生物样品的采集、预处理和储存方法介绍
一、采样
生物样品涉及复杂的基体,这些基体既有固态的也有液态的,包括所有的水生或陆生动、植物。形态分析有时针对整个生物体,有时是其中的一部分器官或组分,有时则只测定排泄物。在环境分析中,生物样品主要包括鱼类、果壳类、海藻类、草本植物、果实、蔬菜、叶子及其动植物样品。在职业健康研究中,主要研究人体组织、头发、汗液、血液、尿样和粪便等。
生物样品的采集关键在于防止样品的沾污,对于金属元素的形态分析,应该避免使用金属刮刀、解剖刀、剪刀、镊子或针等。实验室用的硼硅玻璃器皿,聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯以及石英器具等可以代替上述金属制品。处理样品时,不要直接用手接触,而应戴塑料手套,带粉末的如滑石粉等应注意冲洗干净,因这些粉末往往带进锌和其他金属。在实践中,金属刀片和活检用的针头不可避免地要用于样品处理,虽然这些刀具会带来一定的金属沾污,但比石英或玻璃刀具要方便和有效得多。研究表明,使用不锈钢刀具处理活检组织,可能带入3ng·g-¹Mn、15ng·g-¹Cr和60ng·g-¹Ni,如果研究上述金属元素在生物体中的浓度和形态,不锈钢刀具显然是不合适的。
研究人体血清中的微量元素,有时含量相差很大,这除了分析方法和个体差异以外,在很大程度上来源于采样时的污染。有研究表明,在不锈钢针头采集血液样品时,前20mL中铁、锰、镍、钴、钼、铬的含量明显增高,铜和锌的含量没有什么变化。由于这个原因,最好用聚四氟乙烯或聚丙烯导管替代。
灰尘是生物样品中锌、铝和其他金属元素污染的主要来源。在体液等样品采集中应该避免带入灰尘。尿样也极易带入灰尘,所以采样时必须加倍注意,接收在带盖的、用酸冲洗过的聚乙烯瓶子里。
二、样品处理及贮存
对许多生物样品,需要进行最初的预处理。这种预处理应该在采样后立即进行。例如,在分析贝壳类样品中的微量元素时,需要将贝壳外层的沉积物清洗干净,然后开壳,采集整个贝肉或个别部位。同样,水生植物如海藻等亦需要仔细清洗以除去沉积物、寄生植物或其他类似的表面沾污。必须注意样品的代表性。微量元素往往在一些特殊的部位有更大的浓度,如植物根和叶子等,而且植物的大小与浓度也有关系,如果分析单个样品时这些特点采样时就应注意。上述样品采集后如不马上进行分析应该冷藏。处理上述样品时应戴聚乙烯手套,样品存放于塑料袋或塑料容器中。对于头发样品,为了清洗干净以排除外来元素,可以使用一些清洗办法进行微量元素分析发样的处理,可以在0.1% Triton-X100中,用超声波振荡仪处理,过滤后用甲醇冲洗,然后在空气中用吹风机吹干。
对于血液样品的处理,要根据全血、血浆及血清的不同要求而进行前处理。全血短期内可以在4℃贮存,冷冻效果较好,但冷藏往往导致沉淀出现。解冻时沉淀出的固体加酸可以溶解。
样品的均匀往往是处理大量样品的第二步,如果使用机械匀浆器,刀片的沾污问题需要考虑。少量样品也可以直接溶解在浓盐酸或强碱里,季铵盐的氢氧化物也经常用来溶解少量组织样品。如在20%的四甲基氢氧化铵中浸泡2h,可以有效地从蛋白质和脂肪中游离出烷基铅化合物,这种提取方法适合于鱼、海藻和其他海生植物的处理。提取时在60℃水浴中加热可以加快提取速度。
高压焖罐也经常用于样品处理,这种方法可以有效地防止样品处理时的沾污。微量元素的空白非常低。在高压溶样前,样品一般经冻干或风干后,再经高压处理,高压焖罐的温度控制要根据不同样品的需求而定,一般而言,在160-180℃下处理6h即可得到满意的结果。
冷冻干燥是除去固体生物样品中水分的好办法,可以避免微量元素的损失或样品沾污,少量样品时这个方法较为适宜。在通风橱中控制温度在100℃左右连续加热,是一种最方便的方法,但是容易挥发的组分,像元素汞和其他一些有机金属化合物极易在此期间损失。
马弗炉在500℃时可以分解大多数有机化合物,也适合Hg、As、Sn、Se、Pb、Ni、Cr等样品的处理。
冻干或消解的样品比较容易保存,在萃取前或溶解前,需要重新混合均匀。
