第四章 芳香烴及其代謝產(chǎn)物的測4-5節(jié)定

1、第四章 芳香烴及其代謝產(chǎn)物的測定,河北北方學(xué)院 亢延飛,第四節(jié) 苯乙烯,苯乙烯（styrene），別名乙烯基苯，俗稱蘇合香烯，是無色至淡黃色折射率很高的油狀液體。具有芳香氣味。 難溶于水，與乙醇、乙醚混溶。 遇熱、明火、氧化劑易燃。 苯乙烯體內(nèi)代謝產(chǎn)物有苯羥乙酸和苯乙醛酸（phenylglyoxalic acid，PGA）,二 代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),苯乙烯是制造聚苯乙烯塑料的單體，與丁二烯可制成丁苯橡膠，與二乙烯苯制備離子交換樹脂，也作為造漆、制藥、塑料等的原料或中間體以及溶劑。 蒸汽主要經(jīng)呼吸道吸入，液體苯乙烯可經(jīng)皮膚和消化道吸收。 苯乙烯刺激作用比苯強。,中毒主要表現(xiàn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制癥狀，

2、并以眼，喉的刺激癥狀最為突出。 同時可出現(xiàn)頭疼、頭暈、疲乏、惡心、嘔吐等癥狀； 慢性中毒對血液和肝臟有輕度損害作用，同時出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥狀。,代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),圖 4-7 苯乙烯在大鼠體內(nèi)的代謝途徑,尿中苯乙醇酸，苯乙醛酸為體內(nèi)苯乙烯主要代謝產(chǎn)物，可作為生物監(jiān)測指標(biāo)；職業(yè)接觸苯乙烯后，呼出氣或肺泡中及血中苯乙烯的量甚少，但可以作為確認(rèn)實驗。但是要注意取樣時間。,三 樣品采集及保持,1 呼出氣 用玻璃采集管采集呼出去，由于樣品中苯乙烯濃度低，除防止污染外，還要避免玻璃器皿對苯乙烯的吸附。然后熱解吸，氣相色譜分析。 2 尿樣 取班后或班前尿80-100 mL，保存，待測定分析。

3、,四 呼出氣中苯乙烯的測定,氣相色譜測定 注意事項： 1 注意苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)氣的測定 2 解析效率偏和低，注意校正。,五 尿中苯乙醇酸和苯乙醛酸的測定,尿中苯乙醇酸（MA）及苯乙醛酸（PGA）的測定方法主要有氣相色譜法和高效液相色譜法。氣相測定時需要前處理，因不能直接測定PGA，需要將PGA轉(zhuǎn)化為MA，并酯化，而液相可以直接測定。,第五節(jié) 苯并a芘,苯并a芘（benzoapyrene, BaP）是有機物和含碳燃料 熱解過程的產(chǎn)物。常溫下為淺黃色針狀結(jié)晶。 它是一種由5個苯環(huán)構(gòu)成的多環(huán)芳烴，性質(zhì)穩(wěn)定。 易溶于有機溶劑中。 常溫下不與濃硫酸作用，但能溶于濃硫酸，能與硝酸、氯磺酸起化學(xué)反應(yīng)，可利用這一性

4、質(zhì)來消除苯并a芘。 在堿性條件下穩(wěn)定,苯并a芘致癌性強，常被人們作為人體研究多 環(huán)芳烴類化合物（PAHs）的代表，1-羥基芘是 芘的一個主要代謝產(chǎn)物。 苯并a芘主要來源于石油，煤，天然氣，木材等不完全燃燒，以及瀝青和汽車尾氣。爐灶和卷煙的煙霧。,二 代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),苯并a芘常以細(xì)微晶狀態(tài)被吸附于煙塵顆粒上，可以通過對水和土壤的污染而進(jìn)入食物鏈。 苯并a芘是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的200多種多環(huán)芳烴中最主要的也是毒性最大的環(huán)境和食品污染物。 可通過吸入、食入、經(jīng)皮膚吸收等途徑進(jìn)入人體內(nèi)，是多環(huán)芳烴中毒性最大的一種強烈致癌物，對眼睛、皮膚有刺激作用；是致畸原及誘變劑，長期生活在含BaP的

5、空氣環(huán)境中，可造成慢性中毒，是導(dǎo)致肺癌的最重要的因素之一。,代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),苯并a芘分子內(nèi)基本上沒有極性基團和解離基團，因此較容易 穿透細(xì)胞的脂蛋白膜。進(jìn)入體內(nèi)的BaP在微粒體混合功能氧化酶系的芳烴羥化酶作用下，代謝活化為多環(huán)芳烴環(huán)氧化物，與DNA、RNA和蛋白質(zhì)大分子結(jié)合而呈現(xiàn)致癌作用，成為終致癌物。 有的進(jìn)一步代謝，形成帶有羥基的化合物，最后可與葡萄糖醛酸、硫酸或谷胱甘肽結(jié)合從尿中排出。 1-羥基芘是芘的最要代謝產(chǎn)物，可以作為生物監(jiān)測指標(biāo)。,代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),三 樣品采集及保存,一般采集接觸者班后尿樣，用玻璃瓶采樣，當(dāng)日進(jìn)行前處理和分析，不然，冰箱保存，待測定。,四 尿中1-羥基芘的

6、測定,尿中1-羥基芘的測定，目前常用高效液相色譜法和同步熒光測定法。 同步熒光測定法： 1 原理 尿樣經(jīng)含-葡萄糖苷酯酶的乙酸緩沖溶液水解，正己烷萃取，NaOH溶液反萃取，水相萃取液進(jìn)行同步熒光光譜掃描，ex315 nm， em405 nm起始掃描，峰值在440nm，外標(biāo)法定量。,尿中1-羥基芘的測定,2 樣品處理和測定 每20 mL尿樣，加10 mL乙酸緩沖液，此緩沖液中含有2000單位的-葡萄糖苷酯酶，37 oC保溫1h后，用鹽酸調(diào)節(jié)pH=2-3。經(jīng)酶水解后的尿樣，加入正己烷萃取，再用NaOH水溶液反萃取。最后用同步熒光光譜測定。,尿中1-羥基芘的測定,3 注意事項 （1）用正己烷，環(huán)己烷

7、和二氯甲烷有機溶劑萃取尿樣，以正己烷的效果最好，后二者的回收結(jié)果不理想，二氯甲烷分層不好。 （2）在0.3ng/mL濃度以下的尿樣有不明原因的干擾。,第四章內(nèi)容結(jié)束-謝謝大家,第五章 芳香族硝基和氨基化合物及代謝產(chǎn)物的測定 芳香族硝基和氨基化合物（aromatic amino-and nitro-compounds）是由苯或其同系物苯環(huán)上不同位置的氫原子被一個或幾個硝基或氨基取代后所生成的化合物。,芳香族硝基氨基化合物主要引起血液及肝、腎等損害，但機制不同。 1 苯胺使血紅蛋白形成高鐵血紅蛋白，此外還有苯肼，亞硝酸鹽等。 2 大多數(shù)則是代謝后產(chǎn)生了苯基羥氨和苯醌亞胺具有很強的形成高鐵血紅蛋白的

8、能力。 苯基羥胺還可以使谷胱甘肽減少，使細(xì)胞膜失去保護，發(fā)生破裂，產(chǎn)生溶血作用。此外還可以使株蛋白變性。,硝基苯，硝基苯胺，二硝基苯，三硝基苯（TNT）等所致職業(yè)性肝臟損害比較常見，肝臟病理主要表現(xiàn)為肝實質(zhì)改變，脂肪變性，肝硬化，肝萎縮。 三硝基甲苯還對眼晶體有損害作用。 苯的氨基和硝基化合物的生物監(jiān)測指標(biāo)主要是血中高鐵血紅蛋白及尿或血中各種代謝產(chǎn)物。,第一節(jié) 苯 胺,一 理化特性 苯胺（aniline）為無色油狀液體，易揮發(fā)，具有特殊氣味，久置顏色可變?yōu)樽厣Ｎ⑷苡谒?，易溶于苯、乙醇、乙醚和四氯化碳等有機溶劑。 苯胺體內(nèi)代謝產(chǎn)物為對氨基苯酚，為無色、白色或淡黃色結(jié)晶，易溶于熱水，難溶于三氯甲

9、烷和苯。溶液在空氣中逐漸變成紫色。可升華，遇無機酸成鹽。,二 代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),苯胺主要由人工合成，自然界中少量存在于煤焦油中。苯胺廣泛用于印染，燃料制造，橡膠硫化劑及促進(jìn)劑，照相顯影劑，塑料，離子交換樹脂，香水，制藥等生產(chǎn)過程。 經(jīng)呼吸道，皮膚和消化道進(jìn)入體內(nèi)。皮膚吸收是中毒的主要原因。 苯胺進(jìn)入體內(nèi)被氧化成毒性更大的苯基羥胺，再轉(zhuǎn)化為對氨酚，與硫酸和葡萄糖醛酸結(jié)合，經(jīng)尿排出。,代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),苯胺中毒,重度中毒 高鐵血紅蛋白50% 中度中毒 高鐵血紅蛋白30-50% 輕度中毒 高鐵血紅蛋白10-30%,苯胺接觸者血液中高鐵血紅蛋白和尿中對氨基酚 的含量明顯升高，所以，血樣和尿樣常用作

10、接觸苯胺的生物監(jiān)測指標(biāo)。,三 樣品采集和保存,苯胺在體內(nèi)代謝速度快，需在班末或班后2h內(nèi)采樣，用玻璃瓶收集，常溫下帶回實驗室于4 oC冰箱中保存。在采樣前應(yīng)了解受檢者是否服用藥物（如磺胺，撲熱息痛等），并做好記錄。,四 尿中對氨基苯酚的測定,測定方法：分光光度法、高效液相色譜法和薄層層析法。 分光光度法：靛酚藍(lán)光度法，鹽酸萘乙二胺光度法及4-二甲氨基苯甲醛光度法。 分光光度法干擾嚴(yán)重，或者操作繁瑣，目前液相是最理想的方法。,尿中對氨基苯酚的測定,（一）鹽酸萘乙二胺光度法 1 原理 尿樣加鹽酸水解后，于中性溶液中用二乙萃取對氨基酚。再反萃取至鹽酸溶液中，經(jīng) 重氮化后，用鹽酸萘乙二胺顯色，于波長5

11、82 nm處比色定量。,尿中對氨基苯酚的測定,2 樣品處理和測定 尿樣2 mL 置于比色管中，加0.5 mL鹽酸后，于沸水浴中加熱水解1h，放冷，用0.1mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)至中性，然后加2 mL磷酸鹽緩沖液，轉(zhuǎn)移至分液漏斗，加20 mL二乙，萃取。用鹽酸溶液反萃取，然后將水相移入10 mL比色管中，加入0.4 mL亞硝酸鈉溶液，搖勻，靜置10 min，加0.4 mL氨基磺酸銨溶液，充分搖勻。放置10 min，加3 mL鹽酸萘乙二胺溶液，加水至刻度，混勻于60 oC水浴保溫1h，取出防冷至室溫，于波長582 nm下以尿空白管為參比，測量吸光度值。,尿中對氨基苯酚的測定,3 注意事項 （1）

12、采樣前要了解受檢查者是否服藥，并記錄。 （2）對氨基酚的氨基重氮化后與鹽酸萘乙二胺顯色的深度與酸度有關(guān)，酸度應(yīng)控制在0.05 mol/L為宜。 （3）顯色慢且不穩(wěn)定，因此要注意保溫反應(yīng)時間并在30 min內(nèi)測定。,尿中對氨基苯酚的測定,（二）高效液相色譜法 1 原理 尿樣加鹽酸加熱水解后，在酸性條件下用二乙提取，除去部分干擾物，然后在中性條件下用二乙提取尿樣中對氨基酚，用高效液相色譜法測定。保留時間定性，峰高、峰面積定性。,尿中對氨基苯酚的測定,2 樣品處理和測定 取2 mL尿樣于25 mL試管中，加1 mL水和1 mL鹽酸，搖勻、加蓋放在沸水浴中加熱1 h，冷卻至室溫，加水補足體積4 mL，

13、二乙萃掉干擾物，水相中加入4 g磷酸氫二鉀，二乙萃取，取10 L萃取物上清液進(jìn)HPLC。,尿中對氨基苯酚的測定,注意事項： 1 采樣后盡早加酸，低溫保存。 2 尿中對氨基酚部分以結(jié)合太存在，因此需加酸水解。 3 注意二次萃取的使用，為了除去干擾物。 4 用緩沖溶液條件pH值，方便，簡單。,第二節(jié) 硝基苯,一 理化特性 硝基苯（nitrobenzene）為無色或淡黃色具苦杏仁味的油狀液體。見光顏色變深。微溶于水，易溶于乙醇、苯、乙醚及其他有機溶劑。 硝基苯的體內(nèi)代謝產(chǎn)物為對硝基酚（p-nitrophenol, PNP）為白色或黃色片狀晶體，有強還原性，易被氧化，遇光和暴露在空氣中可變?yōu)榛液稚?。?/p>

14、溶于水，易溶于乙醇，乙醚和堿液。 溶于苛性堿和堿金屬的碳酸鹽溶液后呈黃色。對硝基酚還是一種酸堿指示劑，其水溶液顏色隨pH改變而改變。,二 代謝和生物檢測指標(biāo),硝基苯主要經(jīng)呼吸道，皮膚，消化道吸收。 反復(fù)接觸可引起肝、腎損傷及貧血，飲酒可增強其毒作用。 在體內(nèi)大部分轉(zhuǎn)化為對氨基苯酚和間位或?qū)ξ幌趸樱?對硝基、氨基苯酚可與體內(nèi)葡萄糖醛酸和硫酸結(jié)合經(jīng)尿排出，少量以原形，二氧化碳和微量苯胺形式由肺緩慢排出。,代謝和生物檢測指標(biāo),硝基苯中毒主要產(chǎn)生高鐵血紅蛋白癥，臨床表現(xiàn)為一系列神經(jīng)系統(tǒng)的癥狀，有時出現(xiàn)溶血性貧血和中毒性肝損害。 對硝基酚和對氨基酚常作為生物監(jiān)測指標(biāo)。,三 樣品采集和保存,1 尿樣 用

15、聚乙烯塑料瓶收集接觸者班后尿，如果用鄰甲酚分光光度法檢測對硝基酚，則100 mL加3 d甲醛，保存。如用高效液相色譜測定，則100 mL加3-4 d鹽酸，保存。 2 臟器 取胃、腦、肝、肺等臟器作為樣品，一般取分析量的3倍，在干燥，潔凈的容器內(nèi)剪碎或搗碎，用10%的酒石酸酸化，加熱煮沸。,樣品采集和保存,各種揮發(fā)性毒物的餾出順序為氫氰酸，醛類，酮類，苯胺，硝基苯，因硝基苯餾出時間較晚，所以開始用15%氫氧化鈉溶液吸收一些酸，醛類，棄去，然后用50%乙醇收集10-30mL餾液，并盡快檢測。,四 尿中對硝基酚的測定,（一）鄰甲酚分光光度法 1 原理 尿樣經(jīng)水解后，結(jié)合的對硝基酚轉(zhuǎn)化為游離形式，用有

16、機溶劑萃取對硝基酚，再用強氧化銨溶液反萃取，用三氯化鈦還原對硝基酚，生成的對氨基酚與鄰甲基酚作用，形成靛酚藍(lán)，于620 nm波長處比色定量。,尿中對硝基酚的測定,2 樣品處理和測定 尿樣加水，鹽酸酸化，沸水浴加熱1h，冷卻，加入異戊醇（溶劑為石油醚和乙醚）溶液，萃取。有機相加氫氧化銨溶液，振蕩，取水相，加鄰甲酚溶液，再加三氯化鈦，振蕩，至黃色沉淀變?yōu)榈S色沉淀。過濾，在620 nm波長下比色定量。,尿中對硝基酚的測定,注意事項： 1 沉淀變?yōu)榈S色，再測定。 2 在堿性條件下，30 min就可顯色完全，顏色在120 min內(nèi)保持穩(wěn)定。 （二）高效液相色譜法 略,第三節(jié) 三硝基甲苯,一 理化性質(zhì)

17、 三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）難溶于水，微溶于汽油，石油醚和乙醇，易溶于丙酮，苯，乙酸甲酯，甲苯，四氯化碳，乙醚等，受熱易爆炸。,二 代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),TNT可經(jīng)皮膚、呼吸道及消化道進(jìn)入人體。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要經(jīng)皮膚和呼吸道吸收。 TNT有較強的親脂性，很容易從皮膚吸收。進(jìn)入體內(nèi)，在肝微粒體和線粒體的參與下通過氧化，還原，結(jié)合等途徑進(jìn)行代謝。具體過程如下：,代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),1 甲基氧化為羥基，進(jìn)一步氧化為羧基及苯環(huán)被氧化為酚類。 2 硝基被還原為氨基。經(jīng)尿排出。 3 結(jié)合反應(yīng)為TNT的代謝產(chǎn)物。其中4-氨基-2，6-硝基甲苯可作為職業(yè)接觸的生物指標(biāo)。 此外，原形TNT是另一個檢測指標(biāo)。,代謝和生物監(jiān)測指標(biāo),TNT可在體內(nèi)接受來自還原型輔酶II的一個電子，轉(zhuǎn)化為TNT硝基陰離子自由基，產(chǎn)生大量活性氧，使體內(nèi)還原性物質(zhì)如谷胱甘肽、還原型輔酶II明顯降低。 進(jìn)一步影響蛋白巰基