Czy włos i sierść mogą opowiedzieć historię długoterminowej ekspozycji na pierwiastki? Mineralco P.S.A. pokazuje, jak świadomie zaprojektowana analiza pierwiastkowa staje się wartościowym narzędziem w badaniach naukowych, środowiskowych i projektach B2B – pod warunkiem zachowania rygoru metodologicznego. W ramach projektu Miesiąc Partnera Klastra poznaj podejście Mineralco do analityki opartej na jakości, standaryzacji i partnerskiej współpracy z zespołami badawczymi.
Analiza pierwiastkowa włosa i sierści jest od wielu lat wykorzystywana w badaniach naukowych z zakresu biomonitoringu, nauk środowiskowych, weterynarii oraz badań populacyjnych. Zainteresowanie tym typem materiału biologicznego wynika przede wszystkim z jego przydatności do oceny długoterminowej ekspozycji na pierwiastki, zarówno u ludzi, jak i u zwierząt.
Jednocześnie literatura naukowa konsekwentnie podkreśla, że analiza włosa i sierści nie jest narzędziem diagnostycznym, lecz metodą obserwacyjną i porównawczą, której wartość zależy od poprawnie zaprojektowanej metodologii, standaryzacji przygotowania próbek oraz kontroli jakości danych analitycznych.
Włos i sierść jako biomarkery długoterminowej ekspozycji
W odróżnieniu od próbek takich jak krew czy mocz, włos i sierść umożliwiają ocenę ekspozycji pierwiastkowej w dłuższym horyzoncie czasowym. Wzrost włosa powoduje, że pierwiastki wbudowywane są w jego strukturę stopniowo, co pozwala na analizę ekspozycji trwającej tygodnie lub miesiące, a nie jedynie stan chwilowy.
Kompleksowy przegląd metodologii oraz zastosowań analizy pierwiastkowej włosa przedstawiono w pracy:
Pozebon D., Scheffler G.L., Dressler V.L. (2017), Elemental hair analysis: A review of procedures and applications, Analytica Chimica Acta, 992, 1–23; https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.09.017
Autorzy wskazują, że włos może być wartościową matrycą w badaniach środowiskowych, klinicznych i toksykologicznych, pod warunkiem stosowania ustandaryzowanych i zwalidowanych procedur analitycznych.
Zastosowania w biomonitoringu ludzi
Analiza pierwiastkowa włosa była wielokrotnie wykorzystywana w badaniach populacyjnych do oceny wpływu środowiska, stylu życia oraz czynników regionalnych na skład pierwiastkowy organizmu.
Przykładem są badania prowadzone w populacji studentów w Polsce:
Izydorczyk G. et al. (2021) Hair mineral analysis in the population of students living in the Lower Silesia region (Poland) in 2019: Comparison with biomonitoring study in 2009 and literature data., Science of the Total Environment, 772, 145013; https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935120313384
Autorzy wykazali istotne różnice w profilach pierwiastkowych włosów pomiędzy badaniami prowadzonymi w różnych latach, co potwierdza przydatność tej matrycy w porównaniach populacyjnych i środowiskowych.
Dodatkowo badania segmentowe włosa wskazują, że możliwe jest śledzenie zmian ekspozycji w czasie:
Gellein K. et al. (2008) Trace element profiles in single strands of human hair, Science of the Total Environment, 404(2–3), 487–492; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18286238/
Zastosowania środowiskowe i weterynaryjne
Sierść zwierząt jest szeroko stosowana jako bioindykator środowiskowy, szczególnie w badaniach zwierząt gospodarskich, towarzyszących oraz dzikich. Jej skład pierwiastkowy może odzwierciedlać lokalne warunki środowiskowe, jakość paszy oraz narażenie na pierwiastki potencjalnie toksyczne.
Przykładem są badania porównawcze prowadzone u zwierząt dzielących to samo środowisko:
Draghi S. et al. (2024) Use of Hair as Matrix for Trace Elements Biomonitoring in Cattle and Roe Deer Sharing Pastures in Northern Italy., Animals, 14(15), 2209; https://doi.org/10.3390/ani14152209
Badanie to potwierdza, że analiza sierści umożliwia porównywanie profili pierwiastkowych pomiędzy gatunkami oraz ocenę wpływu środowiska na organizmy zwierząt.
Znaczenie standaryzacji i kontroli jakości
Literatura jednoznacznie wskazuje, że wartość analizy pierwiastkowej włosa i sierści zależy w największym stopniu od jakości procesu analitycznego, a nie od samej techniki pomiarowej.
Badania przeglądowe i metodologiczne podkreślają, że:
- nie istnieje jedna uniwersalna procedura mycia włosa, dlatego istotny jest odpowiedni sposób przygotowania próbki,
- różne procedury przygotowania próbek mogą istotnie wpływać na końcowy profil pierwiastkowy,
- całkowite oddzielenie kontaminacji zewnętrznej od sygnału wewnętrznego bywa trudne lub niemożliwe.
Zagadnienia te zostały szczegółowo omówione m.in. w pracy:
Pozebon D., Scheffler G.L., Dressler V.L. (2017), Elemental hair analysis: A review of procedures and applications; https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.09.017
oraz w badaniach metodologicznych dotyczących wpływu przygotowania próbek na wyniki analizy pierwiastkowej włosa:
Pre-cleaning of hair is not beneficial in LA-ICP-MS studies of chronic metal exposure, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10414646/
Rola laboratoriów analitycznych w projektach B2B
W projektach naukowych i badawczo-rozwojowych laboratoria analityczne pełnią rolę nie tylko wykonawców pomiarów, lecz także partnerów metodologicznych, odpowiedzialnych za:
- dobór właściwej metody analitycznej (ICP-OES),
- standaryzację i walidację procedur przygotowania próbek,
- kontrolę jakości i dokumentację procesu analitycznego.
Normy referencyjne, takie jak EPA 200.7 oraz ISO 11885, wskazują, że wiarygodność wyników ICP-OES opiera się na pracy w kontrolowanych seriach analitycznych, systematycznej kontroli jakości oraz spójności metodologicznej, a nie na pojedynczych pomiarach.
Podsumowanie
Analiza pierwiastkowa włosa i sierści, prowadzona z wykorzystaniem technik takich jak ICP-OES, znajduje uzasadnione zastosowanie w biomonitoringu ludzi, badaniach środowiskowych, weterynaryjnych oraz projektach B2B. Jej wartość nie wynika z obietnic diagnostycznych, lecz z możliwości prowadzenia porównywalnych, długoterminowych i metodologicznie spójnych analiz.
W tym kontekście kluczową rolę odgrywa jakość całego procesu laboratoryjnego oraz świadoma współpraca pomiędzy zespołami badawczymi a laboratoriami analitycznymi.
Po więcej informacji odwiedź profil Mineralco P.S.A. na Platformie Współpracy LSOS.
Materiały do powyższego artykułu zostały dostarczone przez Mineralco P.S.A.