Определение концентрации в волосах металла тантала, используемое для диагностики интоксикации им.
Синонимы английские
Метод исследования
Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой.
Единицы измерения
Мкг/г (микрограмм на грамм).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
Подготовки не требуется.
Общая информация об исследовании
Многие неорганические ионы могут быть определены в организме человека. Некоторые из них являются абсолютно необходимыми для нормального метаболизма элементами, как, например, натрий, калий, цинк, селен и йод. Другие (ртуть, кадмий, свинец) не выполняют никаких функций и даже, наоборот, оказывают токсическое воздействие при накоплении в высокой концентрации. Для диагностики острой или хронической интоксикации организма используют анализ на наличие того или иного металла (микроэлемента).
Токсичность неорганических ионов зависит от многих факторов, в том числе возраста, пола, физиологического состояния организма, наличия сопутствующих заболеваний, а также пути поступления в организм и дозы. Основными источниками тяжелых металлов и микроэлементов являются пищевые продукты и вода, вдыхаемый воздух, а также в некоторых случаях лекарственные препараты.
Так вот в чем ОПАСНОСТЬ ТАНТАЛОВОГО конденсатора
Наиболее часто случаи отравления тяжелыми металлами и микроэлементами регистрируются на производстве. Одним из наиболее ярких проявлений токсического воздействия соединений металлов на организм является так называемая металлическая лихорадка. Это гриппоподобное состояние возникает в результате острого воздействия паров оксидов тяжелых металлов на верхние дыхательные пути и наиболее часто наблюдается среди рабочих, занятых на добыче и переработке металлов. Самой частой причиной «металлической лихорадки» является отравление оксидами цинка, магния, кобальта и меди.
Несмотря на то что клиническая картина отравления тяжелыми металлами и микроэлементами несколько отличается в зависимости от природы и химической структуры металла, определить элемент, вызвавший заболевания, на основании только лишь клинических признаков не представляется возможным.
Для диагностики хронического отравления токсическими металлами оптимальной биологической средой является моча. Для диагностики острого отравления тяжелыми металлами предпочтительно использовать кровь. Результаты исследования волос и ногтей менее надежны, чем исследование крови и мочи. Это связано с тем, что придатки кожи способны накапливать металлы из внешней среды, поэтому концентрация металлов в волосах и ногтях не всегда отражает их концентрацию в организме.
При интерпретации результата исследования следует учитывать некоторые особенности метаболизма токсических металлов в организме. Признаки интоксикации могут наблюдаться и при нормальных (референсных) значениях концентрации.
Для чего используется исследование?
- Для диагностики интоксикации пациентов с особенностями профессионального и бытового анамнеза.
Когда назначается исследование?
Так какого цвета ниобий? Ниобий и тантал из конденсаторов к53-1 и к53-4
- При обследовании пациентов, занятых на добыче и переработке тяжелых металлов.
Что означают результаты?
Референсные значения: 0,011 – 0,016 мкг/г.
Причины повышения уровня тантала:
Также рекомендуется
[06-232] Токсические микроэлементы и тяжелые металлы (Hg, Cd, As, Li, Pb, Al)
[06-233] Основные эссенциальные (жизненно необходимые) и токсичные микроэлементы (13 показателей)
[06-234] Комплексный анализ на наличие тяжёлых металлов и микроэлементов (23 показателя)
[06-222] Комплексный анализ крови на ненасыщенные жирные кислоты семейства Омега-3 и Омега-6
[40-422] Комплексная оценка оксидативного стресса (7 параметров)
Кто назначает исследование?
Врач общей практики, профпатолог.
Литература
- Ford et al. Clinical Toxicology/ M. D. Ford, K. A. Delaney, L. J. Ling, T. Erickson; 1 st ed. – W.B. Saunders Company, 2001.
- Klaassen et al. Casarett and Doull’s Essentials of Toxicology/ C. D. Klaassen, J.B. Watkins III. 1 st ed. – MCGraw-Hill, 2004.
- Fauci et al. Harrison’s Principles of Internal Medicine/A. Fauci, D. Kasper, D. Longo, E. Braunwald, S. Hauser, J. L. Jameson, J. Loscalzo; 17 ed. – The McGraw-Hill Companies, 2008.
- Chernecky C. C. Laboratory Tests and Diagnostic Procedures / С.С. Chernecky, В.J. Berger; 5th ed. – Saunder Elsevier, 2008.
Источник: helix.ru
Как определить тантал в домашних условиях
2. В.Ю.Бодряков, А.Н. Башкатов. Теплоемкость тантала в нормальном и сверхпроводящем состояниях // Уральский педагогический университет, Екатеринбург. — 2013. — №9.
3. Хейг Дж.Р., Линч Дж. Ф., рудник А. и др., Огнеупоры для космоса. Справочник, пер.с англ. – М.: Металлургия, 1967. – 266 с.
4. А.Л.Небера, А.В. Лизунов, А.А. Семенов. Танталовые нанокристаллические порошки в применении к задачам медицины. Сборник тезисов Российской научной конференции «МАЯТ-2014» — Звенигород, 2014. – С 91.
5. А.Л. Небера, А.В. Лизунов, А.А.Семенов Танталовые порошки с нанокристаллической структурой: получение, свойства, перспективы использования // Композиты и наноструктуры. — 2015. — №3.
В настоящее время большой интерес вызывает использование наноматериалов в научных исследованиях, а также в различных отраслях производства. Постоянная потребность в создании улучшенных, новых материалов, не применяя при этом вредного для окружающей среды и дорогостоящего химического синтеза, дополнительно усиливают интерес к возможностям наноструктур. Подавляющее большинство улучшений характеристик материалов за последние пять лет, так или иначе, были связаны с использованием наноструктур. С их помощью увеличивается стойкость материалов к механическим, термическим и другим нагрузкам, долговечность, транспортабельность, изменяется показатель воспламеняемости.
Наноматериалы характеризуются несколькими основными чертами, делающих их вне конкуренции по сравнению с другими веществами, находящими практическое использование в деятельности человека.
Первый плюс – суперминиатюризация, позволяющая на единице площади разместить больше функциональных наноустройств. Это особенно ценно для наноэлектроники или для достижения суперплотной магнитной записи информации до 10 Тиррабит на 1 квадратный сантиметр.
Во-вторых, наноматериалы обладают большой площадью поверхности, ускоряющей взаимодействие между ними и средой, в которую они помещены.
В — третьих, наноматериалы уникальны тем, что такое вещество находится в особом, «наноразмерном», состоянии.
Тантал — химический элемент, металл серебристо-белого цвета с металлическим блеском. Обозначаемый символом Ta (Tantalum), является элементом 6 периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 73. Тантал обладает высокой температурой плавления — 3290 K (3017 °C); кипит при 5731 K (5458 °C). Плотность тантала — 16,65 г/см³.
Несмотря на твёрдость, пластичен, как золото. Чистый тантал хорошо поддаётся механической обработке, легко штампуется, раскатывается в проволоку и тончайшие листы толщиной в сотые доли миллиметра. Тантал является отличным геттером (газопоглотителем), при 800 °C он способен поглотить 740 объёмов газа. Обладает парамагнитными свойствами.
Тантал имеет прямую объемноцентрированную кубическую (ОЦК) решетку с базисом (0;0;0) и (1/2;1/2;1/2). Параметр такой решетки а = 3,310 А и обратную гранецентрированную кубическую (ОЦК) (Рис.1).
Рис.1. Структура кристалла тантала.
а) Прямая ОЦК решетка, б) обратная ГЦК решетка.
На рис. 2 представлена поверхность Ферми для тантала. Поверхность Ферми для обратной ГЦК решетки тантала аналогична поверхности Ферми ниобия [1]. Она представляет собой четкое представление о поведении электронов в металлах и позволяет объяснить основные свойства данного металла. Например, форма поверхности Ферми определяет такие свойства металлов, как блеск, ковкость, тепло- и электропроводность.
Рис. 2. Поверхность Ферми тантала
Зона Бриллюэна — отображение ячейки Вигнера-Зейтца в обратном пространстве. В приближении волн Блоха волновая функция для периодического потенциала решётки твёрдого тела полностью описывается её поведением в первой зоне Бриллюэна.
Рис.4. Зона Бриллюэна тантала. (ГЦК решётка).
Сравнительная характеристика Ta в макро- и наноструктурах представлена в таблице 1.
Таблица 1. Изменение свойств Ta в макро- и наноструктуре
Температура плавления, К
Теплоёмкость,
Электросопротивление, 
(400 
Плотность,
При переходе к наноструктурам (тонкая пленка) в материале Ta наблюдается изменение некоторых его характеристик. Так, твердость и электросопротивление наноструктуры увеличились в 13 и 10 раз, соответственно. Также прослеживается незначительное уменьшение теплоемкости [2] и температуры плавления.
Так как размер материала намного больше 1 нм, то мы говорим, что причинами данных изменений являются классические размерные эффекты:
1) Возрастание удельного сопротивления, т.к. происходит уменьшение длины свободного пробега электронов из-за рассеяния на дефектах, примесях, фононах.
2) Наноматериалы имеют более высокие механические характеристики, увеличивается твердость металлов в нанодиапозоне.
3) Наночастицы обладают развитыми границами раздела и высокой кривизной свободных поверхностей. Адсорбционные процессы на таких поверхностях могут оказать сильное влияние на многие физические свойства таких объектов.
В то же время, плотность материала остается постоянной. Это обуславливается тем, что при переходе к наноструктуре кристаллическая решетка не изменяется.
В Таблице 2 показаны некоторые механические свойства при внедрении углерода в материал.
Таблица 2. Изменение свойств TaC в нано- и макроструктуре
Температура плавления, К
Наноструктура корбида тантала имеет прочность в 33 раза превышающую прочность макроструктуры. Так же при переходе к наноразмерам значительно увеличилась температура плавления.
Механическим путем измельчают металлы, керамику, полимеры, оксиды, хрупкие материалы. Разновидностью механического измельчения является механосинтез, или механическое легирование, когда в процессе измельчения происходит взаимодействие измельчаемых материалов с получением измельченного материала нового состава.
Другой распространенный механический метод получения порошков наночастиц германия – диспергирование расплавов потоком жидкости или газа. Это высокопроизводительный процесс, который легко осуществить по непрерывной схеме и автоматизировать, он экономичен и экологичен. В настоящее время наиболее распространен центробежный метод получения металлических порошков. Расплав металла распыляется при помощи диска, вращающегося со скоростью более 20000 об/мин.
Тантал — ценный металл, который по химическим свойствам немного слабее, чем благородные металлы. Он не растворяется даже в стойких средах, например, в царской водке. Также он устойчив к кислотам и коррозии, поэтому его применяют в металлических конструкциях.
Сфера применения Ta разнообразна. Его применяют для изготовления тонкостенных изделий и изделий сложных форм, в качестве конструкционного материала для химической промышленности, а также как основу для производства кислот (H2SO4, HCl, HNO3, уксусной и фосфорной).
Нанокристаллические порошки тантала требуются для изготовления современных высокоемких электролитических конденсаторов. Кроме того порошки тантала используют в космической отрасли для получения бериллидов тантала, ниобия и циркония – перспективных конструкционных материалов с повышенной прочностью при высоких температурах [3], в медицине для термотерапии опухолей в форме нанокластеров тантала, а также для других перспективных исследований [4].
Тантал имеет высокую биологическую совместимость, поэтому нашел свое применение в медицине. Его используют для изготовления пластин, которыми перекрывают пролом черепной коробки человека, а также для сшивания нервных волокон, изготовления глазного протеза.
Элемент нашел свое применение и в металлургии. Его используют в качестве легирования стали. При этом карбид тантала является отличной защитой для стальных форм в процессе литья. Также его применяют для сохранения острых режущих кромок [5].
Незаменимым металл является и для жаропрочных сплавов, которые использует ракетная и космическая промышленность. Сплав из вольфрама и тантала обеспечивает огромную температурную выдержку до 2500 °C. Его применяют для изготовления запчастей сложных систем газового контроля и выхлопных труб, а также форсунок.
Источник: eduherald.ru
Характеристики тантала
Обнаружение тантала датируется 1802 годом. Впервые миру он был представлен ученым А. Г. Экебергом. Он обнаружил в Финляндии и Швеции два минерала. Именно в их составе было это вещество. Однако отдельно выделить его в то время не получилось.
Именно из-за столь высокой сложности его добычи в чистом виде его и назвали в честь одного из героев мифов Древней Греции. Сегодня этот элемент нашел свое широкое применение во многих отраслях промышленности.
Свойства тантала
Тантал относится к разряду металлов. Он обладает серебристо-белым оттенком. Он чем-то по своему внешнему виду напоминает свинец, потому что на нем имеется прочная оксидная пленка.