指甲和唾液能告诉我们哪些事情？圣大化学家掌握人类生物材料的研究方法

指甲能告诉我们哪些事情？

根据人体中微量元素和常量元素的鉴定结果，可以得出以下结论：其职业特征和健康状况，其居住环境状况对身体的影响。最常用于此类研究的是血液，但是其他生物材料（例如指甲和唾液）具有许多优势，还可以告诉我们关于人体的许多事情。

譬如，指甲和头发可以固定其生长阶段累积的物质和微量元素的组成及比例。与血液不同的是，它们作为生物鉴定材料更易于运输，并且可在没有特殊条件的情况下长期保存。此外，还可以用非侵入性的方式采集样本，即不会穿透人体。

用于成分研究实验的指甲捐赠者是73名圣彼得堡居民，年龄介于9至68岁之间。他们中的一些人在6到10个月内多次提交样本，以便科学家可以确定其微量元素组成的变化。

“此项工作中使用的主要分析方法——是使用电弧放电的原子发射光谱法。与其他多元素测定方法相比，它成本相对较低。首先，会对样品矿化（将其转化为液态）方案和光谱记录条件进行优化。然后检验其正确性。到最终阶段，我们才会测定各种供体指甲样品的成分，对结果进行统计处理，”此项研究的作者之一，圣大分析化学系讲师，化学科学副博士谢尔盖·萨维诺夫（Сергей Савинов）说。

实验持续了大约两年。在这段时间内，我们成功优化了分析方案，并测定了捐赠者指甲样品中的元素组。

此项研究的作者之一，圣大分析化学系讲师，化学科学副博士谢尔盖·萨维诺夫

在研究过程中，我们成功测定指甲中发现的元素列表：有铝、银、铜、锰、镍、铁、钙、镁、锌、镉、铬和铅。但由于它们在指甲中的浓度很低，而检出限较高，因此并非所有样品都能检出完整元素组。对于几个月持续检测样本的捐赠者，可以确定其指甲中微量元素组成的相对恒定性。

某个捐赠者样本镉含量在短时间内增加，这与其短期内改变居住地点的时间相吻合。如此便可以证明，使用指甲作为过往影响信息源是可行的。

此项研究的作者之一，圣大分析化学系讲师，化学科学副博士谢尔盖·萨维诺夫<\small>

“此外，我们还弄清了捐赠者的性别对指甲中铜含量的影响，以及吸烟会影响铅含量。的确，后者的统计显着性仍然不足，这可能是由于吸烟捐献者的数量少，以及无法测定实验中所有样品的浓度所致，”谢尔盖·萨维诺夫说。

他还补充说，文献中提供的信息表明，吸烟者和非吸烟者的指甲中镍和镉的含量有所不同，城市居民样本中的镉和铅含量比农村地区更高。有趣的是，素食者的指甲中发现了高浓度铜和锌。

科学家还揭示了一些元素含量之间存在某种相关性。例如：呈正相关的有镁和钙，铜和锌，铜和铝，铜和镁，镉和铅。钙和镉呈负相关。正如研究人员所说，这些相关性的重要性只能在未来的研究中得以确定。

“只有进行更大范围的研究，并考虑其他影响因素，同时吸引其他领域的专家参与，才可能确切地给出这些相关性的意义所在。我们的工作旨在研究指甲在生物鉴定材料元素检测中的特征。已经查明上述特征的存在，且必须加以考虑，例如在比较各个研究人员获得的数据时，”谢尔盖·萨维诺夫解释说。

唾液的秘密

许多因素会影响唾液分析的结果：从一个人的昼夜作息规律到不良习惯。但是，对于科学家和医生来说，获取最“干净”的样品很重要。如何实现这一目标，圣彼得堡的化学家们一直在努力寻找答案，且该实验只是大规模研究的一个阶段。这项工作的目的是探明唾液采样条件如何影响其常量元素和微量元素组成的测定结果。

研究成果发表在《分析化学杂志》上（《测定人类指甲中微量元素组成的特征》和《人类唾液采样条件对常量元素和微量元素测定结果的影响》）。

“当前，测定人体中微量元素的‘传统’生物液体是血液。但唾液的优点是显而易见的。首要一点是无创采样。此外，获取样本的过程非常简单，经常性采样也很容易。各类学术文章表明，唾液中多种元素的含量与其在血液中的含量是相关的，唾液中微量元素的浓度与各种疾病之间的联系，以及与居住地环境状况的联系业已确定。然而，由于研究人员对采样过程、存储和随后的样品制备采取不同的方法，其所获得结果的正确性以及结果对比的正确性仍旧存在问题。这就是我们发表的论文的目的所在，” 此项研究的作者之一，圣大分析化学系讲师，化学科学副博士谢尔盖·萨维诺夫解释道。

与指甲样品的实验一样，该项工作唾液分析的主要方法是使用电弧放电的原子发射光谱法。“除了上述优点之外，在分析唾液时还有一项优势，即无需特殊操作即可直接分析所选样品。这样还可以确定样品制备条件对分析结果的影响。”谢尔盖·萨维诺夫强调。

在对每个单独因素的进行研究时，使用的样本都是从不同数量的捐赠者（从四至十人）处获取的。“当然，这个样本还不够大，但是它已经可以揭示某些趋势，”谢尔盖·萨维诺夫说。

例如，为了确定昼夜作息规律对唾液中元素含量的影响，团队在一天中的10点到18点从五个捐赠者处中取得了样本，每次间隔为两个小时。事实证明，为了最小化该因素对分析结果的影响，最好在下午（15点之后）收集样品，因为此时微量元素的组成达到恒定值。事实证明，吸烟不会显着影响唾液分析的结果。但吸烟者的指甲和在唾液中都检出铅、镉和其他金属含量的增加。

这系列研究可能使我们开发出通用方法来挑选、处理和分析非侵入性生物鉴定材料，以便最准确地测定唾液、指甲的微量元素和常量元素组成。“许多因素会影响生物鉴定材料中微量元素的含量。例如：捐赠者的性别、年龄、居住地区、饮食、不良习惯、某些疾病、工作领域。对于各种元素和各种样本，上述特征都以不同方式体现出来。因此，查明这些影响因素是非常重要的，这项工作能使我们正确对比各种捐赠者的分析结果，并找出可能存在的病理，”谢尔盖·萨维诺夫总结道。