly, quantitatively detect modest levels of spiked Ti in blood. Markedly varying levels of Ti, however, were reported for the same baseline pooled sample (0.4-24.6 µg L −1) and, in this study, specificity was poor for SQ-ICP-MS. Digestion of samples caused sample contamination compromising limits of detection and accuracy, whilst simple dilution had no such problem, and remained linear in response for spikes with ionic and TiO 2 particles. We conclude that measuring baseline levels of Ti in whole blood is challenging but should be readily achievable down to 0.5-1.5 µg L −1 , if sample preparation avoids contamination and instrument techniques are used that negate polyatomic or isobaric interferences from the sample matrix. We also remind those relying upon Ti bio-analytical data for their experimental outcomes that (a) spiking and recovery experiments provide information only on linearity of detection but not at all on accuracy as this will not detect constant positive errors and that (b) biological standard materials for Ti generally contain high levels of the analyte and tend to mask baseline analytical errors. Caution may be required in interpreting the findings of some published Ti/TiO 2 bio-exposure studies. † Electronic supplementary information (ESI) available. See; L'exposition au titane (Ti), par l'ingestion de dioxyde de Ti (TiO2), est courante pour les populations occidentalisées. Cela peut également se produire en raison de la lixiviation des ions métalliques dans des sujets portant des implants contenant du Ti. L'analyse précise de l'exposition nécessite une méthodologie analytique adaptée, en particulier pour les mesures réelles des niveaux de référence. Les techniques de plasma à couplage inductif (ICP) sont principalement utilisées pour la bio-analyse de Ti. Étant donné que les matériaux de référence n'existent pas avec des niveaux naturels de Ti dans le sang total, nous avons entrepris une comparaison inter-laboratoire du sang humain combiné des volontaires à jeun +/- pics modérés et à haut niveau de particules solubles de Ti ou de TiO2. Sept laboratoires établis ont été regroupés et ont chacun utilisé l'une des spectrométries d'emission optique ICP, la spectrométrie de masse ICP à haute résolution (ICP-MS), ICP-MS-MS ou ICP-MS à cadre unique. Cinq laboratoires ont dilué le sang pour l'analyse alors que deux ont fait une digestion. Dans l'ensemble, nous avons montré que les laboratoires pouvaient surtout détecter quantitativement les niveaux modestes de Ti en pointes dans le sang. Les niveaux de base de Ti ont été notés de manière marquée, cependant, ont été rapportés pour le même échantillon de base (0,4 à 24,6 ppb) et ont révélé que la spécificité était médiocre pour ICP-MS de quadrapole unique. La digestion des échantillons a causé une contamination indésirable de l'échantillon compromettant les limites de détection et de précision, alors que la dilution simple n'avait pas de problème et est restée linéaire en réponse même pour les pointes avec des particules de TiO2. Nous concluons que la mesure des niveaux de base de Ti dans le sang total, et probablement des échantillons biologiques en soi, est difficile, mais que ICP-MS-MS ou ICP-MS à haute résolution, ainsi que ICP-OES à haute sensibilité, ont tous le potentiel de faire si précisément, au moins jusqu'à 0,5 - 1,5 ppb. Nous rappelons également aux expérimentateurs qui s'appuient sur les données bio-analytiques de Ti pour leurs résultats que (a) les expériences de spiking et de récupération fournissent des informations uniquement sur la linéarité de la détection mais pas du tout sur la précision si des erreurs positives constantes persistent et que (b) des matériaux biologiques standard pour Le Ti contient généralement des niveaux élevés d'analyte et tend à masquer les erreurs analytiques de base. Une attention particulière est nécessaire pour interpréter les résultats des modèles d'exposition Ti / TiO2 publiés.
Databáze: OpenAIRE
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