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第四章芳香烃及其代谢产物的测定河北北方学院亢延飞第四节苯乙烯苯乙烯（styrene），别名乙烯基苯，俗称苏合香烯，是无色至淡黄色折射率很高的油状液体。具有芳香气味。难溶于水，与乙醇、乙醚混溶。遇热、明火、氧化剂易燃。苯乙烯体内代谢产物有苯羟乙酸和苯乙醛酸（phenylglyoxalicacid，PGA）二代谢和生物监测指标苯乙烯是制造聚苯乙烯塑料的单体，与丁二烯可制成丁苯橡胶，与二乙烯苯制备离子交换树脂，也作为造漆、制药、塑料等的原料或中间体以及溶剂。蒸汽主要经呼吸道吸入，液体苯乙烯可经皮肤和消化道吸收。苯乙烯刺激作用比苯强。中毒主要表现为中枢神经系统抑制症状，并以眼，喉的刺激症状最为突出。同时可出现头疼、头晕、疲乏、恶心、呕吐等症状；慢性中毒对血液和肝脏有轻度损害作用，同时出现神经衰弱症状。代谢和生物监测指标代谢和生物监测指标图4-7苯乙烯在大鼠体内的代谢途径尿中苯乙醇酸，苯乙醛酸为体内苯乙烯主要代谢产物，可作为生物监测指标；职业接触苯乙烯后，呼出气或肺泡中及血中苯乙烯的量甚少，但可以作为确认实验。但是要注意取样时间。三样品采集及保持1呼出气用玻璃采集管采集呼出去，由于样品中苯乙烯浓度低，除防止污染外，还要避免玻璃器皿对苯乙烯的吸附。然后热解吸，气相色谱分析。2尿样取班后或班前尿80-100mL，保存，待测定分析。四呼出气中苯乙烯的测定气相色谱测定注意事项：1注意苯乙烯标准气的测定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测定尿中苯乙醇酸（MA）及苯乙醛酸（PGA）的测定方法主要有气相色谱法和高效液相色谱法。气相测定时需要前处理，因不能直接测定PGA，需要将PGA转化为MA，并酯化，而液相可以直接测定。第五节苯并[a]芘苯并[a]芘（benzoapyrene,BaP）是有机物和含碳燃料热解过程的产物。常温下为浅黄色针状结晶。它是一种由5个苯环构成的多环芳烃，性质稳定。易溶于有机溶剂中。常温下不与浓硫酸作用，但能溶于浓硫酸，能与硝酸、氯磺酸起化学反应，可利用这一性质来消除苯并[a]芘。在碱性条件下稳定苯并[a]芘致癌性强，常被人们作为人体研究多环芳烃类化合物（PAHs）的代表，1-羟基芘是芘的一个主要代谢产物。苯并[a]芘主要来源于石油，煤，天然气，木材等不完全燃烧，以及沥青和汽车尾气。炉灶和卷烟的烟雾。二代谢和生物监测指标代谢和生物监测指标苯并[a]芘常以细微晶状态被吸附于烟尘颗粒上，可以通过对水和土壤的污染而进入食物链。苯并[a]芘是已经发现的200多种多环芳烃中最主要的也是毒性最大的环境和食品污染物。可通过吸入、食入、经皮肤吸收等途径进入人体内，是多环芳烃中毒性最大的一种强烈致癌物，对眼睛、皮肤有刺激作用；是致畸原及诱变剂，长期生活在含BaP的空气环境中，可造成慢性中毒，是导致肺癌的最重要的因素之一。代谢和生物监测指标苯并[a]芘分子内基本上没有极性基团和解离基团，因此较容易穿透细胞的脂蛋白膜。进入体内的BaP在微粒体混合功能氧化酶系的芳烃羟化酶作用下，代谢活化为多环芳烃环氧化物，与DNA、RNA和蛋白质大分子结合而呈现致癌作用，成为终致癌物。有的进一步代谢，形成带有羟基的化合物，最后可与葡萄糖醛酸、硫酸或谷胱甘肽结合从尿中排出。1-羟基芘是芘的最要代谢产物，可以作为生物监测指标。代谢和生物监测指标三样品采集及保存一般采集接触者班后尿样，用玻璃瓶采样，当日进行前处理和分析，不然，冰箱保存，待测定。四尿中1-羟基芘的测定尿中1-羟基芘的测定，目前常用高效液相色谱法和同步荧光测定法。同步荧光测定法：1原理尿样经含β-葡萄糖苷酯酶的乙酸缓冲溶液水解，正己烷萃取，NaOH溶液反萃取，水相萃取液进行同步荧光光谱扫描，λex315nm，λem405nm起始扫描，峰值在440nm，外标法定量。尿中1-羟基芘的测定2样品处理和测定每20mL尿样，加10mL乙酸缓冲液，此缓冲液中含有2000单位的β-葡萄糖苷酯酶，37oC保温1h后，用盐酸调节pH=2-3。经酶水解后的尿样，加入正己烷萃取，再用NaOH水溶液反萃取。最后用同步荧光光谱测定。尿中1-羟基芘的测定3注意事项（1）用正己烷，环己烷和二氯甲烷有机溶剂萃取尿样，以正己烷的效果最好，后二者的回收结果不理想，二氯甲烷分层不好。（2）在0.3ng/mL浓度以下的尿样有不明原因的干扰。第五章芳香族硝基和氨基化合物及代谢产物的测定芳香族硝基和氨基化合物（aromaticamino-andnitro-compounds）是由苯或其同系物苯环上不同位置的氢原子被一个或几个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、肾等损害，但机制不同。1苯胺使血红蛋白形成高铁血红蛋白，此外还有苯肼，亚硝酸盐等。2大多数则是代谢后产生了苯基羟氨和苯醌亚胺具有很强的形成高铁血红蛋白的能力。苯基羟胺还可以使谷胱甘肽减少，使细胞膜失去保护，发生破裂，产生溶血作用。此外还可以使株蛋白变性。硝基苯，硝基苯胺，二硝基苯，三硝基苯（TNT）等所致职业性肝脏损害比较常见，肝脏病理主要表现为肝实质改变，脂肪变性，肝硬化，肝萎缩。三硝基甲苯还对眼晶体有损害作用。苯的氨基和硝基化合物的生物监测指标主要是血中高铁血红蛋白及尿或血中各种代谢产物。第一节苯胺一理化特性苯胺（aniline）为无色油状液体，易挥发，具有特殊气味，久置颜色可变为棕色。微溶于水，易溶于苯、乙醇、乙醚和四氯化碳等有机溶剂。苯胺体内代谢产物为对氨基苯酚，为无色、白色或淡黄色结晶，易溶于热水，难溶于三氯甲烷和苯。溶液在空气中逐渐变成紫色。可升华，遇无机酸成盐。二代谢和生物监测指标苯胺主要由人工合成，自然界中少量存在于煤焦油中。苯胺广泛用于印染，燃料制造，橡胶硫化剂及促进剂，照相显影剂，塑料，离子交换树脂，香水，制药等生产过程。经呼吸道，皮肤和消化道进入体内。皮肤吸收是中毒的主要原因。苯胺进入体内被氧化成毒性更大的苯基羟胺，再转化为对氨酚，与硫酸和葡萄糖醛酸结合，经尿排出。代谢和生物监测指标苯胺中毒重度中毒高铁血红蛋白50%中度中毒高铁血红蛋白30-50%轻度中毒高铁血红蛋白10-30%苯胺接触者血液中高铁血红蛋白和尿中对氨基酚的含量明显升高，所以，血样和尿样常用作接触苯胺的生物监测指标。三样品采集和保存苯胺在体内代谢速度快，需在班末或班后2h内采样，用玻璃瓶收集，常温下带回实验室于4oC冰箱中保存。在采样前应了解受检者是否服用药物（如磺胺，扑热息痛等），并做好记录。四尿中对氨基苯酚的测定测定方法：分光光度法、高效液相色谱法和薄层层析法。分光光度法：靛酚蓝光度法，盐酸萘乙二胺光度法及4-二甲氨基苯甲醛光度法。分光光度法干扰严重，或者操作繁琐，目前液相是最理想的方法。尿中对氨基苯酚的测定（一）盐酸萘乙二胺光度法1原理尿样加盐酸水解后，于中性溶液中用二乙萃取对氨基酚。再反萃取至盐酸溶液中，经重氮化后，用盐酸萘乙二胺显色，于波长582nm处比色定量。尿中对氨基苯酚的测定2样品处理和测定尿样2mL置于比色管中，加0.5mL盐酸后，于沸水浴中加热水解1h，放冷，用0.1mol/L氢氧化钠溶液调至中性，然后加2mL磷酸盐缓冲液，转移至分液漏斗，加20mL二乙，萃取。用盐酸溶液反萃取，然后将水相移入10mL比色管中，加入0.4mL亚硝酸钠溶液，摇匀，静置10min，加0.4mL氨基磺酸铵溶液，充分摇匀。放置10min，加3mL盐酸萘乙二胺溶液，加水至刻度，混匀于60oC水浴保温1h，取出防冷至室温，于波长582nm下以尿空白管为参比，测量吸光度值。尿中对氨基苯酚的测定3注意事项（1）采样前要了解受检查者是否服药，并记录。（2）对氨基酚的氨基重氮化后与盐酸萘乙二胺显色的深度与酸度有关，酸度应控制在0.05mol/L为宜。（3）显色慢且不稳定，因此要注意保温反应时间并在30min内测定。尿中对氨基苯酚的测定（二）高效液相色谱法1原理尿样加盐酸加热水解后，在酸性条件下用二乙提取，除去部分干扰物，然后在中性条件下用二乙提取尿样中对氨基酚，用高效液相色谱法测定。保留时间定性，峰高、峰面积定性。尿中对氨基苯酚的测定2样品处理和测定取2mL尿样于25mL试管中，加1mL水和1mL盐酸，摇匀、加盖放在沸水浴中加热1h，冷却至室温，加水补足体积4mL，二乙萃掉干扰物，水相中加入4g磷酸氢二钾，二乙萃取，取10μL萃取物上清液进HPLC。尿中对氨基苯酚的测定注意事项：1采样后尽早加酸，低温保存。2尿中对氨基酚部分以结合太存在，因此需加酸水解。3注意二次萃取的使用，为了除去干扰物。4用缓冲溶液条件pH值，方便，简单。第二节硝基苯一理化特性硝基苯（nitrobenzene）为无色或淡黄色具苦杏仁味的油状液体。见光颜色变深。微溶于水，易溶于乙醇、苯、乙醚及其他有机溶剂。硝基苯的体内代谢产物为对硝基酚（p-nitrophenol,PNP）为白色或黄色片状晶体，有强还原性，易被氧化，遇光和暴露在空气中可变为灰褐色。稍溶于水，易溶于乙醇，乙醚和碱液。溶于苛性碱和碱金属的碳酸盐溶液后呈黄色。对硝基酚还是一种酸碱指示剂，其水溶液颜色随pH改变而改变。二代谢和生物检测指标硝基苯主要经呼吸道，皮肤，消化道吸收。反复接触可引起肝、肾损伤及贫血，饮酒可增强其毒作用。在体内大部分转化为对氨基苯酚和间位或对位硝基酚，对硝基、氨基苯酚可与体内葡萄糖醛酸和硫酸结合经尿排出，少量以原形，二氧化碳和微量苯胺形式由肺缓慢排出。代谢和生物检测指标硝基苯中毒主要产生高铁血红蛋白症，临床表现为一系列神经系统的症状，有时出现溶血性贫血和中毒性肝损害。对硝基酚和对氨基酚常作为生物监测指标。三样品采集和保存1尿样用聚乙烯塑料瓶收集接触者班后尿，如果用邻甲酚分光光度法检测对硝基酚，则100mL加3d甲醛，保存。如用高效液相色谱测定，则100mL加3-4d盐酸，保存。2脏器取胃、脑、肝、肺等脏器作为样品，一般取分析量的3倍，在干燥，洁净的容器内剪碎或捣碎，用10%的酒石酸酸化，加热煮沸。样品采集和保存各种挥发性毒物的馏出顺序为氢氰酸，醛类，酮类，苯胺，硝基苯，因硝基苯馏出时间较晚，所以开始用15%氢氧化钠溶液吸收一些酸，醛类，弃去，然后用50%乙醇收集10-30mL馏液，并尽快检测。四尿中对硝基酚的测定（一）邻甲酚分光光度法1原理尿样经水解后，结合的对硝基酚转化为游离形式，用有机溶剂萃取对硝基酚，再用强氧化铵溶液反萃取，用三氯化钛还原对硝基酚，生成的对氨基酚与邻甲基酚作用，形成靛酚蓝，于620nm波长处比色定量。尿中对硝基酚的测定2样品处理和测定尿样加水，盐酸酸化，沸水浴加热1h，冷却，加入异戊醇（溶剂为石油醚和乙醚）溶液，萃取。有机相加氢氧化铵溶液，振荡，取水相，加邻甲酚溶液，再加三氯化钛，振荡，至黄色沉淀变为淡黄色沉淀。过滤，在620nm波长下比色定量。尿中对硝基酚的测定注意事项：1沉淀变为淡黄色，再测定。2在碱性条件下，30min就可显色完全，颜色在120min内保持稳定。（二）高效液相色谱法略第三节三硝基甲苯一理化性质三硝基甲苯（trinitrotoluene，TNT）难溶于水，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，受热易爆炸。二代谢和生物监测指标TNT可经皮肤、呼吸道及消化道进入人体。在生产环节，主要经皮肤和呼吸道吸收。TNT有较强的亲脂性，很容易从皮肤吸收。进入体内，在肝微粒体和线粒体的参与下通过氧化，还原，结合等途径进行代谢。具体过程如下：代谢和生物监测指标1甲基氧化为羟基，进一步氧化为羧基及苯环被氧化为酚类。2硝基被还原为氨基。经尿排出。3结合反应为TNT的代谢产物。其中4-氨基-2，6-硝基甲苯可作为职业接触的生物指标。此外，原形TNT是另一个检测指标。代谢和生物监测指标TNT可在体内接受来自还原型辅酶II的一个电子，转化为TNT硝基阴离子自由基，产生大量活性氧，使体内还原性物质如谷胱甘肽、还原型辅酶II明显降低。进一步影响蛋白巯基的含量。此外，还可诱发脂质过氧化，引起细胞内钙稳态紊乱。细胞代谢紊乱，导致死亡。肝脏是TNT毒作用主要靶器官，导致肝大