Dosage de métaux par ICP-MS dans différents milieux biologiques

Metals determination in biological fluids by ICP-MS

Laboratoire de Biochimie et de Biologie Moléculaire, CHRU de Lille, Hôpital Calmette, Avenue du Professeur J. Leclercq - 59037 Lille Cedex

Reçu : 15 Octobre 2003
Accepté : 12 Décembre 2003

Résumé

Le plasma à couplage inductif relié à la spectrométrie de masse (Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry ou ICP-MS) associé à une préparation rapide de l'échantillon permet le dosage de nombreux métaux dans les milieux biologiques. Les dosages de plomb dans le sang total, de sélénium, de cadmium et de manganèse dans le sérum, et de plomb, de cadmium, de manganèse et de nickel dans l'urine sont réalisés en ICP-MS (Agilent 7500a). Tous les prélèvements sont dilués dans une solution acide contenant de l'acide nitrique à 1 %, du triton X et du butanol-1 en pourcentages variés. Pour chaque élément étudié, les courbes de calibration permettent de décrire des relations linéaires (r² > 0,99). Les répétabilités et les fidélités intermédiaires sont toutes satisfaisantes avec des coefficients de variation compris entre 1,09 % pour le plomb dans les urines et 4,22 % pour le manganèse dans le sérum. Les limites de détection vont de 0,01 μg/L pour le cadmium dans les urines à 0,14 μg/100 ml pour le plomb dans le sang total. Les différentes méthodes décrites sont précises et ont été appliquées avec succès à différents milieux biologiques de référence. L'ensemble de ces résultats montre que des techniques rapides de préparation de l'échantillon comme de simples dilutions isotopiques, couplées à l'ICP-MS peuvent être utilisées en routine pour le dosage spécifique de certains métaux comme le plomb, le sélénium, le cadmium, le manganèse ou le nickel. Ce sont des méthodes précises et qui apparaissent plus sensibles que les techniques en spectrophotométrie d'absorption atomique classiquement utilisées pour ces dosages. Ces méthodes sont également tout à fait utilisables avec des dilutions d'échantillons plus importantes, dans les cas d'intoxications mettant en jeu des concentrations plus élevées. Avec de telles méthodes, l'ICP-MS devient un outil performant dans les différents domaines de la toxicologie.

Abstract

Inductively Coupled Plasma - Mass Spectrometry (ICP-MS) with fast sample preparative procedure allows determination of numerous metals in biological fluids. Determinations of lead in whole blood, selenium, cadmium, manganese in serum and lead, cadmium, manganese and nickel in urine are described in ICP-MS (Agilent 7500a). All the samples were diluted in acidic solution with nitric acid (1 %), triton X and butanol-1 in different proportions. For each metal, calibration curves described linear relationship (r²>0.99). Repeatabilities and intermediate fidelities are all satisfactory with RSD values between 1.09 % (for lead in urines) and 4.22 % for manganese in serum. The limits of detection are estimated to be between 0.01 μg/L for cadmium in urine and 0.14 μg/100 ml for lead in whole blood. We described methods with good precision and they are applied to reference materials with satisfactory. All the results suggest that a sample preparative procedure like isotopic dilution coupled with ICP-MS can be used for routine determination of metals as lead, selenium, cadmium, manganese or nickel in different matrices. These methods are precise and seem to be more sensible than absorption atomic spectrometric ones, classically used. With higher dilutions, they can be used for severe poisoning. With these methods, ICP-MS become a performing tool in different fields of toxicology.