第四章芳香烴及其代謝產(chǎn)物的測定1-3節(jié)

第四章芳香烴及其代謝產(chǎn)物的測定河北北方學(xué)院

亢延飛分子結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)的烴類統(tǒng)稱為芳香烴；大多數(shù)芳烴為芳香氣味液體，部分為固體，幾乎不溶于水，而易溶于非極性有機(jī)溶劑；液態(tài)芳烴有刺激性，高濃度蒸氣主要對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有麻痹作用；苯的毒性最強(qiáng)；芳香烴化工原料為主要污染來源。第一節(jié)苯第二節(jié)甲苯和二甲苯第三節(jié)乙苯第四節(jié)苯乙烯第五節(jié)苯并[a]芘第一節(jié)苯一理化特征苯（benzene），是煤焦油分餾或經(jīng)石油裂解的產(chǎn)物，在常溫下為帶特殊香味的無色透明液體。極易揮發(fā)，微溶于水，與有機(jī)溶劑互溶。遇熱，明火易燃燒，爆炸。能與氧化劑，如五氟化溴，氯氣，三氧化鉻，高氯酸發(fā)生激烈反應(yīng)，不能與乙硼烷共存。又名苯酚，石炭酸，羥基苯，是苯進(jìn)入人體后的主要代謝產(chǎn)物，隨尿排出。白色，半透明的針狀結(jié)晶，具有特殊氣味，有毒及腐蝕性。能溶于極性有機(jī)溶劑，以及水。暴露在空氣中和光照下易變紅，堿能促進(jìn)這種情況的發(fā)生。遇熱，明火，氧化劑，靜電可燃。酚（phenol）二代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)苯的應(yīng)用領(lǐng)域:苯在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用,可以作為溶劑；化學(xué)制品和制藥中間體；用于洗滌劑，殺蟲劑和油漆清除劑的制備。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)入人體途徑：呼吸道，皮膚。分布：含類脂質(zhì)較多的組織和器官中。濃度高：大腦，腎上腺與血液含量高，中等濃度：骨髓，脂肪和腦組織中含量高。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)苯，致癌物，急性中毒主要抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)；慢性中毒，抑制造血機(jī)能及神經(jīng)系統(tǒng)，貧血，白血病；高濃度苯對粘膜，皮膚有刺激性，引起肺水腫。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)代謝途徑：呼吸道，肝臟，肝微粒體上的細(xì)胞色素P450代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)上述任何一種酚類代謝物都可以與硫酸鹽或葡萄糖醛酸結(jié)合隨尿排出。除此之外，尿中還含有兩種開環(huán)的苯代謝物：反-粘糠酸和6-羥基-t,t-2,4-己二烯酸；巰基尿酸如苯巰基尿酸，2，5-二羥基苯硫基尿酸；DNA加合物。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)酚為苯的主要代謝產(chǎn)物，因此，尿中酚可作為檢測苯接觸的指標(biāo)。呼出氣中苯的含量，是苯接觸的另一個檢測指標(biāo)。呼出氣苯作為苯測定的確認(rèn)實(shí)驗(yàn)。三樣品采集及保存呼出氣和尿樣常用作接觸苯的生物監(jiān)測指標(biāo)。1呼出氣終末呼出氣苯為其接觸的特異性指標(biāo)。常用吸附劑Tenax-GC（

2,6-二苯基對氧化次苯顆粒狀多孔聚合物），活性炭等。采集接觸苯后次日班前的終末呼出氣。樣品采集及保存采集步驟：受試者正常呼吸1min后，將采氣管兩端打開，向一端管口吹氣，完畢，關(guān)閉兩端活塞，室溫保存，運(yùn)輸，6h穩(wěn)定。樣品采集及保存2尿樣正常人取晨尿，苯接觸者，取班末尿?yàn)橐?，用聚乙烯塑料瓶收集，盡快測定比重，保存在4oC冰箱即可。四呼出氣中苯的分析氣相色譜分析1原理將收集到的呼出氣用清潔空氣吹入活性炭管內(nèi)，苯吸附在活性炭上，最后在280oC熱解析，載氣將釋放出的苯帶入FFAP(freefattyacidphase，改性的聚乙二醇)柱中，氫火焰離子化檢測器檢測，保留時間定性，峰面積定量。呼出氣中苯的分析2樣品處理

將已采樣玻璃采氣管置于37oC恒溫箱中，放置2h，取出，盡快與活性炭鏈接，用清潔空氣將呼出氣吹過活性炭管，使苯吸附在活性炭上，供測定。呼出氣中苯的分析3儀器操作條件4注意事項(xiàng)（1）采樣在無污染的室內(nèi)進(jìn)行。（2）保證回收率。（3）注意乙醇的干擾，考慮飲酒情況。五尿中苯酚的測定方法：分光光度法，氣相、液相色譜法分光光度法有偶氮染料法，二氯醌氯亞胺法和4-氨基安替比林法。偶氮法：尿樣經(jīng)酸解，蒸餾分離苯酚后，取餾出液在堿性條件下與重氮化對硝基苯胺反應(yīng)，生成棕紅色偶氮化合物，在525nm波長下測定。該法特異性差。二氯醌氯亞胺法：取尿樣蒸出液，在pH=9.4條件下與二氯醌氯亞胺乙醇溶液反應(yīng)，于630nm波長下測定。該法特異性較偶氮染料法好，對甲酚不干擾測定，顯色物穩(wěn)定，但對pH的要求較嚴(yán)格，線性范圍窄，尿酚超過30mg/L時，需要稀釋后測定。4-氨基安替比林法與二氯醌氯亞胺法相同，但線性范圍寬，濃度上限可達(dá)150mg/L，操作和試劑均較簡單。尿中苯酚的測定尿中苯酚的測定氣相色譜法：靈敏度高，特異性好，可解決尿中苯酚與共存的對甲酚分離的問題。聚乙二醇柱能分離苯酚和對甲苯酚，但不能分離鄰、間甲酚。液晶柱則可以將苯酚與甲酚的三種異構(gòu)體分離。液相色譜法：甲醇與磷酸鹽緩沖液為流動相的反相高效液相色譜法測定，其苯酚與尿中共存物分離良好，操作簡單，準(zhǔn)確靈敏。尿中苯酚的測定（一）氣相色譜法1原理尿樣經(jīng)加熱酸解，乙醚萃取，經(jīng)柱色譜分離，氫火焰離子化檢測器檢測，保留時間定性，峰高，峰面積定量。2樣品處理取5mL尿樣，加入1mL鹽酸，90oC水浴恒溫1h后，取出冷卻至室溫，加水稀釋10mL。加3mL無水乙醚，萃取。尿中苯酚的測定3儀器操作條件4注意事項(xiàng)（1）注意乙醚對結(jié)果的影響。（2）內(nèi)標(biāo)法定量更準(zhǔn)確。（3）對甲酚是人尿中的正常成分，可與苯酚共存。液晶柱具有良好的分離效果。尿中苯酚的測定（二）4-氨基安替比林分光光度法1原理尿樣在酸性條件下水解，游離酚隨水蒸氣蒸出，堿性條件下，于氧化劑鐵氰化鉀存在下，與4-氨基安替比林反應(yīng)，生成紅色化合物，比色定量。2樣品處理3注意事項(xiàng)第二節(jié)甲苯和二甲苯一理化特性甲苯（toluene）和二甲苯（xylene）均為無色透明、具有芳香氣味的易揮發(fā)性液體。二甲苯有鄰、間、對三種異構(gòu)體，理化性質(zhì)相似。甲苯主要由煤焦油分餾或經(jīng)石油裂解而成。二甲苯一般從煤焦油輕油部分分餾或催化重整輕汽油分餾而得。均難溶于水，易溶于乙醇，乙醚，丙酮，乙醚，丙酮，苯，汽油等有機(jī)溶劑。理化特性甲苯體內(nèi)代謝產(chǎn)物馬尿酸（hippuricacid），化學(xué)名苯甲酰氨基乙酸（benzoylaminoaceticacid）無色結(jié)晶，微溶于水，乙醚和三氯甲烷，易溶于熱水，熱醇和堿液。二甲苯體內(nèi)代謝產(chǎn)物甲基馬尿酸（methylhippuricacid），化學(xué)名甲基苯甲酰氨基乙酸，化學(xué)性質(zhì)與馬尿酸相似。理化特性理化特性二代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)甲苯和二甲苯常用于制造燃料，塑料，人造香精和合成纖維等。香煙煙霧中甲苯含量也比較高，甲苯和二甲苯常溫常壓下以蒸汽形式存在，主要經(jīng)呼吸道，消化道，皮膚吸收。甲苯主要分布在脂肪組織、肝臟、腎、腦和血清中。二甲苯主要分布在脂肪組織、腎上腺、骨髓、腦、血液和肝臟組織中。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)1甲苯原形是甲苯生物監(jiān)測的特異性指標(biāo)；2馬尿酸可以作為甲苯的生物監(jiān)測指標(biāo)，但是個體差異大，

影響因素多，是非特異性的。3靜脈血中甲苯是特異性的，但代謝快，缺乏靈敏檢測方

法，但是隨著儀器的發(fā)展，已經(jīng)作為甲苯特異性檢測。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)甲基馬尿酸是特異性二甲苯生物監(jiān)測指標(biāo)；終末呼出氣中甲苯是另一個檢測指標(biāo)；三樣品采集及保存1呼出氣終末呼出氣中甲苯和二甲苯均為特異性生物監(jiān)測指標(biāo)?？蛇x擇班前班后采樣，用采氣三通收集呼出氣，樣品在4h內(nèi)分析，若用吸附管采樣可存放24h。2尿樣馬尿酸半減期短，采樣要嚴(yán)格控制時間。一般采班后尿樣，用塑料袋或玻璃瓶采集100mL，盡快測定比重后加入防腐劑保存。樣品采集及保存如采用光度法測定，按100+1的體積比加三氯甲烷，充分混合，保存。如采用液相測定，按0.1%的比例加入濃鹽酸，混勻后保存。采樣時應(yīng)注意飲酒，服藥及可影響馬尿酸含量的其他毒物的接觸情況。尿中甲基馬尿酸可采班末或結(jié)束工作前4h尿樣，儲存待測定。四呼出氣中的甲苯和二甲苯的測定氣相色譜法或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法，可同時測定苯，甲苯和二甲苯（一）氣相色譜可同時測定呼出氣中苯，甲苯，乙苯和二甲苯。靜脈血中甲苯進(jìn)行測定，可采用頂空分離-氣相色譜法測定。（二）氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法五尿中馬尿酸和甲基馬尿酸的測定尿中馬尿酸的測定方法：分光光度法，氣相色譜法和高效液相色譜法。馬尿酸和甲基馬尿酸可在衍生成酯后用氣相色譜進(jìn)行測定。該法可將馬尿酸，甲基馬尿酸與尿中其他干擾成分分離，但操作繁瑣?，F(xiàn)在常用液相色譜分離分析。尿中馬尿酸和甲基馬尿酸的測定分光光度法：（一）吡啶-苯磺酰氯光度法測定尿中馬尿酸特點(diǎn)：需樣量少，尿樣不需要處理，操作簡單，適宜大批樣品分析。1原理尿中馬尿酸在吡啶或者喹啉存在下，與苯磺酰氯反應(yīng)生成黃色化合物，在乙醇溶液中于470nm波長下比色定量。尿中馬尿酸和甲基馬尿酸的測定2樣品處理和測定取適量尿樣，視馬尿酸含量用水稀釋1-5倍，取一定量于比色管內(nèi)，然后加入0.6mL喹啉和0.2mL苯磺酰氯，混勻。在30oC條件下避光顯色30min。再加入3.7mL乙醇，繼續(xù)顯色30min。顯色完畢，在波長470nm測量吸光度值，標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。尿中馬尿酸和甲基馬尿酸的測定3注意事項(xiàng)（1）尿樣顏色較淺，又經(jīng)多倍稀釋，可不做空白；（2）試劑加入順序不能顛倒；（3）喹啉與苯磺酰氯的比例對馬尿酸的顯色有顯著影響。因此要嚴(yán)格控制比例；（4）本法干擾較多，水楊酸，阿司匹林等藥物都有影響，因此要注意其影響。（5）甲基馬尿酸對馬尿酸測定有正干擾。尿中馬尿酸和甲基馬尿酸的測定（6）甲基馬尿酸可用對二氨基苯甲醛比色法測定原理：在酸性條件下，尿液中的甲基馬尿酸經(jīng)乙酸乙酯萃取濃縮，薄層層析分離，噴對二氨基苯甲醛，將顯色斑點(diǎn)刮下，用乙醇洗脫，離心后，取上清液在460nm波長下比色定量。（二）高效液相色譜測定法第三節(jié)乙苯一理化特性乙苯（ethylbenzene）為無色透明、具有甜味和汽油芳香氣味的易揮發(fā)性液體；低水溶性，易溶于乙醇，乙醚，丙酮苯和汽油等有機(jī)溶劑；汽車尾氣排放中含有一定量的乙苯乙苯主要被代謝為扁桃酸（mandelicacid，MA），為白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。見光易變色，有腐蝕性，微溶于苯和冷水，易溶于乙醇，乙醚，丙酮中。二代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)乙苯屬于低毒類有機(jī)化合物，對眼睛和皮膚有刺激作用，隨后引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)。乙苯可通過呼吸道和皮膚進(jìn)入體內(nèi)；主要分布于脂肪組織及全身各臟器組織；急性中毒動物的尸檢可見肺、腦和內(nèi)臟器官充血和水腫，有時可見腎小管上皮壞死和肝退行性變。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)乙苯進(jìn)入人體內(nèi)，有一部分以原形由呼出氣排出體外，另一部分經(jīng)人體代謝后主要以扁桃酸存在于尿液中，所以，呼出氣中乙苯和尿液中扁桃酸常用作接觸乙苯的生物監(jiān)測指標(biāo)。代謝和生物監(jiān)測指標(biāo)三樣品采集及保存呼出氣中乙苯和尿液中扁桃酸常用作接觸乙苯的生物監(jiān)測指標(biāo)（一）呼出氣1呼出氣樣品的采集可參照呼出氣中甲苯、二甲苯的采集方法；但須注意吸煙者呼出氣中乙苯的含量偏高。2按照圖4-6采樣：樣品采集及保存將注射器中的氣體注入活性炭吸附管或Tenax吸附管中，蓋上密封帽，樣品在4h內(nèi)分析。（3）用活性炭吸附采樣法裝管，熱解，吹氮?dú)?，處理活性炭；保證活性炭不松動，采集后，熱解，氣相分析；（4）Tedlar管吸附法熱解析-氣相色譜分析；二硫化碳洗脫-液相分析樣品采集及保存（二）尿樣一般采班后尿樣，用塑料袋采樣，立即測定?；蛘哂名}酸、乙酸酸化至pH=3，如在24h內(nèi)不能測定，可保存一個月；采樣時要注意飲酒、吸煙、服藥及可影響扁桃酸含量的其他毒物的接觸情況。四呼出氣中乙苯的測定呼出氣中乙苯的測定常用氣相色譜法或氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法測定氣相色譜法采樣時，將活性炭管與100mL注射器相連，以0.1L/min的速度抽取1L呼出氣。采集完畢，蓋好蓋子，同時做兩支空管帶回實(shí)驗(yàn)室一同分析。熱解析，氣相分析。五尿中扁桃酸的測定尿中扁桃酸的測定方法主要有高效液相色譜法和氣相色譜法，后法需要對扁