高精度K1013Ωファラデーカップアンプ抵抗器を備えたマルチコレクター誘導結合プラズママス分析測定を介した脳脊髄液および血清微小サンプルの同位体分析

背景：衝突/反応細胞を装備したMC-ICP-MS機器の導入の結果、または「超高」質量解像度で作業する能力を持つMC-ICP-MS機器の導入の結果、地質学的および生物学的コンテキストの両方で、カリウム同位体分析がますます実行されます。アルゴン水素化物（ARH+）イオンによって引き起こされるスペクトル干渉に対処するため。カリウムは中枢神経系で重要な役割を果たし、その同位体分析は対応するプロセスに対する洞察を高めることができますが、脳脊髄液のk同位体分析は、少数のマイクロリットルのみが一般的に入手可能であるために困難です。この作業は、1013Ω抵抗器を装備したファラデーカップアンプを使用して、25 ng ML-1の最終K濃度で血清と脳脊髄液のK同位体シグネチャを決定する方法を開発することを目的としています。 結果：25 ng ML-1の最終K濃度で測定された参照材料で得られた同位体カリウム比率は、対応する参照値と非常に一致しており、Δ41K値の内部および外部精度は0.11‰（2SE、n = 50）でした。それぞれ0.10‰（2SD、n = 6）。マトリックス要素の存在に対する堅牢性と、より高いK濃度で観察されるサンプルと標準の間の濃度の不一致は、低いK濃度で保存されます。最後に、男女両方の健康なマウスの血清と脳脊髄液（サンプル3〜12μlのサンプル）のK同位体分析が行われ、女性の個体からの血清および脳脊髄液の同位体が軽いシグネチャに向かう傾向が明らかになりましたが、血清のみで有意です。 重要性：この作業は、25 ng ML-1の濃度で高精度K同位体分析のための堅牢な方法を提供します。k同位体、39Kと41Kの両方の両方の監視により、ファラデーカップが1013Ω抵抗器を持つアンプに接続されているため、正確なk同位体比の結果が得られ、従来のセットアップで得られたものと比較して内部および外部精度が2倍改善され、1011Ω抵抗器。性別間のCSFと血清のk同位体比の違いは、おそらく細胞の取り込み/放出に伴う分別効果に対する性別またはホルモンの影響を示しています。

BACKGROUND: Potassium isotopic analysis is increasingly performed in both geological and biological contexts as a result of the introduction of MC-ICP-MS instrumentation either equipped with a collision/reaction cell or having the capability of working at "extra-high" mass resolution in order to deal with spectral interference caused by argon hydride (ArH+) ions. Potassium plays an important role in the central nervous system, and its isotopic analysis could provide an enhanced insight into the corresponding processes, but K isotopic analysis of cerebrospinal fluid is challenging due to the small volume, a few microliter only, typically available. This work aimed at developing a method for determining the K isotopic signature of serum and cerebrospinal fluid at a final K concentration of 25 ng mL-1 using Faraday cup amplifiers equipped with a 1013 Ω resistor. RESULTS: Potassium isotope ratios obtained for reference materials measured at a final K concentration of 25 ng mL-1 were in excellent agreement with the corresponding reference values and the internal and external precision for the δ41K value was 0.11 ‰ (2SE, N = 50) and 0.10 ‰ (2SD, N = 6), respectively. The robustness against the presence of matrix elements and the concentration mismatch between sample and standard observed at higher K concentrations is preserved at low K concentration. Finally, K isotopic analysis of serum and cerebrospinal fluid (3-12 μL of sample) of healthy mice of both sexes was performed, revealing a trend towards an isotopically lighter signature for serum and cerebrospinal fluid from female individuals, however being significant for serum only. SIGNIFICANCE: This work provides a robust method for high-precision K isotopic analysis at a concentration of 25 ng mL-1. By monitoring both K isotopes, 39K and 41K, with Faraday cups connected to amplifiers with 1013 Ω resistors, accurate K isotope ratio results are obtained with a two-fold improvement in internal and external precision compared to those obtained with the set-up with traditional 1011 Ω resistors. The difference in the K isotope ratio in CSF and serum between the sexes, is possibly indicating an influence of the sex or hormones on the fractionation effects accompanying cellular uptake/release.