美国食品与药品管理局(FDA)在2016年9月初宣布全面禁售抗菌肥皂,因为没有事实可以证明抗菌肥皂比普通香皂更加卫生、安全。
近年来,一些洗浴剂、洗洁剂深陷“环境激素”问题,当其进入人体,内分泌系统将其误认为是天然激素,加以吸收利用,占据了人体细胞中正常激素的位置,从而引发内分泌紊乱,造成人体正常激素代谢失常,给人体健康带来潜在的威胁。
那么,究竟什么是“环境激素”?环境激素的检测手段和方法有哪些呢?
揭秘环境激素
环境激素又名环境荷尔蒙,是指干扰动物与人体正常内分泌机能的外源性化学物质。环境激素广泛存在于大气、水和土壤等环境介质中,可以通过大气沉降、地表径流、石油泄漏和污染排放等被大量释放到海洋环境中。环境激素很难降解,进入海洋后会和水、悬浮颗粒物、水生生物和沉积物相互作用并分配。
环境激素的种类:环境激素通常可按用途分为13大类,如表1所示。
表1环境激素的种类
洗涤剂
C5~C9烷基苯酚、壬基苯酚、4-辛基苯酚、三氯生、三氯卡班
杀菌剂
六氯苯(HCB)、代森锰、代森锰锌、代森联、代森锌、乙烯菌核利、福美锌、福美双、苯菌灵、烯菌酮、腐菌利、多菌灵、咪酰胺、异菌脲、三唑酮、三唑醇、土菌灵
防腐剂
五氯苯酚(PCP)、三丁基锡(TBT)、三苯基锡(TPT)
除草剂
2,4,5-三氯苯氧基乙酸、2,4-二氯苯氧基乙酸、杀草强、莠去津、甲草胺、乙草胺、除草醚、草克净、赛克嗪、西玛津、氟乐灵、利谷隆、氨氯吡啶酸、特丁净、敌草隆、敌稗、溴苯腈、扑草净
杀虫剂
六六六、对硫磷、甲萘威、氯丹、超九氯、DDD、DDT、DDE、三氯杀螨醇、狄试剂、异狄氏剂、硫丹、七氯、环氧七氯、马拉硫磷、甲氧滴涕、灭多威、1,2-二溴-3-氯丙烷、一六O五、氨甲萘、艾氏剂、八氯茨烯、开蓬、氰戊菊酯、氯氰菊酯、氯菊酯、灭蚁灵、甲氧氯、涕灭威、灭百亩、杀螟硫磷、联苯菊酯、氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、甲萘威、来福灵、二嗪磷、乐果、乙酰甲胺磷、敌百虫
塑料增塑剂及各种塑料制品
邻苯二甲酸双己酯(DEHP)、邻苯二甲酸苄酯(BBP)、邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸双环己酯(DCHP)、邻苯二甲酸双二乙酯(DEP)、己二酸二辛脂、己二酸双-2-乙基己酯、邻苯二甲酸二丙酯、联苯酚A、苯乙烯、多氯联苯类(PCBs)、多溴联苯类(PBBs)、氯化维尼龙
芳香剂
4-乙酚、苯酮(二苯甲酮)
烷基酚、4-(亚)硝基甲苯、2-萘酚、2,4-二氯苯酚、阿咪唑、3-氨基-1,2,4-三唑
三丁基锡、三苯基锡
化妆品材料
苯酮、防酸剂BHA、羟苯、邻苯二甲酸酯
副产品
二噁英类、呋喃类、苯并[a]芘、八氯苯乙烯、对硝基甲苯、苯乙烯二(或三)聚体
医用药物
己烯雌酚(DES)、酞酰亚胺基哌啶(催眠药)、避孕药
重金属
镉及其化合物、铅及其化合物、汞及其化合物
除此之外,目前还有许多需要进一步证实是否具有激素作用的化学物质,随着研究的不断深入,一些新的环境激素类物质将被确认。
环境激素的特点
环境激素类物质大多属脂溶性化合物,化学性质稳定,其代谢半衰期长,毒性重点危害表征属性属于慢性,且有很强的生物富集性。即使环境中浓度很低,其也可在生物细胞中积累,并沿食物链逐级传递进行富集,最后以极高的浓度进入人和高等动物体内,积蓄在脑和性腺等组织中。
检测方法
原创大赛参赛作品:水源守护者
鉴于环境激素的危害有很多,如我们熟知的生殖异常、动物雌性化、致癌致畸。上述内容,是有关于环境激素的简单介绍,这个都是本项目前期调研资料。那么该如何对这类物质进行监测、进而监管成为摆在我们面前的一个难题。
下面我将结合本实验室的分析手段对环境激素的检测进行具体阐述。
1预浓缩手段
目前的预浓缩手段以索氏抽提和液液萃取为主,当然也有使用固相萃取的,但这些一般用在仪器分析上比较多。当用到生物分析时,由于萃取剂对受试生物的毒性作用,会使结果出现较大偏差。
2检测手段
从大类上分,目前环境激素的检测手段可以分为仪器法和生物法两大类,两者相辅相成,各有千秋。
2.1仪器法
仪器法是环境激素测试的传统方法,根据其分子大小、质量、电荷等理化特性来进行检测。随着仪器检测技术的不断提升,环境激素的检测方法也越来越多,包括ICP、HPLC-FL、LC-MS、GC-MS、GC-ECD-MS等等。
从总体上来说,这些仪器几乎可以测试表中所有的70的物质。除了已知的三种有环境激素效应的重金属是使用
ICP分析外,其余的物质基本都是采用气相或者(高效)液相进行分离
,然后根据物质特性,采用ECD、MS、FL等检测器进行精确定量。相对专一性精确分析是仪器法的优点,同时也是该方法的缺点。特别是对于较大分子的物质,由于LC无法做出谱库,若没有标准物对照,很难定性定量,所以对未知的物质很难做出分析。
同时仪器法的精确指的是对物质分类定量的精确性,但是其测试结果中得不到关于环境激素类物质对生物体综合影响(或者说是毒性)信息。
PS:已证实的67种有机物质中小分子的有机物用GC分离,大分子的用LC分离
2.2生物法
鉴于仪器法存在的各种缺陷,于是生物法就有了其存在着的意义。虽说其在定量上的精度比不上仪器法的准确,测试结果的精密度相对也较低(可能是由于受试材料的差异性),但很多生物法却能很好地给出环境激素对生物体影响效应的指导信息,这对于评估化合物或者受试样品的危害性有着十分重要的意义(我们最关心的不应该是某个物质多少浓度,而是对我们是不是有影响。如果没啥影响,高了低了也可以放任不管)。
目前常用的测试环境激素的生物方法有形态学检测法、卵黄蛋白原(VTG)检测法、酶联免疫法、重组基因酵母法、子宫增重试验、受体竞争试验、内源基因表达法等。下面介绍几种较为常用、也相对简单的方法,以及使用生物法测试环境激素的常用设备。
2.2.1形态学检测法
形态学检测法中最常用的是日本青鳉。青鳉有伴性的体色基因r,利用其等位基因可制出通过体色差异区别雌雄的系统,能靠体色分清遗传的雌雄。故而可以通过低剂量胚胎染毒试验,方便地分析雌雄比,可以确定受试样品是否具有雌激素效应。这个方法是最经济的,如果自己培养标准鱼种的话,这个实验基本不花什么钱。
2.2.2卵黄蛋白原(VTG)检测法
卵黄蛋白原(VTG)检测法是目前使用较多的一种方法,目前有鲫鱼、鲤鱼、蝶蛹金小蜂、小龙虾卵黄蛋白原等多个种类的试剂盒可供选择。由于ELISA只能检测到有免疫反应性的细胞因子蛋白的含量,而这并不能完全代表细胞因子的生物活性的水平,所以也有一定缺陷。此外这些试剂盒目前的价格还较高,如果买成品的话批量试验费用较高。
2.2.3EROD酶联免疫法
上图为EROD酶联免疫法的原理图,在我的记忆中是测二噁英的,而用的材料是鼠肝癌细胞。不过貌似这个细胞不是很好培养。上次在中科院生态中心做的时候貌似也没有培养到最佳状态。总体评价下,实验材料不贵,但这实验不好做;而且测试的是二噁英——环境激素中最毒的一个,不是环境激素总体效应。
2.2.4重组基因酵母法
重组基因酵母法有点小贵。我在测试过程中出现过几次莫名假阴性,至今没完全证实原因。高手一起分析下。
3小结和展望
仪器法和生物法对于环境激素类物质的分析测试相辅相成,生物法适合对样品是否受到环境激素污染进行定性,且能给出样品对生物影响的信息。而仪器法则适合在生物法给出环境激素污染的前提下,对环境激素种类进行鉴定,确定主要污染物,进而对污染进行源解析。
鉴于生物法测试结果检出限较高,且很多预处理方法不完全适用的现象,可以使用生物对样品进行富集浓缩采集(不知是否可行,纯属个人想法)。
小仪吗整理。
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