Pierwiastki śladowe odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu organizmu człowieka. Są one zarówno naturalnymi składnikami żywych komórek jak i czynnikami docierającymi do organizmu z zewnątrz, np. w postaci leków lub zanieczyszczeń. Przeprowadzane badania wskazują na obecność anomalii koncentracji niektórych pierwiastków śladowych (głównie Fe, Cu, Zn) w tkance centralnego układu nerwowego (CUN) w przypadku schorzeń neurologicznych takich jak choroba Parkinsona, choroba Alzcheimera, nowotwory mózgu i in. Pomimo intensywnych badań w zakresie tej tematyki rola jaką odgrywają pierwiastki śladowe w procesach patologicznych układu nerwowego człowieka nadal nie jest całkowicie poznana.

Rentgenowska analiza fluorescencyjna z dyspersją energii (EDXRF) została wykorzystana do oznaczania składu pierwiastkowego tkanki mózgu i płynów ustrojowych człowieka. W badaniach zastosowano metodę rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej (XRF) próbek o masie kilkuset mg, metodę rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej z zastosowaniem mikrowiązki promieniowania rentgenowskiego (MXRF) oraz metodę opartą na zjawisku całkowitego zewnętrznego odbicia promieniowania X (TXRF) [1]. Jako źródło promieniowania wzbudzającego wykorzystano lampę rentgenowską z anodą molibdenową. Pomiary wykonywane były w powietrzu.

Metodę XRF wykorzystano do badań próbek tkanki mózgu pobranych w czasie autopsji z obszarów istoty białej i szarej. Tkankę po liofilizacji i homogenizacji sprasowano w pastylki o masie ok. 300 mg. Promieniowanie wzbudzające o energii 17.4 keV stosowane w analizie uzyskano poprzez użycie wtórnej tarczy molibdenowej. W badanych próbkach stwierdzono obecność pierwiastków takich jak: K, Ca, Fe, Cu, Zn, Se, Br, Rb, Sr. Analizę ilościową przeprowadzono przy wykorzystaniu metody współczynników fundamentalnych [2] po uprzedniej aproksymacji średniej liczby atomowej „ciemnej” matrycy tkanki stosunkiem natężeń promieniowania rozpraszanego koherentnie i niekoherentnie na próbkach tarczy.

Istotnym z punktu widzenia późniejszych zastosowań klinicznych jest zbadanie nie tylko uśrednionej koncentracji pierwiastków w stosunkowo dużych obszarach anatomicznych CUN ale również poznanie rozkładu tych pierwiastków na poziomie komórkowym. Wstępne badania przeprowadzono metodą MXRF. Zmierzono rozkład pierwiastków w skrawkach tkanki mózgu o grubości kilku mm. Do formowania mikrowiązki promieniowania wzbudzającego z lampy rentgenowskiej stosowano kapilarę szklaną o średnicy 250 μm [3]. Wykonane pomiary pozwoliły na zbadanie rozkładu P, S, Cl, K, Ca, Fe w skrawkach mózgu. Wyznaczono korelacje pomiędzy zawartościami tych pierwiastków w analizowanych obszarach. Stwierdzono ponadto, że natężeń promieniowania rozproszonego niekoherentnie jest dobrym wskaźnikiem masy powierzchniowej próbki. Umożliwia to rozróżnianie obszarów anatomicznych tkanki jak również ocenę jakości preparatyki próbek.. Planowane są dalsze badania z zastosowaniem promieniowania synchrotronowego.

Jako uzupełnienie analiz składu pierwiastkowego tkanki CUN istotne jest również sprawdzenie obecności anomalii pierwiastkowych w płynach ustrojowych. W tym celu opracowano procedury analityczne umożliwiające analizę jakościową i ilościową płynu mózgowo-rdzeniowego, surowicy oraz krwi metodą TXRF [4]. Zastosowano dwie metody preparatyki próbek. W pierwszej z nich płyn po uprzednim dodaniu wzorca wewnętrznego nakrapiano bezpośrednio na szkiełko pomiarowe, co umożliwiło detekcję pierwiastków o dużych koncentracjach jak również pierwiastków lotnych. W drugiej metodzie płyn poddawano mineralizacji na mokro w kwasie azotowym. Umożliwiło to poprawę granic wykrywalności a tym samym dało możliwość detekcji pierwiastków ultra-śladowych. Zastosowane procedury umożliwiły oznaczenie zawartości następujących pierwiastków: S, Cl, K, Ca, Ti, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Br, Rb oraz Sr.