zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-398Research ArticleСтатьиПРИМЕНЕНИЕ АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ СВОБОДНЫХ И СТРУКТУРНО-СВЯЗАННЫХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ КОСТНОЙ ТКАНИDETERMINATION OF LABILE AND STRUCTURALLY BOUND MICROELEMENTS OF BONE TISSUE BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRYДанильченкоС. Н.DanilchenkoS. N.danilserg50@gmail.comРогульскийЮ. В.RogulskyYu. V.noemail@neicon.ruКуликА. Н.KulikA. N.noemail@neicon.ruКалинкевичА. Н.KalinkevichA. N.noemail@neicon.ruИнститут прикладной физики НАН УкраиныInstitute of Applied Physics, National Academic of Sciences of Ukraine201910032020862249255Copyright © Данильченко С.Н., Рогульский Ю.В., Кулик А.Н., Калинкевич А.Н., 20202020Данильченко С.Н., Рогульский Ю.В., Кулик А.Н., Калинкевич А.Н.Danilchenko S.N., Rogulsky Y.V., Kulik A.N., Kalinkevich A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/398

Предложен метод химического разделения компонентов костной ткани, основанный на их избирательной растворимости, с последующим определением микроэлементов методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Определены общие (суммарные) концентрации Mg, Zn, Fe, Sr, Cu, Mn, Pb и концентрации этих элементов в растворах с pH 6.5, 10 и 12 после их взаимодействия с препаратом кости. Полученные концентрации “растворимых” фракций микроэлементов критически проанализированы с учетом возможных реакций образования и осаждения в щелочных растворах новых нерастворимых фаз. На основании полученных данных способность элементов иметь подвижные фракции в составе костной ткани можно представить рядом Mg > Zn ≥ Fe > Sr > Cu. При этом некристаллический Mg преимущественно локализован в воде или биожидкостях кости, а некристаллический Zn - в растворимой щелочами органической компоненте кости, Pb и Mn в растворах практически не обнаруживаются, т. е. локализуются в кристаллической фазе.

A method of chemical separation of the components of bone tissue, based on their selective solubility, with the subsequent determination of microelements by atomic absorption spectrometry, is proposed. The total concentrations of Mg, Zn, Fe, Sr, Cu, Mn, and Pb, and the concentrations of these elements in solutions with pH 6.5, 10, and 12 after their interaction with the bone preparation were determined. The obtained concentrations of the “soluble” fractions of trace elements are critically analyzed taking into account the possible reactions of formation and precipitation new insoluble phases in alkaline solutions. Based on the data obtained, the ability of elements to form mobile fractions in the composition of bone tissue can be represented as follows: Mg > Zn ≥ Fe > Sr > Cu; at the same time, noncrystalline Mg is predominantly localized in water or biological liquids of the bone, and noncrystalline Zn - in the alkali-soluble organic component of the bone, Pb and Mn are practically not detected in solutions, i.e., localized in the crystalline phase.

костная тканьмикроэлементыконцентрациялокализацияизбирательная растворимостьапатитатомно-абсорбционная спектрометрияbone tissuemicroelementsconcentrationlocalizationselective solubilityapatiteatomic absorption spectrometryReferencesR. Legros, N. Balmain, G. Bonel. J. Chem. Res., 77 (1986) 2313-2317R. Legros, N. Balmain, G. Bonel. J. Chem. Res., 77 (1986) 2313-2317C. Ray. Biomaterials, 15 (1990) 433-437C. Ray. Biomaterials, 15 (1990) 433-437J. C. Elliott. Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates/Studies in Inorganic Chemistry 18, Amsterdam, Elsevier (1994)J. C. Elliott. Structure and Chemistry of the Apatites and Other Calcium Orthophosphates/Studies in Inorganic Chemistry 18, Amsterdam, Elsevier (1994)B. Wopenka, J. D. Pasteris. Mater. Sci. Eng. C, 25 (2005) 131-143B. Wopenka, J. D. Pasteris. Mater. Sci. Eng. C, 25 (2005) 131-143J. M. Hughes, J. Rakovan. Rev. Mineral. Geochem., 48 (2002) 1-12J. M. Hughes, J. Rakovan. Rev. Mineral. Geochem., 48 (2002) 1-12C. Combes, S. Cazalbou, C. Ray. Minerals, 6 (2016) 34C. Combes, S. Cazalbou, C. Ray. Minerals, 6 (2016) 34J. D. Pasteris. Am. Mineralogist, 101 (2016) 2594-2610J. D. Pasteris. Am. Mineralogist, 101 (2016) 2594-2610S. Cazalbou, C. Combes, D. Eichert et al. J. Mater. Chem., 14 (2004) 2148-2153S. Cazalbou, C. Combes, D. Eichert et al. J. Mater. Chem., 14 (2004) 2148-2153C. G. Frankær, A. C. Raffalt, K. Stahl. Calcif Tissue Int., 94 (2014) 248-257C. G. Frankær, A. C. Raffalt, K. Stahl. Calcif Tissue Int., 94 (2014) 248-257C. Н. Данильченко. Журн. нано- та електрон. фіз., 3 (2013) 03043-1-03043-5C. Н. Данильченко. Журн. нано- та електрон. фіз., 3 (2013) 03043-1-03043-5D. Bazin, A. Dessombz, C. Nguyen, H. K. Ea, F. Lioté, J. Rehr, C. Chappard, S. Rouzière, D. Thiaudière, S. Reguer, M. Daudon. J. Synchrotron Radiat., 21 (2014) 136-142D. Bazin, A. Dessombz, C. Nguyen, H. K. Ea, F. Lioté, J. Rehr, C. Chappard, S. Rouzière, D. Thiaudière, S. Reguer, M. Daudon. J. Synchrotron Radiat., 21 (2014) 136-142F. Meirer, B. Pemmer, G. Pepponi, N. Zoeger, P. Wobrauschek, S. Sprio, A. Tampieri, J. Goettlicher, R. Steininger, S. Mangold, P. Roschger, A. Berzlanovich, J. G. Hofstaetter, C. Streliet. J. Synchrotron Radiat., 18 (2011) 238-244F. Meirer, B. Pemmer, G. Pepponi, N. Zoeger, P. Wobrauschek, S. Sprio, A. Tampieri, J. Goettlicher, R. Steininger, S. Mangold, P. Roschger, A. Berzlanovich, J. G. Hofstaetter, C. Streliet. J. Synchrotron Radiat., 18 (2011) 238-244A. Dessombz, C. Nguyen, H. K. Ea, S. Rouzière, E. Foy, D. Hannouche, S. Réguer, F.-E. Picca, D. Thiaudière, F. Lioté, M. Daudon, D. Bazin. J. Trace Element. Med. Biol., 27 (2013) 326-333A. Dessombz, C. Nguyen, H. K. Ea, S. Rouzière, E. Foy, D. Hannouche, S. Réguer, F.-E. Picca, D. Thiaudière, F. Lioté, M. Daudon, D. Bazin. J. Trace Element. Med. Biol., 27 (2013) 326-333D. Bazin, X. Carpentier, I. Brocheriou, P. Dorfmuller, S. Aubert, C. Chappard, D. Thiaudière, S. Reguer, G. Waychunas, P. Jungers, M. Daudon. Biochimie, 91 (2009) 1294-1300D. Bazin, X. Carpentier, I. Brocheriou, P. Dorfmuller, S. Aubert, C. Chappard, D. Thiaudière, S. Reguer, G. Waychunas, P. Jungers, M. Daudon. Biochimie, 91 (2009) 1294-1300H. M. Kim, C. Rey, M. J. Glimcher. J. Bone Miner Res., 10 (1995) 1589-1601H. M. Kim, C. Rey, M. J. Glimcher. J. Bone Miner Res., 10 (1995) 1589-1601H. M. Kim, C. Rey, M. J. Glimcher. Calcif Tissue Int., 59 (1996) 58-63H. M. Kim, C. Rey, M. J. Glimcher. Calcif Tissue Int., 59 (1996) 58-63S. J. Eppell, W. Tong, J. L. Katz, L. Kuhn, M. J. Glimcher. J. Orthop. Res., 19 (2001) 1027-1034S. J. Eppell, W. Tong, J. L. Katz, L. Kuhn, M. J. Glimcher. J. Orthop. Res., 19 (2001) 1027-1034C. Н. Данильченко, А. Н. Кулик, П. А. Павленко, Т. Г. Калиниченко, А. Н. Бугай, И. И. Чемерис, Л. Ф. Суходуб. Журн. прикл. спектр., 73, № 3 (2006) 385-391C. Н. Данильченко, А. Н. Кулик, П. А. Павленко, Т. Г. Калиниченко, А. Н. Бугай, И. И. Чемерис, Л. Ф. Суходуб. Журн. прикл. спектр., 73, № 3 (2006) 385-391D. A. Bushinsky, K. L. Gavrilov, J. M. Chabala, R. Levi-Setti. J. Bone Miner. Res., 15 (2000) 2026-2032D. A. Bushinsky, K. L. Gavrilov, J. M. Chabala, R. Levi-Setti. J. Bone Miner. Res., 15 (2000) 2026-2032L. Wang, G. H. Nancollas. Chem. Rev., 108 (2008) 4628-4669L. Wang, G. H. Nancollas. Chem. Rev., 108 (2008) 4628-4669И. Хавезов, Д. Цалев. Атомно-абсорбционный анализ, Ленинград, Химия (1983)И. Хавезов, Д. Цалев. Атомно-абсорбционный анализ, Ленинград, Химия (1983)Ю. Ю. Лурье. Справочник по аналитической химии, Москва, Мир (1979)Ю. Ю. Лурье. Справочник по аналитической химии, Москва, Мир (1979)У. Гофман. Руководство по неорганическому синтезу, 6, Москва, Мир (1986)У. Гофман. Руководство по неорганическому синтезу, 6, Москва, Мир (1986)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.