（分析化学专业论文）硒的化学形态与生物形态分析的新技术与新方法.pdf

摘要 硒是生物体内必需的生物微量元素，具有重要的生理生物活性。机体内硒水平 下降将直接影响骨骼、心肌及肝、眼、前列腺、甲状腺等重要的生命器官。c l a r k 等报道膳食中以富硒酵母形式补充硒的摄入，可使癌症发病率、死亡率下降5 0 左 右。我国科学家通过补硒预防治疗克山病，大骨节病，肝癌等威胁人类健康的重大 疾病，在国际上已获重大进展。硒在生物体内的生物利用度、有效性、以及迁移转 化规律，不仅同生物体内硒的总浓度水平有关，而且同硒存在的生物化学形态，以 及不同生物化学形态下硒的浓度水平密切相关。 通常人体每天通过饮食摄取的总硒量低于o 1 m g k g 1 ( 相对于平均体重) 。硒缺 乏会导致各种疾病。但过量摄入硒，又可能导致中毒。由于生物体内硒仅在一有限 的浓度阀值范围内发挥作用，因此，随着人们对生物微量元素硒认识的不断深入， 建立和发展各种新的联用技术实现更加快速、简便、准确、灵敏地进行环境、生物 等复杂实际样品中硒的测定，在有关硒的研究中占有十分重要的地位。如在环境化 学中为研究硒的迁移转化规律：在生命科学中为阐明硒在新陈代谢过程中的特点和 作用，均需要进行硒的分析测定。而且检测范围逐渐由微量向痕量和超痕量方向发 展，探索更高灵敏度和更高准确度的新方法，已成为当前硒分析研究的主要发展方 向。 本文首次建立了碱性熔融- 碱性介质的预还原- 碱性模式氢化物发生电感耦合 等离子体光谱( i c p _ a e s ) 联用技术分析样品中的总硒的工作。方法既可有效避免 样品前处理过程中硒的挥发性损失，又可在碱性介质中很好消除复杂样品共存物中 f e ，c u ，m n 等过渡金属离子对氢化反应的严重化学干扰。实验中比较了碱性介质中 s e ( v i ) 预还原的适宜条件。并用国家标准物质g b w 0 9 1 4 2 冻干牛血清样品，检验方 法的可靠性和准确性。该技术为环境、生物等复杂样品中总硒测定提供了一种简便、 灵敏、快速、准确的新方法。 目前，硒的形态分析还是一个远未解决的课题。硒的形态分析的新方法仍在不 断地探索中。现代i c p 光谱仪性能的改进，为步进氢化物发生法探索硒的形态分析 提供了新的研究途径。本文应用自制的步进氢化物发生器进行不同生物化学形态的 硒化物的分析方面，做了一些探索性的实验。不同形态的硒化物表现有不同的信号 峰出峰时间，这种时间分辨特性反映出不同形态韵硒化物具有不同的氢化行为和机 理。实验结果是初步的，但值得进一步探索成为硒的形态分析的一个新的途径。 本文采用微型石墨坩埚碱性熔融碱性模式氢化物发生- i c p a e s 联用法鉴定了 s d s p a g e 分离胶条中硒蛋白的存在。该方法的固体样品预处理方式，既简便快速、 同时又避免了样品的稀释效应。碱性介质中的预处理过程结合碱性模式氢化物发生 i c p a e s 技术，还可有效避免蛋白胶条的银染过程中，同蛋白质结合的大量单质银 对硒测定的干扰。根据实验结果推测不同形态的硒化物在富硒蛋清中一卵清蛋白中的 代谢特点，即不同形态的硒均可能以非特异性的方式取代卵清蛋白中大量存在的蛋 氨酸中的硫原子，而进入到卵清蛋白的分子结构中。 建立了微波消解氢化物发生i c p a e s 联用技术用于分析生物组织样品内总硒 浓度的工作。以人工诱导的衰老模型小鼠为实验对象，研究了亚硒酸钠水溶液对小 鼠衰老模型的特殊生理生化作用。综合双向凝胶电泳分离技术的结果及小鼠体内主 要含硒酶如g s h - p x 等的活性指标，得出结论认为：亚硒酸钠水溶液仅在有限的阀 法值范围之内具有明确的抗衰老作用；肝脏和血浆是亚硒酸钠在小鼠体内的最重要 的代谢吸收器官。微波消解- 氯化物发生i c p a e s 联用技术还用于研究不同生化形态 的硒化物在动物体内的不同代谢吸收特点，初步探索了亚硒酸钠水溶液在人肝癌细 胞中的富集吸收规律，以及在严重汞污染地区硒同汞的明显拮抗协同作用。 本文尝试用有机试剂索氏提取去除富硒酵母中大量存在的油脂成分，从而使后 续有效破碎释放出富硒酵母细胞壁内的生物有效成分成为可能。该实验为深入研究 富硒酵母中的含硒蛋白提供了条件。 首次选择多级孔遭男填充物进行动物血浆样品中硒蛋白p 的亲和分离。经过离 子交换作用将过渡金属离子c 矿固定在纳米沸石继藻土复合缉装体结构中后，该填 充材料对具有两个富含组氨酸区域的硒蛋白一p 有很好的亲和分离作用。这种新型的 纳米沸石组装体材料具有丰富的离子交换性，材料表面丰富的硅羟基易于功能化、 机械化学稳定性好、刚性强、孔道均匀、结构中的三级不周尺寸的孔道可有效减少 蛋白大分子通过的传质阻力等特性，很好地满足亲和色谱接辩的要求。实验中考察 不同硅铝比的纳米沸石材料对分离效果影响；对含有不同组氮酸结构的人工合成标 准多肽样品在该类材料上的亲和分离效果进行评价：并l ；l 特殊培养的小鼠和绍兴麻 鸭动物模型中的血浆为实际研究对象，取得很好的硒蛋白p 分离效果。进一步拓展 了纳米沸石组装体在生物大分子分离方面的应用范围。 关键词：生物微量元素硒氢化物发生- 原予光谱分析生物化学形态分析生物 代谢吸收金属亲和色谱分离纳米沸石组装体硒蛋白p a b s t r a c t s e l e n i u ma sa ne s s e n t i a lb i o - t r a c ee l e m e n t , p l a y san e c e s s a r i l yl i v i n gr o l ef o rt h e h e a l t ho fh u m a nb e i n g s i th a sl o n gb e e ne s t a b l i s h e dt h a tad i e t a r yl a c ko fs ec o u l db e r e l a t e dt om a n y d i s e a s e s ，e g ，l i v e rd a m a g e ，h e a r ta t t a c k s ，l i p i d sf a t so x i d a z i n gi m p a i r e t a 1 r e s e a r c h e si nc h i n ah a se v e re f f i c i e n t l yp r o t e c t e da n dd e c r e a s e dt h eo c c u r r e n c eo f l i v e rc a n c e rb yo r a ls u p p l e m e n t a t i o no fn a 2 s e 0 3 w h e r e a ss u r p l u sa b s o r p t i o no f s ew i l l l e a dt ot o x i c i t y , t h er a n g eb e t w e e nb e n e f t c i a ia n dt o x i ce f f e c t si nh u m a n si sn a r r o w a n d s e l e n i u mi nt h eb o d ym a yb ei nm a n yd i f f e r e n tb i o - c h e m i c a lf o r m s ，w h i c hd e t e r m i n e si t s m e t a b o l i c p a t h w a y s t h eb i o l o g i c a l a n d t o x i c o l o g i c a l e f f e c t so fs ea r e s 订o n g l y d e p e n d e n to n i t ss p e c i e s r e c e n t l y an e c e s s a r yr e q u i r e m e n tt oo b t a i nam o r ed e t a i l e di n s i g h ti m ot h es ec y c l e i no r g a n i s m sa n dt h ec o n t r i b u t i n gb i o - t r a n s f o r m a t i o np r o c e s s e si nt h en u t r i t i o n a lc h a i ni s t h e d e v e l o p m e n to fp r o c e d u r e s f o rt r a c ea n dm i c r oa n a l y s i so fs ei nb i o m a t e r i a l s c o n s i d e r a b l yg r e a ti n t e r e s t s f o rm a n yc o n c e r n e d & i n c l u d i n gb i o l o g y , c h e m i s t r y , m e d i c i n e ，a n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ns c i e n c e ，h a v eb e e ni nd e e pd e m a n df o rt h e s i m p l e ，r e l i a b l ea n d s e n s i t i v et e c h n i q u e sf o rt h ea n a l y s i so f t o t a ls ec o n c e n t r a t i o na n ds e s p e c i a t i o n w i t hl o wd e t e c t i o nl i m i t s i no r d e rt of i tf o rt h er e q u i r e m e n t sa b o v e t h ee m p h a s e so ft h i st h e s i sa r et oa t t e m p t o ne s t a b l i s h i n gs o n 艟n e wt e c h n i q u e sa n dm c t h o d sf o rt h ea n a l y t i c a id e t e c t i o na n d s p e c i a t i o no fs es p e c i e si np r a c t i c a ls a m p l e s t h em a i nc o n t e n t so ft h i st h e s i sa r ea s f o l l o w s ： ( 1 ) s e v e r a ia n a l y t i c a im e t h o d s h a v e b e e n d e v e l o p e df o rt h ep u r p o s eo f c l e a r l ye l u c i d a t i n g l i v i n gf u n c t i o n so fs e l e n i u m , a m o n gt h e s eh y d r i d eg e n e r a t i o n 饵g ) h y p h e n a t e dw i t h a n a l y t i c a la t o m i cs p e c t r o m e t r yo f f e r st h ea d v a n t a g e so f l o wd e t e c t i o nl i m i ta n dr e l a t i v e l y s i m p l ei n s t r u m e n t a t i o n h o w e v e r , c h a l l e n g e s t i l lr e m a i n s o w i n g t ot h el o s s e so fs e d u r i n g s a m p l ep r e p a r a t i o n a n dt h es m o u si n t e r f e a 七n c eo nt h eh 2 s e g e n e r a t i o nf r o m t h e c o e x i s t i n gt r a n s i t i o nm e t a l s t h ea i m o ft h i ss t u d yi st oe s t a b l i s ha n o p t i m a lp r o c e s sf o r t r a c es ed e t e r m i n a t i o ni ne n v i r o n - o rb i o - s a m p l e s b a s e do no u rp r e v i o u ss t u d i e su s i n g a l k a l i n es a m p l e - p r e t r e a t m e n tf o rt h es u c c e s s i v ea t k a l i n em o d eh ga na l k a l i n ef u s i o n p r o c e d u r e i sp r o p o s e df o r d i g e s t i n gs e - c o n t a i n i n gs a m p l e s a f t e rp r e r e d u c t i o no fs e ( v i ) - i n - t os e ( i v ) i ns t r o n ga l k a l i n em e d i a , a na l k a l i n em o d eo fh g g e n e r m i o n c o m b i n e dw i t h i c ps p e c t r o m e t r yf o rt o t a ls ed e t e r m i n a t i o nw a sp e r f o r m e d t h ed e v e l o p e dt e c h n i q u e s h a v eb e e nv e r i f i e dw i t han a t i o n a lr e f e r e n c em a t e r i a l ( g b w0 9 1 4 2 ) s e v e r a lb i o a n d e n v i r o n - s a m p l e sh a v e b e e na n a l y z e d b i na n de n v i r o ns a m p l e s p r e t r e a t e db ya l k a l i n ef u s i o nu s i n gn a o h - n a n 0 3 a sd i g e s t i o n a g e n t sh a st h eo w na d v a n t a g e st h a t ( 1 ) p r e v e n ts ev o l a t i l el o s s e sb yc h a n g i n gi ti n t o s e l e n i t e ( i v ) o rs e l e n a t e ( v i ) s a l ti o n s ( 2 ) e f f e c t i v e l yr e d u c et h ep o s s i b l ee x t r ad i l u t i o nf o r t h ea i m i n gd e t e c t e dt r a c es e l e n i u m a n dt h ef o l l o w i n gp r e - r e d u c t i o np r o c e s sf o rt u r n i n g s e ( v di n t os e ( i v ) c o u l db ea c c o m p l i s h e dc o n v e n i e n t l ya tl o o mt e m p e r a t u r e a l s ot h e a l k a l i n em o d es e l e n i u mh y d r i d eg e n e r a t i o np r o c e d u r e so p e nu pt h en e w p o s s i b i l i t i e so f r e m o v a lo fi n t e r f e r i n ge l e m e n t s ( f e c u , m ne ta lt r a n s i t i o nm e t a l i o n s ) i nf o r m so f p r e c i p i t a t i o n s t h e r e s u l t s i l l u s t r a t e d t h a t f e ，c u , m nc o n c e n t r a t i o n sh i g hu pt o 1 0 0 肛鲫r c o u l dn o ti n t e r f e r ew i t h4 0 0 n g t m - 。s t a n d a r ds e l e n i t e ( i v ) d e t e r m i n a t i o ni n a l k a l i n em o d eh gs y s t e m t h ep r e s e n tm e t h o dw a sa l s ou s e d s u c c e s s f u l l y f o rt h e d e t e r m i n a t i o no fs ei ns o m ep r a c t i c a lb i oa n de n v i r o ns a m p l e s i n 也ef u t u r e “s r e p o r t e d a l k a l i n ef u s i o n - a l k a l i n eh g - i c p a e s p r o c e d u r em a y b e a p p l i e d f o r i d e n t i f i c a t i o ns e l e n i u m - c o n t a i n i n g p r o t e i ns p o t si ns d s - p a g e o r2 dg e l e l c c t l o p h o r e s i s b a n d s a sr e l a t i v ee x p e r i m e n t sa 砖b e i n g a t t e m p t e do n i no u rl a b ( 2 ) w ee x p l o r e do nt h es p o c i a t i o na n a l y s i so fs t e p w i s eh y d r i d eg e n e r a t i o no fs es p e c i e s e x p e r i m e n t a ls e t u p i s c o m p o s e d o fah o m em a d e s t e p w i s eg e n e r a t o r a n di c p s p e c t r o m e t e re q u i p p e dw i t hc h a r g e 蝎e e t i o nd e v i c e ( c d ) d e t e c t o r t h es o f t w a r eh a sa f u n c t i o no fc o n t i n u o u sm e a s u r e m e n to ft r a n s i e n ts i g n a l s t h et i m er e s o l v e db e h a v i o ro f t h es es p e c i e sp r o d u c e db yt h e s t e p w i s eh gs e 句mt ob eap r o m i s i n ga n ds i m p l e a p p r o a c h t ot h es p e c i a d o n a n a l y s i so f t h i sh y d r i d ef o r m i n ge l e m e n t s ( 3 ) t h ei n t e r f a c e dm e t h o do f m i c r o w a v e a s s i s t e dd i g e s t i o n h o - i c p - a e sw a s e s t a b l i s h e d w h i c hw a sb a s e do nt h er e l a t i v e l yo p t i m i z e de x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s t h ee f f e c t so f i n o r g a n i cs p e c i e so fs e ( r v ) o ns e n e c n c ew a ss t u d i e dv i ad e t e m l i n 选gt o t a ls el e v e l si n p l a s m a , l i v e r sa n db r a i n s o ft h em o u s em o d e l s b yh l e 棚o fm i c r o w a v e a s s i s t e d d i g e s t i o n - h g - i c p - a l e s t h em i c e w e r cd i v i d e di n t o 气b ，c ，dg r o u p s ，a m o n gw h i c hb a n dc g r o u p sw e r ei n d u c e di n t os e n i l em o d e l su s i n gd - g a l a c t o s e a n dt h ef o u rg r o u p s h a v eb e e ni n j e c t e dd i f f e r e n ta m o u n to fs e ( i v ) s o l m i o nr e s p e c t i v e l y a n t i s e n e s c e n c e - i v e f f e c t so fs e ( i v ) w e r ee v a l u a t e db yc o m p a r i s o nw i t ht h e2 d es e p a r a t i o nm s u l t sa n ds e e n z y m e se , g ，g s h p xi n d e x e s o f t h em i c e g r o u p s ( 4 ) t h ei d e n t i f i c a t i o no fs ec o n t a i n i n gp r o t e i n si ng e lb a n da f t e rs d s p a g es e p a r a t i o n w a ss t u d i e db ym e a n so fm i c r o g r a p h i cc r u c i b l ed i g e s t i o n - a l k a l i n es t e p w i s eh y d r i d e g e n e r a t i o ni c p - a e s t h ep r a c t i c a l s ee n r i c h e ds a m p l e s - e g ga l b u m i nl a i db yd u c k s s p e c i a l l yc u l t u r e db yi n o r g a n i co ro r g a n i cs cy e a s t sw e r e e v a l u a t e d i ts e e m st h a tt h es e s p e c i e sh a v eb e e ni n c o r p o r a t di nt h em a i np r o t e i ni ne g ga l b u m i n o v a l b u m i n ，t h r o u g h n o n s p e c i f i cm e t a b o l i s m p e r h a p s t h es e r e p l a c e dt h esf o r t h eh i g hr a t i o no fm e t h i o n i n e i nt h es t r u c t u r eo f o v a l b u m i n ( 5 ) b a s e do nt h ee s t a b l i s h e dm i c r o w a v ea s s i s t e dd i g e s t i o n - h g - i c p a e sf o rt o t a l s e d e t e r m i n a t i o na b o v e ，w ea l s od i s c 璐s e dd i f f e r e n ts es p e c i e se g ，s e l e n i t e ，s ee n r i c h e d y e a s t ，a n d s ee n r i c h e d y e a s t s a d d e dw i t ht r a d i t i o n a lc h i n e s eh e r b s ，t h e i rv a r i o u s a b s o r p t i o na n dt r a n s f o r m a t i o nc h a r a c t e r i s t i c si nr i v i n go r g a n i s m s a l s ot h ea b s o r p t i o n r e s u l t so fs e ( r v ) i nl i v e rc a n c e rc e l l sa n dt h ei n t e r a c t i o nr o l eo fs ew i t ht o x i ch gi n e n v i r o n m e n t a ls a m p l e sw e r ee v a l u a t e d ，a sc o n c e m e dw o r k sm o u l db ep r o c e e d e do ni n t h ef u t u r e ( 6 ) t h ep m c e 韶f o re x t r a c t i o no fb i o l o g i c a l c o n s t i t u t e sf r o ms ee n r i c h e dy e a s tw a s a t t e m p t e do n d i f f e r e n to r g a n i cs o l v e n t sw e r ee v a l u a t e do n t h ee f f e c t so fr e m o v eo fo i l l i p i d s i nt h ey e a s ts a m p l e s ，i no r d e rf o re f f i c i e n t l yd i s r u p t i o nt h ey e a s tc e l lb a l la n d r e l e a s eo f t h ea i m e ds e c o n t a i n i n gp r o t e i n s ( 7 ) a n o v e lk i n do f h i e r a r c h i c a lp o r o u sz e o l i t em a t e r i a lw a s f i r s t l yu s e d a san o v e l p a c k i n g s o r b e n t si ni m m o b i l i z e dm e t a li o na f f i n i t yc h r o m a t o g r a p h y ( i m a c ) m o d ef o r p r o t e i ns e p a r a t i o nc o n t a i n i n g h i d i n ec l u s t e r s t h e s y n t h e s i z e d h i e r a r c h i c a l p o r o u s z e o l i t em a t e r i a lw i t hg o o dm e c h a n i c a l c h e m i c a ls t r e n g t hh a sb e e na s s e m b l e do nn a t u r a l d i a t o m i t e p o s s e s s i n gi n h e r e n th i e r a r c h i c a ls t r u c t u r e a r e rn a n o s i z e dz e o l i t eb e i n gc o a t e d ， t h ec o m p o s i t e p o s s e s s e s a l l i g ho u t e rs u r f a c e 撇m e a n w h i l e t h ep o s s i b l ei o n e x c h a n g e s i t e si nt h en a n o z e o l i t ec o u l di m m o b i l i z et r a n s i t i o nm e t a li o n s w h i c he n d o wt h em a t e r i a l w i t ha c t i v es i t e st oi n t e r a c tw i t hg u e s tm o l e c u l e s i na d d i t i o n ，t h eo b t a i n e dm a t e r i a | e x h i b i t sa b u n d a n ta n du n i f o r mm a c r o - a n d m e s o - p o r o s i t i e sa m o n g t h ec o a t e dn a n o z e o l i t e a n d i n a m o n gd i a t o m i t ep a r t i c l e s ，t h a t a r ec o n v e n i e n tf o rt h e f l e x i b i l i t yo f t h e f l o w i n g i nc h r o m a t o g r a p h ym o d e h e r e ，w ef o rt h ef i r s tt i m er e p o r t e dt h ei m a c s e p a r a t i o no f h i s t i d i n e - c o n t a i n i n gp o l y p e p f i d e sa n dp r o t e i n s ，e g ，s e l e n o p r o t e i n o p ( s e - p ) i n m o u s e p l a s m a a f t e rc 0 2 + i o n sw e r ei m m o b i l i z e do nn a n o z c o l i t eb d i a t o m i t ec o m p o s i t e ( c o z d ) b y i o n e x c h a n g ep r o c e s s t h es c ps e p a r a t i o nh a s b r o u g h t w i d ea t t e n t i o n sb e c a u s eo f i t se s s e n t i a lb u tu n k n o w n l i v i n gf u n c t i o n ，t h o u g hw h i c h i su s u a l l ya c c o m p h s h e d b ye x p e n s i v ei m m u n o a f f i n i t y c h r o m a t o g r a p h y r e c e n t l y , s o m e w o r k sh a st r i e dt oa d o p ti m a cf o r s e p a r a t i o no f s e p f o ri t st w oh i s t i d i n e - e n r i c h e dd o m a i n sf r o mt h eo t h e rt w o s e c o n t a i n i n gp r o t e i n s o f a l b u m i na n de x w a c e l l u l a r g l u t a t h i o n ep e m x i d a s e ( e g s h - p x ) f r o mt h em o r s e p l a s m a h o w e v e rf o rt h et r a d i t i o n a la g a r o s es o r b e n ti nd 五a cm o d e t h i s m e t h o ds e e m sh a v e l i m i t a t i o nt os o m ee x t e n tb e c a u s eo f t h e c o m p l i c a t e dr e g e n e r a t i o np r o c e s sa n d e a s i l y f o u l i n gu n d e rp r e s s u r e s u c hp r o b l e mm a y b e b r e a k t h r o u g h e db yu s i n gt h i sn a n o z e o l i t e s c o m p o s i t e w i t hm e c h a n i c a la n dc h e m i c a ls t a b i l i t i e s s u c han o v e lm a t e r i a lw i t hi t sa b u n d a m u n i f o r m p o r e s ，h i g he x t e r n a ls u r f a c ea r e a , e x c e l l e n tm e c h a n i c a l s t a b i l i t ya n d r e v e r s i b l e i o n - e x c h a n g i n ga b i l i t y , s h o u l db e a p o t e n t i a l i m a cs o r b c n tf o ro t h e rb i o m o l e c u l es e p a r a t i o n 鹤w e l l m o r e o v e r , t h ec o z dm a t e r i a l m a y b eu s e du n d e r h i g hp r e s s u r ea n d i nc o m b i n a t i o nw i t h h e p a r i na f f m i t y a n ds i z e e x c l u s i o n c h r o m a t o g r a p h y f o rf u r t h e re n h a n c e m e n tt h es e - p p r o t e i np u r i f i c a t i o nf o l d k e y w o r d s ：b i n - t r a c ee l e m e n t o f s e l e n i u m ；h y d r i d eg e n e r a t i o na n a l y t i c a la t o m i c s p e c t r o m e t r y ；b i n - c h e m i c a ls p c c i a t i o n ；m c t a b o h ca b s o r p t i o n ；h i e r a r c h i c a l p o r o u sz e o l i t e ；i m m o b i l i z e dm e t a l - i o na f f m i t yc h r o m a t o g r a p h y ( i m a c ) - 苎= 兰查苎笪兰查查垒查垫姿 前言 第一章文献综述和本论文工作概述 硒作为重要的生物微量元素【1 】之一而被研究，是近二十年才开始的，目前已经 引起全世界的广泛注意。在生命活动过程中，生物微量元素硒( b i o t r a c ee l e m e n t s e l e n i u m ) 是已知的1 4 种必需的微量元素【2 】之一。机体内硒水平下降1 3 将直接影响 骨骼、心肌及肝脏、眼睛、前列腺、甲状腺等多种重要的生命组织器官。近年来， 它以旺盛的活力向生命科学各个领域渗透，发展迅速。有关硒的生物与化学形态分 析的探索已成为一个十分引人注目的研究热点。 人类对硒的生物医学作用的认识经历了一段漫长而曲折的过程。硒曾经被认为 是有毒的元素【4 】，相当长一段时间内人们一直相信硒是致癌物质，苏联学者也做过 硒致癌的研究报告。1 9 5 7 年，s c h w a r z e 5 1 首次证明硒是动物体内必需的微量元素之 后，才使人们对硒的认识有所改变。目前，国际上应用硒防治威胁人类的重大疾病 方面( 如肿瘤、心血管病等) 已做了大量研究工作，许多工作仍在进行中。7 0 年代， 我国学者用硒( 主要是亚硒酸钠) 在贫硒地区防治克山病取得了重大突破。以杨光 圻教授1 6 为代表的中国预防医学科学院、以徐光禄教授【7 l 为代表的西安医科大学共 同荣获国际生物无机化学家颁发的1 9 8 4 年度奖章，这是世界上研究硒的生物学和 医学有突出贡献的专项奖。8 0 年代，我国用硒防治大骨节病及肿瘤等方面取得了重 大进展，例如，中国医学科学院肿瘤研究所于树玉教授踟用硒防治江苏启东县的肝 癌取得了从理论到临床应用的硕果。最近，c 触p l 等则报道膳食中以富硒酵母的形 式补充硒的摄入，可使癌症的发病率、死亡率下降5 0 左右。 在实际生物体内，通常硒仅在一个有限的浓度阈值范围内发挥作用，并且仅从 调查统计得到硒与某种疾病的发病率有相关性，并不足以说明它的缺少或过多就是 产生这种疾病( 或毒性) 的原因。可见各种硒化物的不同的生理、生物活性，及其 迁移转化规律，不仅取决于硒的总浓度水平，而且同硒的不同生物化学形态以及不 同生物化学形态下硒化物的浓度水平直接相关。因此，为了阐明硒与疾病和健康的 因果关系，必须将硒的生物化学研究同硒的生物分析化学研究工作充分结合起来。 当前随着分析化学领域同生命科学领域的不断深入交叉融合，建立各种新的分析技 术与新的分析方法研究硒的生物化学形态，进一步探讨硒在生命过程中的行为，显 复豆大擎博士学位论文第1 页 第一章文献综述和本论文概述 然是一个十分重要的研究课题。 1 1 硒的存在形式 无机形态的硒化物f 1 0 】：硒位于第六主族，为准金属元素。地壳中硒的丰度仅为 0 0 5 0 0 9 g ，由于自然因素和人为因素的影响而在自然界中散布。无机形态的硒 主要是以s e ( i i ) 存在的硒化物，如h s e 。，h 2 s e 以及金属硒化物，其中h 2 s e 有毒且 不稳定。硒的金属化合物在土壤中可能是不溶态的；以单质硒s e ( 0 ) 存在的单质 s e 非常稳定，但很难溶解，在溶液中可能以胶态存在：以s e ( i v ) 存在的亚硒酸 及其盐，如h s e 0 3 一，s e 0 3 ，以s e ( v 1 ) 存在的硒酸盐，如s e 0 | 2 等，很稳定，耐碱， 耐氧化。 有机形态的硒化物( 1 1 】：硒直接与碳成纠1 2 】，生物体中存在的有机硒化合物主 要有：硒代半胱氨酸( s e l e n o c y s t e i n eh s e - c h , c h ( n h 2 ) 一c o o n ) ：硒甲基硒代半胱 氨酸( s e - m e t h y l s e l e n o c y s t e i n ec h 3 s e - c h 2 - c h ( n h 2 ) - - c o o h ) ；硒蛋氨酸 ( s e l e n o