非金屬化合物及其代謝產(chǎn)物的測(cè)定第三章

本章介紹內(nèi)容尿硫氰酸鹽硫氰酸鹽氰化物血碘，尿碘碘尿氟，血氟，發(fā)氟氟血硒，尿硒硒工作周末尿砷，發(fā)砷砷均為班末尿中2-硫代噻唑烷-4-羧酸終末呼出氣中二硫化碳

2-硫代噻唑烷-4-羧酸TTCA二硫化碳均為班末血中碳氧血紅蛋白終末呼出氣中CO

碳氧血紅蛋白一氧化碳備注生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)代謝產(chǎn)物項(xiàng)目第一頁(yè)，共四十三頁(yè)。1一氧化碳Carbonmonoxide第一節(jié)第二頁(yè)，共四十三頁(yè)。2一、理化特性一氧化碳（CO）是煤、木材、石油等含碳物質(zhì)燃燒不完全的產(chǎn)物，為無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)刺激性的有毒氣體。在空氣中爆炸濃度12%～74%。水中溶解度很低，易溶于氨水?？諝庵休^穩(wěn)定。高溫下和硫反應(yīng)生成羰基硫(COS)，與過(guò)渡金屬反應(yīng)生成金屬羰基化合物，對(duì)銀鹽、鈀鹽、鉬酸鹽、五氧化二碘等顯示還原性。第三頁(yè)，共四十三頁(yè)。3二、代謝和生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)職業(yè)接觸非職業(yè)接觸：

CO含量：火藥爆炸后氣體：30~60%；汽車(chē)廢氣：0.6～10％；香煙煙霧：～4%。第四頁(yè)，共四十三頁(yè)。4碳氧血紅蛋白CO與血紅蛋白的親和力比O2高250倍，與血紅蛋白生成碳氧血紅蛋白（carboxyhaemoglobin）。氧合血紅蛋白的解離度比碳氧血紅蛋大3000倍。正常人體內(nèi)碳氧血紅蛋白濃度大約為0.5％，而吸煙者碳氧血紅蛋白最高可達(dá)15％～20％。中毒死亡可達(dá)90%

詢(xún)問(wèn)吸煙史第五頁(yè)，共四十三頁(yè)。5CO中毒呼吸系統(tǒng)毒性，頭痛、頭暈、意識(shí)模糊、昏迷，并發(fā)腦水腫，呼吸衰竭休克致死！第六頁(yè)，共四十三頁(yè)。6HbCO含量中毒癥狀評(píng)價(jià)接觸水平時(shí)注意吸煙史、用藥史、貧血等生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)：血HbCO,呼出氣中CO濃度BEI：HbCO為Hb的3.5%；CO23.4ppm（均為班末）；BEL：HbCO為Hb的5%（班末）。第七頁(yè)，共四十三頁(yè)。7CO的體內(nèi)代謝吸收后的CO絕大部分以原形由肺部排出，排出速度取決于從血紅蛋白釋放的快慢、肺通氣量、吸入氧氣的濃度和HbCO的濃度等。CO半排出期128～409min，平均約300min。第八頁(yè)，共四十三頁(yè)。8三、樣品采集及保存呼出氣

接觸CO后3h臨近班末進(jìn)行，收集終末呼出氣。按常規(guī)采集，收集在采樣管或復(fù)合膜采氣袋中，密封，帶回實(shí)驗(yàn)室盡快測(cè)定。第九頁(yè)，共四十三頁(yè)。9

血液

HbCO的生物半減期約為5h，應(yīng)在接觸CO3h后的班末或接觸最高濃度時(shí)采集靜脈血或末稍血。血樣置于加肝素的密閉容器中，4℃保存可一周。用氟化鈉作防腐劑。受檢者在采樣當(dāng)天不能吸煙。第十頁(yè)，共四十三頁(yè)。10一氧化碳的生物監(jiān)測(cè)呼出氣中一氧化碳濃度：采用氣相色譜法。但要求衍生，操作復(fù)雜。血液碳氧血紅蛋白：采用分光光度法第十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。11四、血中碳氧血紅蛋白的測(cè)定

WS/T42-1996

（一）分光光度法

1.原理：血液中含還原血紅蛋白（Hb），氧合血紅蛋白（HbO2），碳氧血紅蛋白（HbCO）及微量高鐵血紅蛋白（MetHb）。用還原劑連二亞硫酸鈉將HbO2和HbMet還原為Hb，血樣中只有HbCO和Hb。HbCO和Hb的最大吸收波長(zhǎng)分別為420nm和430nm，測(cè)定血樣在兩波長(zhǎng)下的A，用公式計(jì)算求得HbCO百分濃度本法最低檢測(cè)濃度為2%HbCO（0.02吸光度對(duì)應(yīng)濃度，10μl血樣），測(cè)定范圍2%～70％HbCO。第十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。12

2．樣品測(cè)定

冷藏血樣室溫放置，混勻。迅速取10ml，加入內(nèi)盛15mlTris溶液的具塞試管中(或直接取血10ml)，加入60mg連二亞硫酸鈉，輕輕混勻放置10min，測(cè)其在420nm和430nm處的吸光度值。第十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。13結(jié)果計(jì)算式中：X

——血中碳氧血紅蛋白的濃度，%；A420——血樣420nm的吸光度值；A430——血樣430nm的吸光度值；K1——HbCO420nm吸光常數(shù)；K2——HbCO430nm的吸光常數(shù)；K3——Hb420nm吸光常數(shù)；K4——Hb430nm吸光常數(shù)。第十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。14吸光度的加合性原則A420=K1.CHbCO+K3.CHbA432=K2.CHbCO+K4.CHbK2A420=K1K2CHbCO+K2K3CHb(1)K1A432=K1K2CHbCO+K1K4CHb(2)(1)-(2):K2A420-K1A432=K2K3CHb-K1K4CHbCHb=K2A420-K1A432/K2K3-K1K4CHbCO=K4A420-K3A432/K1K4-K2K3CHbCO%=CHbCO/CHbCO+CHb怎么來(lái)的呢？第十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。153.摩爾吸光系數(shù)的測(cè)定取不吸煙健康人血液（肝素抗凝），水稀釋5倍，取0.3ml用稀釋液（Tris）稀釋至90ml。通氧氣30min（流速30ml/min）。

從中取4份，每份15ml于試管中；其中2份通氮10min除氧，得HbO2液。另2份通純CO10min，得HbCO液。立即將HbO2、HbCO制備液分別轉(zhuǎn)入盛Na2S2O4試管中，放10min后測(cè)430nm和420nm的吸光度值作為計(jì)算用摩爾吸光系數(shù)。第十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。16一氧化碳氧氣氮?dú)馑♂?倍抗凝健康人血用Tris稀釋至90ml通氧30min(30ml/min)通氮10min通CO10min各取15ml立即將HbO2、HbCO制備液分別轉(zhuǎn)入盛Na2S2O4試管中，放10min后測(cè)430nm和420nm的吸光度值作為計(jì)算用摩爾吸光系數(shù)。摩爾吸收系數(shù)測(cè)定示意圖取0.30ml第十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。17Tris緩沖液

Tris即三羥甲基氨基甲烷〔tris(hydroxymethyl)aminomethane〕。

分子式：C4H11NO3，分子量：121.14，為白色結(jié)晶體，溶于甲醇、乙酸等有機(jī)溶劑。

第十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。18Tris-HCl的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)生物化學(xué)過(guò)程干擾很小，不與鈣、鎂離子及重金屬離子發(fā)生沉淀。電泳電流小。

缺點(diǎn)：①pH值受溶液濃度影響較大，稀釋十倍，pH值的化大于0.1；②溫度效應(yīng)大，溫度變化對(duì)pH值的影響大，即：△pKa／℃＝－0.031，4℃時(shí)緩沖液的pH＝8.4，則37℃時(shí)的pH＝7.4，一定要在使用溫度下配制③易吸收空氣中的CO2，配制的緩沖液要蓋嚴(yán)密封。④此緩沖液對(duì)某些pH電極發(fā)生一定的干擾作用，所以要使用與Tris溶液具有兼容性的電極。第十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。19磷酸鹽緩沖液優(yōu)點(diǎn)：容易配成各種濃度和pH的緩沖液，受溫度影響小，抗稀釋。缺點(diǎn)：與鈣、鎂離子及重金屬離子發(fā)生沉淀；會(huì)抑制某些生化過(guò)程，如酶的活性。電泳電流大。有機(jī)酸緩沖液（甲酸、乙酸、檸檬酸等）：天然的代謝產(chǎn)物。對(duì)生化過(guò)程產(chǎn)生干擾；易與Ca2+結(jié)合。硼酸緩沖液：堿性范圍常用緩沖液；易與代謝物絡(luò)合，尤其與糖類(lèi)羥基生成復(fù)合物影響。第二十頁(yè)，共四十三頁(yè)。20

應(yīng)用高純氮和氧，否則微量一氧化碳干擾測(cè)定。

連二亞硫酸鈉遇水易分解，在空氣中易被氧化，應(yīng)以小瓶分裝使用，避免接觸空氣和水分?？捎肐2標(biāo)定。

測(cè)定吸光系數(shù)必須采用新鮮血液，一次測(cè)定值在儀器波長(zhǎng)穩(wěn)定的情況下可以使用一段時(shí)間。

測(cè)試液應(yīng)盡量避免接觸空氣，及時(shí)測(cè)定，否則會(huì)造成結(jié)果偏低。注意啦！第二十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。21（二）氫氧化鈉法1．原理正常人血樣在堿性條件下立即轉(zhuǎn)變成草綠色（堿性正鐵血紅素的形成），而存在碳氧血紅蛋白會(huì)使顏色轉(zhuǎn)變時(shí)間增長(zhǎng)，顏色轉(zhuǎn)變所需時(shí)間與碳氧血紅蛋白濃度之間存在相關(guān)性，從變色時(shí)間大致估計(jì)出碳氧血紅蛋白的濃度。第二十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。222滴氫氧化鈉轉(zhuǎn)變時(shí)間測(cè)定陰性查表得HbCO2．測(cè)定方法第二十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。23變色時(shí)間與碳氧血紅蛋白濃度

75502510濃度（％）80503015變色時(shí)間（s）第二十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。24其他的鑒定實(shí)驗(yàn)1．煮沸法取血2~3ml水浴加熱，發(fā)生凝固。一氧化碳血呈磚紅色凝固體，正常血呈褐色或黑褐色凝塊。簡(jiǎn)便快速，含量40％才可測(cè)出。

2．硫化銨法取水10ml，血5滴，硫化銨5滴混合，加少量10％醋酸使微呈酸性，一氧化碳血呈玫瑰色，正常血為綠褐色。此法靈敏，含量在10％即可檢出。

取正常血同時(shí)做對(duì)照試驗(yàn)，以作對(duì)比。現(xiàn)場(chǎng)，快速！第二十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。25五、終末呼出氣中一氧化碳濃度測(cè)定（一）CO測(cè)定儀法可用便攜式CO測(cè)定儀(CO傳感器）

CO紅外測(cè)定儀，利用CO對(duì)4.67μm、4.72μm波長(zhǎng)的紅外輻射具有選擇性吸收的原理定量。

CO電化學(xué)測(cè)定儀，CO分子在擴(kuò)散式電極上氧化，電化學(xué)方法檢測(cè)定量。（可與報(bào)警器配套使用）催化型可燃?xì)怏w傳感器

擴(kuò)散型CO測(cè)定儀的原理是CO經(jīng)擴(kuò)散后遇到專(zhuān)用指示膠產(chǎn)生由粉紅色至棕色的顏色變化而定量。第二十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。26CO電極反應(yīng)工作極上CO+H2O→CO2+2H+2e對(duì)極上O2+4H+4e→2H2O總反應(yīng)2CO+O2→2CO2在工作電極上所釋放的電子產(chǎn)生的電流與CO濃度成正比第二十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。27氣相色譜法原理在鐵氰化鉀存在下，加熱使血樣中CO釋放出來(lái)，在色譜柱上與其他氣體分離，然后用熱導(dǎo)池檢測(cè)器測(cè)定，或轉(zhuǎn)化為甲烷（H2）后，用火焰離子化檢測(cè)器測(cè)定。用血量各為2ml和1ml。第二十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。28第二節(jié)二硫化碳Carbondisulfide第二十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。29一、重要理化特性二硫化碳能自燃。常溫為無(wú)色透明。難溶于水，能溶于強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑。易揮發(fā)、易燃、易爆、具腐蝕性，蒸氣比空氣重2.63倍。二硫化碳體內(nèi)代謝產(chǎn)物2-硫代噻唑烷-4-羧酸（2-thio-thiazolidine-4-carboxylicacid，TTCA），是二硫化碳與谷胱甘肽結(jié)合所生成的特異性代謝產(chǎn)物。第三十頁(yè)，共四十三頁(yè)。30二、毒性、代謝CS280%原形呼出血液肝腎尿代謝物第三十一頁(yè)，共四十三頁(yè)。31二硫化碳在體內(nèi)代謝途徑第三十二頁(yè)，共四十三頁(yè)。32三、CS2的生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)班末尿中TTCA可作為接觸CS2的生物指標(biāo)。周末、班末尿中TTCA的濃度高于工作周第一班末的尿樣。呼出氣中二硫化碳濃度也可作為生物監(jiān)測(cè)指標(biāo)BEI:TTCA5mg/g肌酐（班末）；BEL:TTCA2.2mg/g肌酐（班末）。第三十三頁(yè)，共四十三頁(yè)。33樣品采集1.尿樣尿樣采集時(shí)間為工作班末或周末。采集后盡快測(cè)定，置于－8℃冰箱中可保存1周。2.呼出氣

常規(guī)采樣。第三十四頁(yè)，共四十三頁(yè)。34四、CS2及其代謝產(chǎn)物的測(cè)定方法呼氣中CS2用氣相色譜法測(cè)定（WS/T41-1996）。碘－疊氮化鈉褪色法：尿中CS2的代謝產(chǎn)物催化碘還原成碘離子，根據(jù)碘褪色所需時(shí)間及尿樣中肌酐含量計(jì)算。靈敏度低、特異性差。HPLC法：定量測(cè)定尿中TTCA。

TTCA很少商品出售，需自己合成。非職業(yè)接觸者尿中不含TTCA。第三十五頁(yè)，共四十三頁(yè)。35五、TTCA的高效液相色譜法1.原理

尿樣經(jīng)鹽酸酸化后，用乙醚萃取TTCA，濃縮后進(jìn)樣HPLC，經(jīng)反相C18柱分離，紫外檢測(cè)器273nm測(cè)定。以保留時(shí)間定性，峰高定量。第三十六頁(yè)，共四十三頁(yè)。363.樣品處理及測(cè)定1ml經(jīng)離心后的尿樣漩渦混勻2min3000rpm離心10min乙醚5ml0.1ml2mol/LHCl乙醚層40℃水浴氮?dú)鈸]干0.20ml甲醇溶解后HPLC分析第三十七頁(yè)，共四十三頁(yè)。374.儀器操作條件色譜柱：反相C18柱；柱溫：室溫；流動(dòng)相：甲醇－水－冰乙酸＝14.5＋84.5＋1流速：1.5ml/min；紫外檢測(cè)波長(zhǎng)：273nm。第三十八頁(yè)，共四十三頁(yè)。38尿樣TTCA液相色譜圖本法最低檢測(cè)濃度20μg/L（尿樣1ml）第三十九頁(yè)，共四十三頁(yè)。395.注意事項(xiàng)

TTCA的制備方法1.12g碳酸鉀/6ml水＋0.96gL－胱氨酸，溫?zé)嶂寥埽渲潦覝睾?，加CS21.2ml，強(qiáng)烈攪拌24h。反應(yīng)完全后，調(diào)pH1.0，以100ml乙醚分3次提取，然后用3ml10％HCl洗滌。用無(wú)水硫酸鎂干燥乙醚層，再真空干燥，得粗品TTCA。用1:1HCl加熱溶解，再用少許活性炭脫色，趁熱過(guò)濾，濾液冷卻后，析出無(wú)色針狀結(jié)晶TTCA（mp180℃），烘干即可。第四