X-ray影像-XRF 牙科医学中运用Evident Vanta (XRF)荧光元素分析仪说明
人体组织含有多种矿物质和微量必需元素,它们可作为大生化分子的催化或结构成分。对于微量必需元素的定量、分布和化学状态的分析如:口腔黏膜接触并暴露于各种修复材料、金属牙材产生的侵蚀离子或碎片等,这些异物有时会导致各种病变;因此,组织中异物的分析对于确定诊断很重要。
此外,各种金属和无机材料也用于牙科和医疗材料和设备。在牙科和医学领域,样品通常需要在潮湿和/或耐热性低的环境进行元素分析。因此,需要一种快速、无损的元素分析方法。Evident 手持式X射线荧光分析(XRF)可提供有关样品的有用元素信息,而不会造成样本损坏或需要额外的样本准备。
使用各种方法对生物、医学和环境样本中的元素进行定性和定量分析,并在表1中列出。
▲图一 各种元素分析方法名称
原子吸收光谱(AAS) 和电感耦合等离子体原子发射光谱(或质谱)(ICP-AES、MS)是最常用的微量元素分析方法。这些方法具有高灵敏度(ppm–ppb);然而,他们需要耗费时间进行样品前处理。为使得时间成本能够受到良好的控管,元素分析应以「非破坏性方式」进行。
使用X射线荧光光谱(XRF)的微量分析常用于分析元素信息(元素组成和分布信息)。特征X射线可用于透过电子或X射线照射进行元素分析。而每个元素都有独特的电子能阶,可透过专业XRF设备进行分析。
▲图二 特征X射线的运作原理
牙齿修复相关的材质如钛合金、不锈钢或是以高比强度、高耐蚀性著称的「钛-6铝-4钒」,常因金属过敏而一直引起人们的关注。坊间对于金属过敏的基本治疗方法是去除含有过敏原的金属配件或牙齿修复。然而,医疗用金属配件的元素分析并不像普通配件的分析那么容易,且因单价往往较高。因此,需要使用X射线荧光光谱(XRF)来分析而不将其破坏。
▲图三 便携式XRF元素分析仪显示接口与Evident Vanta测试平台
Evident Vanta系列具备专业的合金分析模式(Alloy),除了内建600多种国际牌号外,更可分辨合金内含的元素与其组成成分,如牙科医师使用的Silicone points(如下图),是由钛(Ti)、钒(V)等元素所组成,但不包含牙科合金中的主要元素。因此,可以透过科迈斯科技实验室所备置的多元化金属标准样品,进行XRF对抛光金属修复体的元素分析。
▲图四 可替换手机研磨耗材分析结果 & 图五 常见钛合金标准品能谱分析结果
在常见牙科合金的分析范例中,如图五的钛合金标准品,显示了这些合金的所有主要成分都可以成功检测到。在具备实际样品的操作上,仅需利用Silicone points获取足够量的样本碎片以进行 XRF 分析的微量采后将样品放入 XRF 室,总时间花费几秒钟便能完成。
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