Kemometre til at bestemme miljø- og menneskelig eksponering ved blandinger af forurenende stoffer (EXPOSO-METER)

Bestemmelse af prøvestørrelse

Forskningsprojektet EXPOSO-METER sigter ikke mod et stort kohortestudie men et proof-of-concept pilotstudie, der skal danne grundlag for det fremtidige arbejde. Derfor blev der fulgt to tilgange til at bestemme stikprøvestørrelsen:

1. Baseret på en litteraturgennemgang af lignende undersøgelser blev der identificeret et tæt matchende eksempel fra et højtstående tidsskrift. Det arbejdede med i alt 16 personer fra to tyske byer (forskellige væv, i alt 88 prøver). Arbejdet i EXPOSO-METER vil langt overstige dette antal undersøgelsesdeltagere. Desuden forventes tre globale regioner at vise eksplicitte store forskelle på grund af forskellige livsstils- og eksponeringsforhold i USA, Europa og Sydkorea.
2. Cochrans formel [n= (Z^2 p(1-p))/e^2] blev anvendt til beregning af stikprøvestørrelse: med et 90 procents konfidensniveau (Z=1,645), maksimal variabilitet (50 procent, dvs. p=0,5) og +/-10 procent præcision (e=0,1), giver det en minimumsprøvestørrelse på 68 deltagere.

Som et kombineret resultat er den mindste stikprøvestørrelse derfor 50 undersøgelsesdeltagere pr. region, hvor 100 undersøgelsesdeltagere er ideelle pr. region.

Samling af prøver

Følgende fordeling af studiedeltagere er målrettet: 25 kvindelige og 25 mandlige deltagere på 30-40 år og 5 kvindelige og 5 mandlige deltagere i hver af disse aldersgrupper: 20-30, 40-50, 50-60, 60-70 , 70-80 år. Følgende prøver opsamles: (1) 2-20 g udskåret subkutant lipid fra den nedre del af maven, anbragt i et hætteglas af glas mærket med et unikt prøveidentifikationsnummer (ID) og opbevaret ved -20 °C; (2) 5 mL blod ved hjælp af et rør fyldt med kompleksdanneren ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) og mærket med ID og opbevaret ved -20 °C. Desuden bliver undersøgelsens deltagere bedt om at udfylde deltagernes spørgeskema for at blive mærket med ID. Når prøvesættet er færdigt, sendes det til UFZ-laboratorierne.

Prøvebehandling ved UFZ

Lipidvæv: Prøver vil blive optøet, homogeniseret og dets lipidindhold bestemt. (a) Passiv ligevægtsprøvetagning: Til prøven tilsættes silikone-tyndfilmsprøvetagere, som er silikoneplader af medicinsk kvalitet af passende størrelse og tykkelse, forrenset med Soxhlet-ekstraktion med ethylacetat. Efter ca. 48 timer (kræves for ligevægt) fjernes silikonen, dens overflade renses grundigt, og kemikalierne fra silikonen ekstraheres med ethylacetat. (b) Total ekstraktion: En delprøve af lipidvævet vil blive ekstraheret direkte med forskellige blandinger af opløsningsmidler. Opløsningsmidlet fra begge tilgange fordampes, prøverne renses via en række kolonner, og kemikalierne analyseres ved gas/væskekromatografi (GC/LC) koblet til højopløsningsmassespektrometri (HRMS) eller tandemmassespektrometri (MS/ FRK). I alt vil 150 + 400 kemikalier blive screenet for at bruge de to teknikker. Til kvalitetssikring/kvalitetskontrol anvendes stabile isotopmærkede interne standardforbindelser. Resultaterne vil blive sat i sammenhæng på tværs af regioner, og data fra spørgeskemaerne vil blive brugt til at understøtte datafortolkning.

Blod: Blodprøverne vil blive underkastet en ekstraktionsprocedure, der i øjeblikket er under udvikling, svarende til fremgangsmåderne beskrevet ovenfor. Ekstrakterne renses, koncentreres og analyseres med GC/LC-HRMS (eller MS/MS), som beskrevet ovenfor.

Mulige udvidelser

Som en første mulighed for at udvide dette arbejde yderligere, sigter efterforskerne efter at udforske ikke-målrettet screening af de brede blandinger af kemikalier, der er kvantificeret i en målrettet tilstand ved UFZ. Sandsynligvis er der mange flere kemikalier, men uidentificerede, som ville være interessante at studere, enten på UFZ, via EXPOSO-METER samarbejdet eller via andre relaterede projekter. For øvrige projekter søges skriftligt samtykke inden arbejdet påbegyndes.

Som en anden mulighed ville efterforskerne være interesserede i at tilføje den kemiske profilering beskrevet ovenfor ved at udforske anvendelsen af ​​bioanalytiske værktøjer (bioassays) til at karakterisere blandingseffekterne fremkaldt af den komplekse række af kemikalier, der er til stede i de menneskelige prøver. Dette kunne enten ske på UFZ, via EXPOSO-METER samarbejdet eller via andre fremtidige projekter. For øvrige projekter søges skriftligt samtykke inden arbejdet påbegyndes.