Determination of paraquat in raw and formalin-fixed tissues by Electron Spin Resonance (ESR) spectroscopy

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Abstract
ESR method was applied to determine paraquat levels in fresh and formalin-fixed tissues. Paraquat was converted to paraquat radical by adding sodium dithionite to tissue homogenates and detected by ESR. Paraquat levels of more than 0.2 μg/ml homogenate could be quantified with 0.1 ml of the homogenate. The use of manganese ions for standardization of paraquat signal enabled much more accurate ESR measurements because this ion was quite stable and its signal did not overlap that of paraquat. Even with tissues fixed in formalin, tissues paraquat levels were measurable after removing formalin from the tissue extract. This fact was verified by studying two cases; the tissues were kept in formalin for 1.5 years in case 1 and for 6.5 years in case 2. In both cases, the paraquat contents in tissues were 0.02–0.08 μg/g. In this way ESR is one of the most suitable methods in determining low levels of paraquat in tissues even after they were preserved in formalin for a long time. Das Elektronen-Spin-Resonanz-Verfahren (ESR) wurde zur Bestimmung von Paraquatkonzentrationen in frischen und formalinfixierten Geweben herangezogen. Die Bildung des Paraquat-Radikals aus Paraquat erfolgt mit Hilfe eines Zusatzes von Natriumdithionit. Mit dem beschriebenen ESR-Verfahren können Paraquatkonzentrationen von über 0.2 μg/ml beim Einsatz von 0.1 ml Homogenisat bestimmt werden. Durch die Verwendung von Manganionen als Eichsubstanzen bei der ESR-Messung konnte eine bessere Standardisierung erzielt werden. Dieses Ion ist hinsichtlich der Signale recht stabil und interferiert nicht mit dem Paraquat-Signalen. Selbst im Falle formalinfixierter Gewebeschnitte gelang die quantitative Bestimmung des Paraquat, wenn zuvor das Formalin entfernt wurde. Die Methode wurde auf zwei Fälle angewandt: Bei Fall 1 betrug die Formalinverweildauer 1,5 Jahre, bei Fall 2 6,5 Jahre. In beiden Fällen lagen die Paraquatkonzentrationen in den Geweben zwischen 0,02 und 0,08 μg/g. Es konnte gezeigt werden, daß die ESR-Methode außerordentlich geeignet ist, um selbst in formalinfixierten Geweben nach langer Expositionszeit auch niedrige Paraquatkonzentrationen zu bestimmen.