xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
xxiii Ïανελληνιο ÏÏ Î½ÎµÎ´Ïιο ÏÏ ÏÎ¹ÎºÎ·Ï ÏÏεÏÎµÎ±Ï ÎºÎ±ÏαÏÏαÏÎ·Ï & εÏιÏÏÎ·Î¼Î·Ï ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Μελέτη ανθρώπινων ονύχων µε τη φασµατοσκοπία φθορισµού ακτίνων Χ µε<br />
ακτινοβολία Synchrotron<br />
Α. Μαυροµάτη 1 , Μ. Κατσικίνη 1,* , Φ. Πινακίδου 1 , Ε. Κ. Παλούρα 1 , ∆. Ιωαννίδης 2 και A. Erko 3<br />
Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης<br />
1<br />
Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Τµήµα Φυσικής, 54125 Θεσσαλονίκη.<br />
2<br />
Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Ιατρική Σχολή, 54125 Θεσσαλονίκη.<br />
3 BESSY mbH, Albert Einstein 15, 12489, Berlin, Germany<br />
*katsiki@auth.gr<br />
Τα ανθρώπινα νύχια, όπως και οι τρίχες, είναι τροποποιηµένος τύπος της επιδερµίδας και αποτελούνται από συµπαγή<br />
στρώµατα νεκρών κυττάρων επιθηλίου που σχηµατίζονται απο την α-κερατίνη. Τα κύρια τµήµατα του νυχιού είναι το<br />
υπόστρωµα, η µήτρα, και η πλάκα. Η µήτρα συνίσταται από κερατινοκύτταρα, τα οποία ωριµάζουν και κερατινοποιούνται<br />
στην πλάκα. Επιπλέον, µικρή ποσότητα κερατίνης παράγεται και στο υπόστρωµα. Οι κερατίνες είναι µία οικογένεια<br />
ινοειδών, αδιάλυτων, δοµικών πρωτεïνών, οι οποίες είναι πλούσιες σε κυστεΐνη και µεθιονίνη, τα µόνα αµινοξέα που<br />
περιέχουν S.<br />
Τα νύχια µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την ανίχνευση ουσιωδών, για τον ανθρώπινο οργανισµό, ανόργανων<br />
στοιχείων, τα οποία µε βάση την περιεκτικότητά τους διακρίνονται σε µείζονα (π.χ. Mg, Ca) και ιχνοστοιχεία (π.χ. Cu, Zn).<br />
Αποτελούν σύνθετα υλικά, τα οποία συνιστώνται απο την οργανική ελαφριά µήτρα µέσα στην οποία εµπεριέχονται<br />
ανόργανα στοιχεία. Ως υλικά βιοψίας παρουσιάζουν πολλά πλεονεκτήµατα, το βασικότερο απο τα οποία είναι το γεγονός ότι<br />
φανερώνουν το ιστορικό έκθεσης σε κάποιο στοιχείο, τοξικό ή µή, λόγω της βραδείας ανάπτυξής τους. Επιπλέον, η<br />
δειγµατοληψία επιτυγχάνεται ανώδυνα και ο χρόνος αποθήκευσής τους είναι απεριόριστος. Παρά το γεγονός ότι<br />
παρουσιάζουν σηµαντικά πλεονεκτήµατα, τα νύχια είναι απο τα σκληρά προσαρτήµατα του δέρµατος, τα οποία δεν έχουν<br />
µελετηθεί εκτενώς [1]. Επί του παρόντος εφαρµόζεται η φασµατοσκοπία ατοµικής απορρόφησης [2] για τη χηµική ανάλυση<br />
νυχιών. Επιπλέον, έχει προσδιοριστεί η σύσταση των ιχνοστοιχείων σε δείγµατα τρίχας µε τη φασµατοσκοπία φθορισµού<br />
ακτίνων-Χ (XRF) όπου η ενεργός µάζα του δείγµατος εκτιµήθηκε από την ένταση της σκεδαζόµενης ακτινοβολίας [3]. Για<br />
την ποσοτική ανάλυση δειγµάτων µε τη βοήθεια των φασµάτων XRF, µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως εσωτερική αναφορά η<br />
ένταση της σκεδαζόµενης ακτινοβολίας προκειµένου να αποφευχθεί η χρήση δειγµάτων αναφοράς. Με αυτόν τον τρόπο, τα<br />
φάσµατα διορθώνονται για φαινόµενα διαφορετικής µάζας και σχήµατος των δειγµάτων, καθώς και για τυχόν αστάθειες της<br />
δέσµης. Αυτή η διαδικασία απαιτεί τη γνώση της ενεργού διατοµής σκέδασης του νυχιού. Οι ενεργοί διατοµές σκέδασης των<br />
διαφόρων στοιχείων είναι συναρτήσεις της ενέργειας διέγερσης και του ατοµικού αριθµού. [4] Σε υλικά µε σύνθετη δοµή και<br />
σύσταση, όπως είναι τα βιολογικά υλικά, µπορεί να υπολογιστεί ο ενεργός ατοµικός αριθµός (Z eff ) ο οποίος ορίζεται ως ο<br />
ατοµικός αριθµός ενός υποθετικού στοιχείου, το οποίο σκεδάζει και απορροφά µε τον ίδιο τρόπο µε τον οποίο σκεδάζουν και<br />
απορροφούν κατά µέσο όρο όλα τα στοιχεία του δείγµατος. Η σκεδαζόµενη ακτινοβολία έχει χρησιµοποιηθεί και για την<br />
εκτίµηση των φαινοµένων απορρόφησης στην ελαφριά µήτρα των βιολογικών δειγµάτων [5,6,7]. Στην ανάλυση<br />
περιβαλλοντικών, γεωλογικών και βιολογικών δειγµάτων, στα οποία τα φαινόµενα απορρόφησης οφείλονται κυρίως στην<br />
παρουσία στοιχείων µικρού ατοµικού αριθµού, µπορεί να εφαρµοστεί η µέθοδος της διαπερατότητας ακτίνων-Χ<br />
προκειµένου να υπολογιστεί ο µαζικός συντελεστής απορρόφησης<br />
της ακτινοβολούµενης µάζας και µέσω αυτού ο ενεργός ατοµικός<br />
αριθµός τους. Επιβεβαίωση του υπολογισµού του Z eff επιτυγχάνεται<br />
και από το λόγο εντάσεων των κορυφών ελαστικής και ανελαστικής<br />
σκέδασης.<br />
Στην παρούσα µελέτη γίνεται προσπάθεια συσχέτισης της<br />
έλλειψης ή της περίσσειας διαφόρων ουσιωδών στοιχείων µε<br />
ασθένειες του νυχιού όπως η µυκητίαση και η ψωρίαση, µε<br />
εφαρµογή της τεχνικής XRF µε ακτινοβολία Synchrotron. Για το<br />
σκοπό αυτό, µελετήθηκαν δείγµατα νυχιών θετικά στην µυκητίαση<br />
και στην ψωρίαση καθώς και υγιή δείγµατα, τα οποία ελήφθησαν ως<br />
δείγµατα αναφοράς. Η ακτινοβολία Synchrotron, λόγω των<br />
ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της προσφέρει πολύ σηµαντικά<br />
πλεονεκτήµατα στην εφαρµογή της XRF. Λόγω της υψηλής χωρικής<br />
διακριτικής ικανότητας της δέσµης µε τη χρήση κατάλληλων<br />
διατάξεων εστίασης που ελαττώνουν τη διάµετρο στα 5µm, (capillary<br />
optics) παρέχεται και η δυνατότητα χαρτογράφησης των δειγµάτων.<br />
Τα πειράµατα πραγµατοποιήθηκαν στην εγκατάσταση<br />
ακτινοβολίας Synchrotron BESSY στο Βερολίνο στη γραµµή<br />
ακτινοβολίας KMC II, που παρέχει φωτόνια ακτίνων Χ στην περιοχή<br />
ενεργειών 5-15 keV. Ο µονοχρωµατισµός της ακτινοβολίας<br />
διπολικού µαγνήτη έγινε µε τη χρήση µονοχρωµάτορα διπλού<br />
κρυστάλλου. Η ενέργεια διέγερσης επελέγη ίση µε 10.5keV και για<br />
την καταγραφή των φασµάτων XRF χρησιµοποιήθηκε ανιχνευτής<br />
ενεργειακής διασποράς. Για την καταγραφή της έντασης της<br />
προσπίπτουσας και της διερχόµενης δέσµης, χρησιµοποιήθηκαν<br />
θάλαµοι ιονισµού. Η γεωµετρία της διάταξης ήταν η τυπική για την<br />
ελαχιστοποίηση του υποβάθρου, δηλαδή 45° µεταξύ προσπίπτουσας<br />
I/I sc<br />
16<br />
15<br />
Σκεδαζόµενη<br />
14<br />
Zn<br />
S Ca<br />
13<br />
2553_FUN Cl K Fe Cu<br />
12<br />
2637_FUN<br />
11<br />
M1_HEAL<br />
10<br />
K2_HEAL<br />
9<br />
K1_HEAL<br />
8<br />
3904_HEAL<br />
7<br />
3859_HEAL<br />
6<br />
2555_FUN<br />
5<br />
2543_FUN<br />
4<br />
2608_PSO<br />
3<br />
2630_FUN<br />
2<br />
2605_HEAL<br />
1<br />
F1_HEAL<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />
Ενέργεια (keV)<br />
Σχήµα 1: Τα φάσµατα φθορισµού των υπό µελέτη<br />
δειγµάτων σε ενέργεια διέγερσης 10.5keV. Οι<br />
καταλήξεις FUN, HEAL, PSO δηλώνουν τα<br />
δείγµατα µυκητίασης, υγιή και ψωρίασης.<br />
218
Change language