CC BY
8
ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ СПЕКТРОМЕТРИИ
ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ЗУБНОЙ ТКАНИ
Арутюнов С.Д., Нагоева А.А., Прокопов А.А.
ГОУ ВПО «Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава», кафедра стоматологии общей практики и подготовки зубных техников, кафедра общей и биоорганической химии, г. Москва
Судебная стоматология постулирует очевидную ценность зубов в решении задач отождествления личности, но пока не в состоянии указать на универсальные подходы, которые нашли бы повседневное применение в криминалистике. За последние десятилетия в научной литературе неоднократно предлагалось рассматривать посмертные изменения элементного состава зубной ткани в качестве основы для ответа на вопрос о времени захоронения. Но даже сейчас нельзя говорить об однозначно установленном химическом составе зубов человека в его стационарном состоянии, хотя попыток ответа на этот вопрос делалось множество. Для анализа применялись различные модификации весового и объёмного анализа, современные инструментальные методы дали примеры использования эмиссионного спектрального анализа, атомно-абсорбционной спектрометрии. В публикациях последних лет появились данные о применении для элементного анализа безэталонной масс-спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой. Возможно, эти методы перспективны для решения экспертно-идентификационных задач, они дают количественные значения концентраций всех элементов Периодической системы Д.И. Менделеева в широком динамическом диапазоне. Такие возможности, продемонстрированные пока всего в нескольких работах, позволят провести исследования, имеющие целью установить зависимость содержания знаковых элементов (и их индексов по отношению друг другу) в тканях зуба от времени и места захоронения трупа. Каждый из упомянутых методов, при своих неоспоримых достоинствах, имеет и очевидные недостатки: или высокая стоимость анализа, связанная с уникальностью применяемой аппаратуры, или низкая чувствительность, или невысокая точность определения, или недостоверность получаемых результатов по отдельным, важным в медико-биологическом отношении, элементам или одноэлементность анализа и т.п. Элементный анализ на лазерном масс-анализаторе, имея очень хорошую чувствительность, является довольно продолжительным по времени, но несомненным достоинством метода является его информативность: одномоментно определяется содержание с приемлемой точностью порядка 30 элементов, в том числе таких значимых, как Ca, P, Si, S, Cl и целый ряд других. Известно, что разнообразие аналитических методов, использование даже двух приборов порождает вопрос о сравнимости получаемых данных. По некоторым элементам данные об их содержании в тканях зуба различаются в десятки (Ni, Cu, Pb), сотни (С4 W, Th), почти в тысячу (Al, Mo, Re) раз. Целью данной работы является определение элементного состава зубной ткани на одном приборе в пределах возможности метода лазерной спектрометрии и сопоставление полученных результатов с литературными данными. Анализировали образцы в виде гомогенизированного массива 7 зубов на лазерном масс-спектрометре ЭМАЛ-2 (Украина), источником лазерного излучения служил лазер ИЗ-25-1А (Россия) с активным элементом из оксида иттрия, легированного неодимом, интегрирующие детекторы - фотопластины Ilford Q2 или фотоплёнка. Каждый анализ позволял получить сведения о массовой доле и о мольном содержании бора, углерода, азота, кислорода, фтора, натрия, магния, алюминия, кремния, фосфора, серы, хлора, калия, кальция, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля, меди, цинка, стронция, иттрия, циркония, бария. В таблице приведены результаты в виде массовых долей элементов по каждому образцу, среднее содержание пересчитано на мг/кг и сопоставлено с литературными данными.
Литературные данные по содержанию элемента по мы сочли возможным не приводить в двух случаях: во-первых, при отсутствии данных или использовании полуколичественных методов, во-вторых, при определении микроколичеств элементов примесного характера, определённых на пределе чувствительности использованного масс-спектрометра, когда погрешность измерений может быть слишком высокой.
Как следует из данных, приведённых в таблице 1, применение единой методики и использование одного прибора даёт воспроизводимые результаты, не противоречащие, в большинстве своём, опубликованным в литературе (Na, Mg, Al, Si, Zn и др.).
Таблица 1. Результаты определения элементного состава зубов (массив, массовая доля, %)
Элемент № образца Среднее из 7 образцов, % Среднее из 7 образцов, мг/кг Содержание элемента по данным литературы, мг/кг
1 2 3 4 5 6 7
В 0,0134 0,0043 0,0036 0,0054 0,0128 0,0092 0,0082 0,0081 81
С 2,5689 0,7687 0,6572 2,1783 0,5754 0,7994 0,6662 1,1734 11 734
N 0,1901 0,1557 0,1576 0,1918 0,1149 0,1464 0,1506 0,1582 1 582
O 37,5664 36,9037 38,0581 37,5390 36,2635 37,0013 36,1651 37,0710
F 0,0336 0,0717 0,0662 0,0203 0,0276 0,0418 0,0259 0,0410 410 1000-4300
Na 1,7405 0,9101 1,3882 1,0040 0,9918 1,4831 1,3434 1,2659 12 659 1931-17646
Mg 0,0832 0,1863 0,2723 0,2139 0,2503 0,3965 0,4638 0,2666 2 666 1716-15500
Al 0,0108 0,0495 0,0094 0,0125 0,0379 0,0480 0,0300 0,0283 283 0,43-400
Материалы IX международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва
Окончание таблицы
Элемент № образца Среднее из 7 образцов, % Среднее из 7 образцов, мг/кг Содержание элемента по данным литературы, мг/кг
1 2 3 4 5 6 7
Si 0,1140 0,0992 0,0662 0,1102 0,1599 0,2958 0,2218 0,1524 1 524 1000-14200
P 17,5223 17,7303 18,4498 18,0645 17,0985 17,8866 17,3429 17,7278 177 278 46300-169000
S 0,0156 0,0418 0,0615 0,0379 0,0625 0,0649 0,0464 0,0472 472 500-3180
Cl 0,1120 0,2753 0,2319 0,2284 0,2389 0,3253 0,2662 0,2397 2 397 127-1150
K 0,0627 0,0752 0,0449 0,0646 0,1637 0,1088 0,1714 0,9876 9 876 100-1960
Ca 39,6885 42,4159 40,2893 40,0642 43,7423 41,1708 42,8865 41,4654 414 654 81000-383000
Ti 0,0024 0,0072 0,0021 0,0109 0,0111 0,0103 0,0113 0,0079 79 1-17,2
V <0,0002 <0,0003 <0,0003 0,0002 <0,0003 <0,0002 <0,0002
Cr 0,0018 0,0014 0,0012 0,0031 0,0021 0,0012 0,0026 0,0019 19 0,01-5
Mn 0,0018 0,0018 0,0016 0,0017 0,0017 0,0014 0,0016 0,0017 17 0,3-5,7
Fe 0,0260 0,0372 0,0169 0,0377 0,0886 0,0349 0,0292 0,0386 386 87-132
Co <0,0003 <0,0003 <0,0003 0,0003 <0,0003 <0,0003 <0,0002
Ni <0,0004 <0,0005 0,0005 0,0004 <0,0005 <0,0005 <0,0005
Cu 0,0030 0,0021 0,0019 0,0018 0,0021 0,0016 0,0027 0,0022 22 0,22-12
Zn 0,0131 0,0154 0,0091 0,0208 0,0137 0,0182 0,0159 0,0152 152 70-2878
Sr 0,0268 0,0574 0,0467 0,0341 0,0213 0,0270 0,0215 0,0335 335 1-200
Y 0,0009 <0,0007 <0,0006 0,0009 0,0007 0,0006 0,0007
Zr 0,0008 0,0009 0,0009 0,0009 0,0009 0,0008 0,0008
Ba 0,2006 0,1854 0,1602 0,1521 0,1152 0,1136 0,1229 0,1500 1 500 1-105
Данные, полученные по Б, С1, Т1, Сг, Мп, Бе и некоторым другим элементам, заслуживают внимания, учитывая повторяемость результатов от образца к образцу, и будут использованы нами в числе других для изучения динамики концентрации элементов при размещении зубов в средах, характеризующихся различными значениями рН.
Таким образом, нами сформирована база данных элементного состава здоровых зубов для последующего отбора элементов, динамика содержания которых может оказаться полезной для целей идентификации личности человека.
ЛИТЕРАТУРА
1. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2007. Т. 9. № 4
2. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2006. Т. 8. № 4
3. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2005. Т. 7. № 4
4. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2004. Т. 6. № 4
5. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2003. Т. 5. № 4
6. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2002. Т. 4. № 4
7. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2001. Т. 3. № 4
8. Журнал научных статей. Здоровье и образование в XXI веке. 2000. Т. 2. № 4
9. Электронный научно-образовательный http://e-pubmed.org/isu.html. вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2007. Т. 9. № 12. URL
10. Электронный научно-образовательный http://e-pubmed.org/isu.html. вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2006. Т. 8. № 12. URL
11. Электронный научно-образовательный http://e-pubmed.org/isu.html. вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2005. Т. 7. № 12. URL
12. Электронный научно-образовательный http://e-pubmed.org/isu.html. вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2004. Т. 6. № 12. URL
13. Электронный научно-образовательный http://e-pubmed.org/isu.html. вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2003. Т. 5. № 12. URL
14. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2002. Т. 4. № 12. URL
http ://e-pubmed. org/isu. html.
15. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2001. Т. 3. № 1. URL: http ://e-pubmed. org/isu. html.
16. Электронный научно-образовательный вестник «Здоровье и образование в XXI веке». 2000. Т. 2. № 1. URL: http ://e-pubmed. org/isu. html.
Материалы IX международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва
