非金屬化合物及其代謝產(chǎn)物的測定第三章

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)測指標代謝產(chǎn)物項目第一頁，共四十三頁。1一氧化碳Carbonmonoxide第一節(jié)第二頁，共四十三頁。2一、理化特性一氧化碳（CO）是煤、木材、石油等含碳物質燃燒不完全的產(chǎn)物，為無色、無臭、無刺激性的有毒氣體。在空氣中爆炸濃度12%～74%。水中溶解度很低，易溶于氨水。空氣中較穩(wěn)定。高溫下和硫反應生成羰基硫(COS)，與過渡金屬反應生成金屬羰基化合物，對銀鹽、鈀鹽、鉬酸鹽、五氧化二碘等顯示還原性。第三頁，共四十三頁。3二、代謝和生物監(jiān)測指標職業(yè)接觸非職業(yè)接觸：

CO含量：火藥爆炸后氣體：30~60%；汽車廢氣：0.6～10％；香煙煙霧：～4%。第四頁，共四十三頁。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15％～20％。中毒死亡可達90%

詢問吸煙史第五頁，共四十三頁。5CO中毒呼吸系統(tǒng)毒性，頭痛、頭暈、意識模糊、昏迷，并發(fā)腦水腫，呼吸衰竭休克致死！第六頁，共四十三頁。6HbCO含量中毒癥狀評價接觸水平時注意吸煙史、用藥史、貧血等生物監(jiān)測指標：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，共四十三頁。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，共四十三頁。8三、樣品采集及保存呼出氣

接觸CO后3h臨近班末進行，收集終末呼出氣。按常規(guī)采集，收集在采樣管或復合膜采氣袋中，密封，帶回實驗室盡快測定。第九頁，共四十三頁。9

血液

HbCO的生物半減期約為5h，應在接觸CO3h后的班末或接觸最高濃度時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。受檢者在采樣當天不能吸煙。第十頁，共四十三頁。10一氧化碳的生物監(jiān)測呼出氣中一氧化碳濃度：采用氣相色譜法。但要求衍生，操作復雜。血液碳氧血紅蛋白：采用分光光度法第十一頁，共四十三頁。11四、血中碳氧血紅蛋白的測定

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的最大吸收波長分別為420nm和430nm，測定血樣在兩波長下的A，用公式計算求得HbCO百分濃度本法最低檢測濃度為2%HbCO（0.02吸光度對應濃度，10μl血樣），測定范圍2%～70％HbCO。第十二頁，共四十三頁。12

2．樣品測定

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，測其在420nm和430nm處的吸光度值。第十三頁，共四十三頁。13結果計算式中：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，共四十三頁。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怎么來的呢？第十五頁，共四十三頁。153.摩爾吸光系數(shù)的測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制備液分別轉入盛Na2S2O4試管中，放10min后測430nm和420nm的吸光度值作為計算用摩爾吸光系數(shù)。第十六頁，共四十三頁。16一氧化碳氧氣氮氣水稀釋5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制備液分別轉入盛Na2S2O4試管中，放10min后測430nm和420nm的吸光度值作為計算用摩爾吸光系數(shù)。摩爾吸收系數(shù)測定示意圖取0.30ml第十七頁，共四十三頁。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，為白色結晶體，溶于甲醇、乙酸等有機溶劑。

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

缺點：①pH值受溶液濃度影響較大，稀釋十倍，pH值的化大于0.1；②溫度效應大，溫度變化對pH值的影響大，即：△pKa／℃＝－0.031，4℃時緩沖液的pH＝8.4，則37℃時的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密封。④此緩沖液對某些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，共四十三頁。19磷酸鹽緩沖液優(yōu)點：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：與鈣、鎂離子及重金屬離子發(fā)生沉淀；會抑制某些生化過程，如酶的活性。電泳電流大。有機酸緩沖液（甲酸、乙酸、檸檬酸等）：天然的代謝產(chǎn)物。對生化過程產(chǎn)生干擾；易與Ca2+結合。硼酸緩沖液：堿性范圍常用緩沖液；易與代謝物絡合，尤其與糖類羥基生成復合物影響。第二十頁，共四十三頁。20

應用高純氮和氧，否則微量一氧化碳干擾測定。

連二亞硫酸鈉遇水易分解，在空氣中易被氧化，應以小瓶分裝使用，避免接觸空氣和水分?？捎肐2標定。

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

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

75502510濃度（％）80503015變色時間（s）第二十四頁，共四十三頁。24其他的鑒定實驗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。簡便快速，含量40％才可測出。

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。

取正常血同時做對照試驗，以作對比?，F(xiàn)場，快速！第二十五頁，共四十三頁。25五、終末呼出氣中一氧化碳濃度測定（一）CO測定儀法可用便攜式CO測定儀(CO傳感器）

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

CO電化學測定儀，CO分子在擴散式電極上氧化，電化學方法檢測定量。（可與報警器配套使用）催化型可燃氣體傳感器

擴散型CO測定儀的原理是CO經(jīng)擴散后遇到專用指示膠產(chǎn)生由粉紅色至棕色的顏色變化而定量。第二十六頁，共四十三頁。26CO電極反應工作極上CO+H2O→CO2+2H+2e對極上O2+4H+4e→2H2O總反應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，共四十三頁。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，在色譜柱上與其他氣體分離，然后用熱導池檢測器測定，或轉化為甲烷（H2）后，用火焰離子化檢測器測定。用血量各為2ml和1ml。第二十八頁，共四十三頁。28第二節(jié)二硫化碳Carbondisulfide第二十九頁，共四十三頁。29一、重要理化特性二硫化碳能自燃。常溫為無色透明。難溶于水，能溶于強堿和有機溶劑。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合所生成的特異性代謝產(chǎn)物。第三十頁，共四十三頁。30二、毒性、代謝CS280%原形呼出血液肝腎尿代謝物第三十一頁，共四十三頁。31二硫化碳在體內(nèi)代謝途徑第三十二頁，共四十三頁。32三、CS2的生物監(jiān)測指標班末尿中TTCA可作為接觸CS2的生物指標。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)測指標BEI:TTCA5mg/g肌酐（班末）；BEL:TTCA2.2mg/g肌酐（班末）。第三十三頁，共四十三頁。33樣品采集1.尿樣尿樣采集時間為工作班末或周末。采集后盡快測定，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，共四十三頁。34四、CS2及其代謝產(chǎn)物的測定方法呼氣中CS2用氣相色譜法測定（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)碘褪色所需時間及尿樣中肌酐含量計算。靈敏度低、特異性差。HPLC法：定量測定尿中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，共四十三頁。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，濃縮后進樣HPLC，經(jīng)反相C18柱分離，紫外檢測器273nm測定。以保留時間定性，峰高定量。第三十六頁，共四十三頁。363.樣品處理及測定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℃水浴氮氣揮干0.20ml甲醇溶解后HPLC分析第三十七頁，共四十三頁。374.儀器操作條件色譜柱：反相C18柱；柱溫：室溫；流動相：甲醇－水－冰乙酸＝14.5＋84.5＋1流速：1.5ml/min；紫外檢測波長：273nm。第三十八頁，共四十三頁。38尿樣TTCA液相色譜圖本法最低檢測濃度20μg/L（尿樣1ml）第三十九頁，共四十三頁。395.注意事項

TTCA的制備方法1.12g碳酸鉀/6ml水＋0.96gL－胱氨酸，溫熱至全溶，冷至室溫后，加CS21.2ml，強烈攪拌24h。反應完全后，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，趁熱過濾，濾液冷卻后，析出無色針狀結晶TTCA（mp180℃），烘干即可。第四