Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОТБОРА И ПОДГОТОВКИ ПРОБ ШЕРСТИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ НА ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при отборе и подготовке проб биосубстратов для получения достоверных данных об особенностях метаболизма химических элементов в организме животных.

Покров служит одним из объективных показателей приспособленности животного к условиям среды. Он изменяется в пределах генотипа не только в зависимости от природно-климатической зоны, но и от уровня кормления и содержания. В этой связи неинвазивные методики взятия и оценки химического состава шерсти позволяют разрабатывать индивидуальные программы профилактики и коррекции элементозов.

Шерсть как биосубстрат не требует специального оборудования для хранения и транспортировки, может хранится практически неограниченное время, не теряя своей информационной ценности. При этом следует учесть, что при исследовании шерсти на макро- и микроэлементный состав их концентрация выше, чем в физиологических жидкостях, традиционно используемых для клинических и биохимических анализов, что позволяет существенно расширить набор химических элементов, доступных для аналитического определения.

Между тем при использовании шерсти следует учитывать, что этот субстрат животного как правило сильно загрязнен, это искажает результат исследования и не дает возможности объективной оценки минерального обмена в организме.

В ветеринарии до настоящего времени не существует унифицированной комплексной методики отбора и подготовки проб шерсти животных для исследований на элементный состав. Не определены оптимальные места и размеры участка на теле животного для отбора образцов шерсти.

Известен способ отбора племенных каракульских овец серой окраски, характеризующейся тем, что у ягнят при рождении и 30-дневном возрасте берут образцы шерсти с 1 см² кожи на крестце и холке с последующим определением степени пигментированности волосков методом ЭПР спектрометрии [1]. Однако данный способ не показывает накопления макро- и микроэлементов в шерсти и возможность взятия образцов с холки для определения элементозов скота. Исследования проведены на ягнятах 30-дневного возраста, сильно отличающихся шерстью по структуре (ость, пух, переходный) и длине с шерстью крупного рогатого скота, недостаточной площадью для взятия образцов, так как у крупного рогатого скота масса шерсти, выстриженной с 1 см² поверхности кожи на холке, составляет - 0,08 г, что недостаточно для определения макро- и микроэлементов стандартными методами атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии.

Известен способ диагностики хронических микроэлементозов сельскохозяйственных копытных животных, характеризующийся отбором образцов шерсти путем настрига ее с кисти хвоста [2], основными недостатками которого являются:

- невозможность взятия образца шерсти из-за купирования хвоста или утраты его вследствие механической травмы;

- сильного загрязнения шерсти кисти хвоста, что не позволяет отобрать пригодный для анализа образец;

- неполный состав химических элементов (7 элементов), для которых выполнены исследования.

Наиболее близким техническим решением к заявленному при подготовке пробы шерсти к анализу является способ отмывки в моющих средах [3].

Цель нашего изобретения - разработка способа отбора и пробоподготовки шерсти крупного рогатого скота к исследованию на элементный состав.

Способ осуществляется следующим образом:

1. Отбор образца шерсти по массе не менее 2 г, согласно стандартным требованиям при методах исследования на элементный состав, обеспечивающим достижение необходимой точности [4, 6], осуществляется путем настрига его с верхней части холки животного.

2. При пробоподготовке образец волос погружается в лабораторный стакан объемом 200 мл с электрохимически активированной дезинфицирующей католитной водой с температурой от +40 до +60С° на 2-3 часа.

Техническая подготовка ЭХА воды предусматривает применение активатора типа PTV-A (ИВА-1), производимого в России (сертификат соответствия №РОССLТ.АЯ 46.А14995). Водопроводная вода с исходными характеристиками поступает в активатор и на выходе после установленного времени католитная (щелочная) принимает требуемое значение (3,4).

3. Затем воду сливают, а лабораторный стакан с образцом помещают под проточную воду с большим напором и проводят отмывание волос до исчезновения видимых загрязнений, разбивая их стеклянной палочкой.

4. По истечении указанного времени воду сливают, пробу заливают 40% этиловым спиртом и вновь помещают на 60 минут в ультразвуковую ванну с рабочей частотой 35 кГц.

5. Спирт сливают, пробу заливают бидистилированной водой и снова подвергают очистке в ультразвуковой ванне в течение 60 минут.

6. Пробу высушивают в сушильном шкафу при +40С° и исследуют на макро- и микроэлементный состав.

В связи с тем, что в настоящее время не существует унифицированной методики взятия образцов шерсти для изучения элементного статуса по основным химическим элементам, нами проведены исследования шерсти из различных частей тела животного:

- затылочная часть головы;

- корень хвоста с верхней стороны;

- середина последнего ребра;

- передняя часть грудной области;

- верхняя часть холки (впервые в практике взятия проб);

- кисть хвоста.

Данные места взятия проб оценивались по диапазону варьирования элементов, отклонению от средней по всем элементам, удобству и возможности отбора, загрязненности.

При оценке удобства отбора образцов наиболее доступными являются места у корня хвоста с верхней стороны и верхней части холки, так как при фиксации животного в станках данные места всегда доступны.

Для оценки загрязненности шерсти произведен отбор образцов с участка 5×5 см у 120 голов крупного рогатого скота герефордекой и казахской белоголовой пород. После этого нами определялась степень загрязнения пробы путем вычисления разницы массы шерсти до и после пробоподготовки (табл. 1).

Данные табл. 1 показывают, что наиболее «чистой» является шерсть с верхней части холки и передней части грудной области, самой загрязненной частью является кисть хвоста.

Для определения содержания макро- и микроэлементов в биосубстрате мытую шерсть от физиологически здоровых животных в количестве 120 образцов (различные половозрастные группы и время года) исследовали в лаборатории АНО «Центра биотической медицины» г. Москва (регистрационный номер в государственном реестре - Росс.RU 0001. 513118 от 29 мая 2003; Registration Certificate of ISO 9001: 2000, Number 4017-5.04.06) по 25 химическим элементам. Точность определяемых параметров достигалась путем использования методов атомно-эмиссионной и масс-спектрометрии (АЭС-ИСП и МС-ИСП) на оборудовании Elan 9000 (Perkin Elmer, США) и Optima 2000 V (Perkin Elmer, США), обеспечивающих достижение точности 10⁹-10¹² по 25 химическим элементам (Са, Cu, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, As, Cr, K, Na, P, Zn, I, V, Co, Se, Al, B, Cd, Pb, Hg, Sn, Si, Sr) [5].

Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) является современным методом определения малых (мкг/кг) и сверхмалых (нг/кг и менее) концентраций элементов, а также их изотопного состава в различных объектах. Метод позволяет проводить определение практически всех элементов периодической системы в одной пробе за время около минуты. Он основан на использовании индуктивно-связанной плазмы в качестве источника ионов и масс-спектрометра для их разделения и детектирования [4].

Результаты анализа шерсти на содержание макро- и микроэлементов представлены в табл. 2.

При исследовании учитывалось отклонение содержания изучаемых элементов отдельно взятой пробы шерсти от среднего показателя всех зон его отбора, для выявления места отбора, которое наиболее соответствует общему элементному статусу всего организма животного.

Анализ полученных в исследовании данных показал, что по 22 (K, Са, Mg, Na, Р, Zn, Fe, Cu, Mn, I, Se, Cr, Co, Si, B, Li, V, Al, Sr, Pb, Sn, Hg) из 25 исследованных макро- и микроэлементов, влияющих на биологические процессы обмена веществ, наиболее близкими к средней величине, при недостоверной разнице, характеризовались пробы шерсти с верхней части холки, следовательно, ее можно использовать в качестве маркера для взятия и определения элементного статуса животного (табл. 2, 3).

Таким образом, на основании изучения элементного статуса средних показателей проб шерсти, по удобству и возможности отбора, загрязненности шерсти наиболее приемлемым для анализа является предлагаемое место отбора образца с верхней части холки.

При отборе образцов шерсти в производственных условиях существует проблема с выбором оптимальной площади участка настрига шерсти, с которого гарантированно дает необходимую для исследований навеску образца. Проблема обусловлена еще и тем, что чрезмерно большой по площади участок, выстриженный на холке животного, негативным образом отражается на защитной и терморегуляционной функции, которую выполняет шерстяной покров животного.

С целью определения площади участка для отбора образца нами проведено исследование на крупном рогатом скоте (n=120).

Источники информации

1. Патент на изобретение KZ №23604 Способ отбора племенных каракульских овец серой окраски / Бейбеков Е., Омбаев A.M., Ескара М.А., Алибаев П., Саденов А., Алибаев П., Саденов А., Абуов Г., Бойбеков М.Е.: Опубликовано 15.10.2010 г.

2. Патент на изобретение РФ №2477483 Способ диагностики хронических микроэлементозов сельскохозяйственных копытных животных / С.Ф. Тютиков, В.В. Ермаков: опубликовано 10.03.2013.

3. Патент на изобретение РФ №2451926. Способ подготовки проб волос крупного рогатого скота к исследованию на макро- и микроэлементный состав / Ю.К. Коваленок: опубликовано 27.05.2012 - прототип.

4. МУК 4.1.1483-03 Определение содержания химических элементов в диагностируемых биосубстратах, препаратах и биологически активных добавках методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой.

5. Http://www.fgu-radiovetlab.ru/preimuschestva-metoda-atomno-emissionnoy-spektrometrii-s-induktivno-svyazannoy-plazmoy.html

6. Мирошников С.А. и др. Закономерность формирования элементного состава биосубстратов человека как основа технологии и коррекции элементозов. Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН, №4, 2014. - С. 1-11.