生物材料检验各章节重点总结

1、第1章 、绪论第1节 概述一基本概念生物材料(biological material)是生物体的体液(血液)、排泄物(尿液、呼出气)、毛发和试验动物脏器组织的总称。 生物材料检验(analysis of biological material)是研究生物材料中化学物质或其代谢产物或由化学物质引起机体产生的生物学效应指标变化的分析测定方法。 生物接触限值(biological exposure limit, BEL)是为保护作业人员健康，对生物材料(尿、血、呼出气)中污染物或其代谢产物所规定的最高容许浓度，或某些生物效应指标改变所容许的范围。其值相当于健康工人吸入或接触最高容许浓度的毒物时，生物

2、材料中被测物的含量水平。生物标志物可为三类：1.接触性生物标志物2.效应性生物标志物3.敏感性生物标志物。 二 生物材料检验方法的一般要求 1、选择或者建立生物材料检验方法时，必须考虑样品和待测成分的理化性质，特别要注意待测成分在样品中的含量水平和共存成分对测定的影响。2、对分析方法的选择性和灵敏度和准确度有较高的要求。3、自动化程度、分析操作难易程度、试剂易得性、分析周期和成本等因素也是应该考虑的因素。 三、毒物代谢一般机制和排泄途径（一）毒物进入人体的途径环境中的各种化学物质主要通过呼吸道、皮肤黏膜和胃肠道进入人体，而作业环境中化学物质主要通过前两种途径进入人体。血/气分配系数：空气中有毒

3、气体或蒸汽中的浓度可与血液中的浓度达到平衡，平衡时在血液中浓度与肺泡气浓度之比，对每种气体或蒸汽是一个常数即血/气分配系数。意义：血/气分配系数越大表示该气体或蒸汽越易进入血液，而且达到饱和的时间越长。呼出气有混合呼出气和终末呼出气两种。影响呼吸道对毒物吸收的因素1、血/气分配系数2、呼吸深度与速读3、血液循环速度4、气温、气湿，有无其他溶剂共存等都将影响呼吸道对毒物的吸收量。表皮屏障不完整可加速毒物经皮肤吸收。一般外源性化合物在胃肠道中的吸收主要是通过简单的扩撒作用，胃肠道中外源性化合物的吸收过程的影响因素主要有胃肠蠕动频率和外源性化合物的溶解度和分散度。（二）毒物在人体内的分布测定血液样品

4、时应视毒物在血中的分布情况而确定是否选择血清。血浆或全血。（三）毒物在人体内的生物转化外源性化合物在体内经过一系列化学变化并形成其衍生物以及分解产物的过程称为生物转化或代谢转化，所形成的衍生物即代谢物。肾脏、肺、肠等器官也具有一定的代谢转化能力。（四）毒物的排泄途径1. 进入人体的毒物在肝脏等器官代谢或生物转化后，主要经肾脏滤过后随尿液排泄，有部分经胆汁进入肠道，随粪便排泄，也有少量可随乳汁、汗液、精液、月经、指甲和毛发等排出。 四 、检验指标的选择及分类（一）检验指标选择的基本要求1、特异性好2、具有良好的剂量-效应关系3、稳定性好4、有准确可靠的检测方法（二）生物材料检验指标的分类1、化学

5、物质原形2、化学物质代谢产物3、生物效应指标 五、检验结果的评价生物接触指数（BEI）:表示从暴露在某化学物质时间加权平均浓度下的健康工人中所收集的生物材料生物学指标的的水平。 第二节 样品的收集与保存 一、样品种类及其特点1.生物样品的选择原则(1)选用的生物材料中被测物的浓度与环境接触水平或与健康效应有剂量相关关系；(2)样品和待测成分(指标)足够稳定以便于运输和保存；(3)采集生物样品对人体无损害，能为受检者所接受。目前用得最多的生物材料是尿液，其次是血液和呼出气.（一）尿液尿液是最常用的生物材料检验样品，因为采集方便，无损伤，容易被受检者接受，能次啊级较大量的样品。尿样可分为全日尿、晨

6、尿、定时尿和随机尿等，我们需用尿比重法或尿肌酐法校正被测物质的浓度。这里班前指进入工作岗位前1h，班中指的是开始工作后2h至下班前1h，班末指的是下班前1h之内，班后指的是下班后1h之内。（2） 血液血液，特别是静脉血，是最常用的生物材料之一。血液样品可分成全血、血清和血浆。加抗凝剂后分离出的上层淡黄色透明液体为血浆，不加抗凝剂分离出的上层淡黄色清夜为血清。（3） 毛发毛发的代谢缓慢，各种微量元素常在毛发中。采集发样的主要优点是采样时候受检者无疼痛、无创伤，样品易于储存和运输，不需要特殊容器，样品稳定性好。头发表面易受空气污染物的影响，采样后需用洗涤的方法出去表面沉积物，洗涤过程和残留的洗涤剂

7、均有可能对测定结果带来影响。（4） 呼出气1.呼出气主要成分是二氧化碳、水蒸气和微量易挥发性有机组分。2.呼出气的优点是样品收集方便，可以连续采样，样品中的干扰物质比较少，容易为受试者所接受，缺点是被测物含量较低，需要浓缩采样或者需要灵敏度更高的分析方法。3.用于生物监测的其他的生物样品有指甲，牙齿，分泌物等。二、样品的收集运输保存和取样（一）一般要求1.采样时间生物半减期：是指进入生物体内的化学物质的量通过各种途径消除一半所需要的时间。2. 采样环境3. 采样容器：采样前用酸溶液浸泡过夜，洗净晾干。4. 样品运输和保存5. 采样记录（2） 样品采集和保存1. 尿样：通常将尿样收集于洁净的50

8、0ml硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶中，24小时尿样则收集于容积较大的瓶中。采样后需尽快测定尿比重或肌酐含量，以便对测定结果进行校正。2.尿样测定结果的两种校正方法：校正方法有比重校正法和肌酐校正法两种。(1)比重校正法：将尿中被测物浓度校正为标准比重(我国规定尿样的标准比重为1.020)下的浓度，校正公式为：C校=C（1.020-1.000）（d-1.000）=CK式中C校-经校正后尿中待测成分的浓度(mg/L)；C-测得的尿中待测成分的浓(mg/L)；1.020-为我国采用的尿的标准比重；d-实际测得的尿样比重；K-校正尿比1.020的系数。(2)肌酐校正法： 在一般情况下饮食、饮水量和利尿剂对肌酐

9、的排出率没有太大影响，健康人一天排尿所排出的肌酐量变化很小，一般在1.8g左右。因此，可用经尿液排出1g肌酐所相应的待测成分的量来表示尿中待测物的浓度,或经尿液排出1.8g肌酐所相应的待测成分的量来代表全天尿中待测成分的含量。校正公式为：尿中待测成分浓度（mgg肌酐）=实测浓度（mg/L）肌酐浓度(g/L)尿中待测成分浓度（mgd）=实测浓度（mg/L）肌酐浓度(g/L) 1.8g/d2.血样通常采集静脉血或者末梢血为样品。取末梢血时候不得用力挤压采血部位，尽量让其自然流出，并弃去第一滴血，避免因组织液渗出将血样稀释。2. 发样通常用不锈钢剪刀采集距离头皮约2.5cm的发段1-2g。3. 呼出

10、气采集呼出气可用塑料袋和玻璃管等。4. 其它样品（3） 取样分析原则1. 血液、尿及其他体液必须充分混合后再取样分析2. 骨和脏器样品应剔除脂肪和结缔组织等异体物质后，彻底粉碎、充分混匀后才可称取分析样品。3. 贮存于低温冷冻的样品4. 烘干粉碎、磨细或剪碎的发、骨及其他脏器组织的干样，称样前必须干燥至恒重。5. 称取样品的量应保证样品的代表性，其中待测物质的浓度或量必须满足分析方法的定量下限。 第三节 生物材料样品的预处理 一、 无机元素分析的样品预处理1. 基本要求1、避免待测元素损失及污染2、尽可能减少化学试剂的用量3、操作简便省时4、待测组分回收率达到分析要求5、操作过程安全性高。（1

11、） 稀释法（2） 酸提取法（3） 矿物化法破坏生物样品中有机物的方法有湿消化法和干灰化法1、湿消化法 用强氧化性酸和其他氧化剂，结合加热，使样品中所有有机物破坏，待测成分变成易溶的盐类。常用的氧化性酸有硝酸、硫酸和高氯酸，氧化剂有高锰酸钾和过氧化氢等。（1）硝酸-高氯酸法：氧化能力强，反应速度快，消化温度低，挥发损失小。由于硝酸和高氯酸的沸点均较低，过量的酸液容易挥发除去。(2)硝酸-高氯酸-盐酸法：本法用于示波极谱法测定尿中铅镉等元素的测定。加入盐酸的目的是与锡生成氯化物蒸发除去，消除锡对极谱测定的干扰。(3)硝酸-高氯酸-硫酸法：是应用最广泛的一种有机物破坏方法，适用于除挥发性元素外的金属

12、毒物测定时，各种生物样品的处理。加入硫酸后，可适当地提高消化温度，充分发挥硝酸和高氯酸的氧化作用，防止烧干。(4) 硫酸-高锰酸钾法：利用高锰酸钾-硫酸在低温下氧化尿中有机物，再用盐酸羟胺或过氧化氢将过量的高锰酸钾褪色，此法专用于分析尿汞时样品的消化。2、干灰化法 干灰化法操作简便，加入试剂少，空白值低，特别适用于大批样品的处理。但干灰化法使用的温度高，待测成分易挥发损失，同时待测成分被坩埚材料吸留，难于溶出，使回收率降低。为了帮助灰化，降低待测成分的挥发和吸留损失，可加入适当的助灰化剂，如硝酸、硫酸、硝酸镁和氧化镁、氢氧化钾等。（四）加压分解法（五）微波消解法（六）酶分解法 二、有机物分析样

13、品的预处理（一）预空法（二）水蒸气蒸馏法适用于分离纯化挥发性化合物（3） 溶剂萃取法是利用待测组分与样品的干扰杂志在互不相溶的两种溶剂中的分配系数不同而达到分离。（4） 固相萃取法（5） 固相微萃取法（6） 其他提取方法 第四节 生物材料检验质量控制生物材料检验的特点是样品基体复杂，大多数被测物质都是衡量组分。质量控制实际上就是对实验误差进行控制。 一 生物材料检验质量控制一般方法实验室质量控制包括实验室内部质量控制和实验室间质量控制（1） 实验室内质量控制的基本条件1. 实验室管理2. 检验人员培训3. 实验室环境4. 仪器设备及容器5. 化学试剂和实验用水（2） 测试过程中的质量控制1.

14、分析方法选择优先选择国家标准分析方法，若无国家标准方法，应选择灵敏度高、选择性好、准确度高、精密度好和相对快速的分析方法。2. 样品的采集和处理3. 分析误差与评价由空白实验的批内标准偏差计算分析方法的检出限；比较各溶液的批内变异和批间变异；比较样品、加标样品与标准溶液测定结果的标准偏差；计算样品的加标回收率。（3） 绘制质量控制图1.目的在于对日常分析系统进行经常性核对，以便及时发现问题，分析原因，采取措施。2.最简单和常用的质控图是均值质控图。3.质控图有多种类型，包括均值控制图、空白实验值控制图、回收率控制图、均值-极差控制图等。（四）实验室间质量控制最常用的方法有标准物质检验法和双样图

15、法。 二、标准物质及其在生物材料检验中的应用（1） 标准物质我国生产的标准物质分为两个等级，即一级标准物质和二级标准物质标准物质具有如下特征：1、定值的准确度具有国内最高水平，每一种出证的特性量值都附有给定置信水平的不确定度；具有国家统一编号的标准物质证书；均匀性保证在定值的精度以内，且稳定性在一年以上，具有规定的合格的包装形式。2、二级标准物质：其特性量值通过与以及标准物质直接比对或用其他准确可靠的分析方法测试而获得，准确度和均匀性能满足一般测量的需要，稳定性在半年以上，或能满足实际测量需要，报国家计量局直接备案3、实验室还经常使用质量控制样品，其作用是在一定范围内用于分析过程的质量控制，保

16、证分析结果的精密度及准确度。（2） 标准物质的作用及选用原则1. 标准物质的作用：用于评价分析方法和测定结果的准确度；用于校准物校准各种测试仪器；作为检验工作的标准和用于分析质量保证工作。2. 标准物质选用原则和注意事项（1） 基本组成：组分越接近越好（2）浓度水平：要选择浓度水平合适的标准物质（3）要注意标准物质证书中规定的有效期限（4）必须子啊分析系统达到稳定后再使用标准物质，否则分析系统不稳定和噪声高、灵敏度低或存在明显的系统误差，即使使用标准物质也无意义。第五节 生物材料样品正常参考值的制定一、人体生物样品正常参考值及其意义人体生物样品正常参考值值正常人的各种生理数据，组织或排泄物中各

17、种成分的含量等。正常参考值的意义：1. 对某地区居民的血尿或头发等生物材料中有毒有害物质如微量元素的测定，可为该地区的生活环境污染状况提供依据；2. 测定职业工人的尿血或头发中的有害物质的含量，为职业中毒诊断和疗效观察提供重要的参考依据，同时还可用于工作环境污染状况的评价；3. 测定正常参考值可用于评价生活环境质量与人体健康效应，为疾病的诊断地方病的防治和诊断以及青少年生长发育状况提供依据；4. 测定正常参考值为制定或修改卫生标准提供重要的科学依据。 二、制定正常参考值的一般步骤及有关注意事项（1） 指定正常参考值的一般步骤及其有关注意事项包括：1、选择足够数量的正常人作为研究对象2、根据所测

18、定项目的要求采集适宜的生物材料样品3用已经建立并经验证的方法对采集的样品进行准确测定4.用统计学的方法处理测定结果并计算正常参考值、（2） 制定正常参考值有关注意事项1、 监测对象的选择2、 判定分组3、 样本含量4、 分析测定5、 确定单双侧6、 选择适当的百分比范围7、 选择计算正常参考值范围的方法第二章 金属元素的测定 凡含量为人体总重量的0.01%以上者为宏量元素，含量0.01%者称为微量元素。很据元素在体内的作用又可分为必需元素、治疗用元素和有毒元素。（也有人分为必需元素、可能必需元素和非必需元素） 必需元素应满足以下条件：这种元素存在于一切健康机体的所有组织中在组织中的浓度相当恒定

19、缺乏钙元素时，能在不同组织中相似的结构和生理功能性异常补充该元素能够防止此类异常变化补充该元素可以使失常的功能及结构恢复正常目前公认的必需微量元素有14种：铁、铜、锌、锰、铬、钴、镍、硒、钼、钒、锡、氟、碘、锶治疗用元素有：金、铝、铋、镓、锂、铂、锗等有毒元素有：铅、铬、砷、汞、银、铍、锑、碲和铊第一节 铜 铁 锌一、理化特性铜（Cu）：为带红色光亮光泽，有较好的延展性金属，电热的良好导体。在干燥的空气中较稳定。主要氧化态有+1和+2价。铁（Fe）：银白色金属，比较活泼，在空气中易腐蚀，常见价态为+2、+3价。锌（Zn）：有光泽的蓝白色金属，延展性好，可制成多种合金，主要价态为+2。二、代谢和

20、生物监测指标一般成年人体内含铁35g，其中肝脾含量最高。铁主要经胆汁、粪便、尿排出，也可经皮肤、汗液、毛发排出。 铁过量和中毒现象很罕见，误服大量的铁制剂可能会造成铁中毒。在肝脏中蓄积，从而损害肝脏、脑下垂体、肾脏及甲状腺的机能。中毒症状为呕吐、腹泻、腹痛、黑便、胃肠炎、胃肠道出血、急性肠坏死等。锌的生物学作用：可作为多种酶的功能成分和激活剂 促进机体生长发育 促进维生素A的正常代谢和生理功能 参与免疫功能过程体内锌主要经粪便、尿、汗、乳汁、毛发等排出。 锌摄入过多可引起急性中毒。多由空气或水污染、误服等造成。中毒的主要症状有腹痛、呕吐、腹泻、里急后重、厌食等，由呼吸道进入则表现为低热、感冒样

21、症状、食欲不振等。三、样品采集及保存 铜铁锌测定的样品主要是血液（以血清最常见）和头发，偶尔采用骨、组织和体液等。血样短期保存在4冰箱中。长期保存在-20冰箱中。四、血清中铜铁锌的测定火焰原子吸收法是最方便，最广泛的方法。6. 原理 经处理后的血清样品溶液喷入空气-乙炔焰中，被测元素转变成基态原子蒸汽，基态原子蒸汽吸收由该元素空心阴极灯辐射出的特殊谱线产生分析信号，与标准比较定量。7. 样品处理 取血清样品用1%硝酸或6%正丁醇溶液稀释510倍，混匀备用。8. 注意事项 由于铁的谱线较多，应选用比较窄的光谱通带以防止谱线干扰。 第二节 钙和镁一、理化特性钙（Ca）银白色，在空气中与氧缓慢作用，

22、与冷水作用缓慢。钙是碱土金属中最活泼的元素。氧化态为+2。镁（Mg）银白色，能和大多数非金属和酸反应。氧化态为+2。二、代谢和生物监测指标钙不但是骨骼和牙齿的主要组成成分，还具有参与细胞分裂、增殖、收缩、运动、凝集、分泌、兴奋活动等重要生理功能。钙的主要作用：维持细胞的通透性 维持正常的神经兴奋的传递和肌肉的收缩舒张 帮助血液凝固并调控血液酸碱平衡 参与或激活多种酶的活性 刺激精子的成熟 除去结肠膜上癌灶性物质人体钙主要通过尿、汗、乳汁和粪便排出。三、血中钙和镁的测定2、 样品处理 取血清样品并用1%的硝酸稀释20倍，混匀备用。骨样可在800下干灰化0.5h，将样品转移至适宜容器中，加2ml浓

23、硝酸溶解，待完全溶解后用纯水定容，稀释100200倍，备用。第五节 铅一、理化性质铅（Pb）灰蓝色或银灰色的软金属，四乙基铅曾作为汽油防爆剂，是大气铅污染的主要来源之一。二、代谢和生物监测指标铅及其化合物可通过呼吸道、消化道吸收，少数化合物可通过皮肤吸收。吸收的铅很快进入血液并分布到各个软组织，以肝、肾、肺的浓度最高，以后又重新分布，主要进入矿化组织，如骨骼和牙齿。血铅浓度常代表近期的环境暴露水平，进入血液的铅约96%存在于红细胞。铅主要通过粪、尿排出另外也可通过乳汁、唾液、汗液排出。血铅和尿铅为铅接触和铅负荷的主要生物监测指标。血铅浓度常被用于衡量铅的暴露水平。尿铅浓度是测定体内铅负荷的最好

24、指标。三、样品采集及保存1、 尿样 收集一次尿样，测量比重，如不能立即分析，按1%的比例加入硝酸，在4冰箱内可保存2周。2、 血样 采末梢血常取于手指或耳垂，在皮肤上迅速针刺一定深度，让血自然流出，不宜用力挤压，以免组织液稀释血液影响结果。四、尿铅和血铅的测定1、二硫腙比色法 是测定尿铅和血铅的经典分析方法，只需一台可见光分光光度计便可。但是接触氰化钾和三氯甲烷等有害物质。2、萃取-火焰原子吸收光谱法3、石墨炉原子吸收光谱法 只需将尿样和血样稀释后便可直接测定。（一）石墨炉原子吸收光谱法注意事项：（1）基体改进剂的作用：由于尿样组分复杂不恒定，故常在尿样中加入集体改进剂（4%磷酸二氢铵-6%抗

25、坏血酸），能有效地克服基体干扰。 （2）背景吸收的减免：装有塞曼效应或自吸效应背景校正的仪器均能正确地扣除背景。第六节 镉一、理化特性镉（Cd）略带淡蓝的银白色金属，质软并富有延展性。在空气中稳定。二、代谢和生物监测指标镉是一种有毒元素，在人体内蓄积性很强，主要蓄积在肾脏和肝脏，约占总蓄积量的50%。最早影响肾功能和肝功能，主要表现为低分子蛋白尿和肺水肿症状。慢性镉中毒还可引起骨质疏松或骨质软化。WHO推荐，无职业接触者血镉正常值一般在5ug/L以下，职业接触工人血镉生物限值为5.1ug/L。尿镉主要反映体内镉的负荷量。三、样品采集及保存2. 血液8、 末梢血9、 静脉血（2） 尿液尿液一般收

26、集晨尿和全日尿，在无污染环境中进行。四、血和尿中镉的测定（1） 火焰原子吸收分光光度法（2） 石墨炉原子吸收分光光度法（3） 微分电位溶出法第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定接触途径：冶炼、化工、农药、合成橡胶、非金属矿开采、电子工业第一节 一氧化碳一、 理化性质CO为无色、无臭、无刺激性的有毒气体。燃烧时成蓝色火焰，高温下与硫反应生成羰基硫，与过渡金属反应生成金属羰基化合物。二、 代谢和生物监测指标1、人体接触一氧化碳有职业接触和非职业接触两种。职业接触：冶金工业中炼焦、炼铁、铸造、热处理，化学工业中合成氨、生产光气、丙酮、甲醇；煤矿瓦斯爆炸；非职业接触：民用煤炉、汽车尾气、吸烟。2、中

27、毒机制：CO进入机体后，与血液中血红蛋白生成碳氧血红蛋白，影响血氧血红蛋白的解离，阻碍氧的释放。3、CO与血红蛋白的亲和力比氧与血红蛋白的亲和力高200300倍，而碳氧血红蛋白比血氧血红蛋白的解离速度慢3600倍。血液中形成的碳氧血红蛋白和血氧血红蛋白的比例在很大程度上取决于CO和O2的分压。4、检测指标：1）碳氧血红蛋白。轻度中毒浓度10%，中度中毒30%，重度中毒50%。 2）呼出气中CO含量。三、样品采集及保存1、呼出气 采样应在接触CO 3h后临近工作班末进行，收集终末呼出气。如无便携式直读仪器，可保存于采样管和采气袋中，立即密封。2、血液 在接触CO 3h 后工作班末或接触最高浓度时

28、采样，采集静脉血或末梢血。4冰箱保存，一般可保存一周。四、血中碳氧血红蛋白的测定（一）分光光度计法1. 原理：1) 血液中含四种血红蛋白成分:还原血红蛋白、氧合血红蛋白、碳氧血红蛋白、微量高铁血红蛋白2) 利用还原剂将氧合血红蛋白和高铁血红蛋白还原成血红蛋白3) 待测血样在420nm、432nm下有最大吸收峰2. 样品采集与保存：采集末梢血于4冰箱中保存3. 测定方法（1） 摩尔吸光系数的测定：用同一浓度的血样制的Hb夜和HbCO液，测定其在430nm和420nm两个波长下的吸光度值，代替摩尔吸光系数。（2） 血样测定4注意事项：（1）所用氮气和氧气应为高纯度的，若不纯，则含微量的CO，干扰测

29、定结果。（2）连二亚硫酸钠遇睡易分解，在空气中易被氧化失效，应以小瓶分装使用，避免接触空气和水分。（3）必须使用新鲜血液。（4）测试液尽量避免接触空气，及时测定，否则会造成结果偏低。第二节 二硫化碳一、 理化特性二硫化碳在常温下为无色透明、略带芳香味的液体，工业呈微黄色，并有烂萝卜气味。是挥发性、易燃性、爆炸性、腐蚀性都很强的物质。二硫化碳体内代谢产物TTCA，其是二硫化碳与谷胱甘肽结合所生成的特异性产物。二、 代谢和生物监测指标1、 二硫化碳是一种气体麻醉剂，损害神经和血管，对皮肤有刺激作用，皮肤接触有灼烧、麻木感。短时间吸入高浓度二硫化碳可发生严重急性中毒，重度中毒可短时间呈兴奋状态，继之

30、出现谵妄、昏迷、意识丧失。2、 吸入途径：呼吸道和皮肤3、 人体接触3060mg/m3浓度的二硫化碳后不久尿中就有TTCA排出，尿中TTCA浓度在接触结束时达到峰值，随后逐渐下降。4、 检测指标：尿中TTCA和终末呼出气中二硫化碳四、尿中TTCA测定应用高效液相色谱法测定尿中TTCA原理：尿样经盐酸酸化后，用乙醚提取TTCA，浓缩后注入液相色谱仪，用紫外检测器在273nm波长下测定。以保留时间定性，峰高定量。本法最低测定浓度为20ug/L（1ml尿样）；测定范围040mg/L。 第三节 硒二、代谢和生物监测指标1、硒是人体必需的微量元素。它是谷胱甘肽过氧化酶的活性中心，和维生素E一起能阻断自由

31、基的连锁反应。硒具有抗氧化作用，能保护细胞免受过氧化物损伤。硒能清除体内自由基，具有抗肿瘤作用。缺硒还能引起克山病、大骨节病的发生。2、检测指标：尿硒（国外正常值为4.846ug/L;国内均值为2482ug/L）、血硒(国外正常值为0.0570.32ug、L；国内均值为0.197ug/L)四、尿和血中硒的测定（一）荧光分光光度法（二）原子荧光光谱法（三）氢化物发生-原子吸收光谱法第四节 碘二、代谢和生物监测指标1、碘是人体必需的微量元素，是甲状腺的重要组成部分。正常情况下，血液中碘大部分是以蛋白质结合的形式存在（大部分是T4和T3的碘），其次是血浆中无机碘。 缺碘可导致单纯甲状腺肿大，还可导致

32、小儿脑发育障碍、智力低下。机体中碘过量可引起碘性甲亢、碘性甲肿和碘性甲低等问题。2、生物检测指标：尿碘、血清碘第五节 砷一、 理化特性单质砷有黑色、灰色、黄色三种同素异构体。砷的化合物种类很多，如砷化氢、砷的硫化物、氧化物、砷酸铅、砷酸钙等二、 代谢和生物监测指标1、 砷的职业接触主要是金属矿开采和砷的精炼过程。2、 砷可经呼吸道、皮肤、消化道进入体内。人体内的砷化物90%以上在红细胞内，与珠蛋白迅速结合并随血液循环分布到身体各组织和器官，尤其毛发、指甲、骨骼中的砷可形成牢固的储存库。3、 体内吸收的砷主要从尿中排出。向外排出的砷主要为五价砷，三价砷在体内引起甲基化生成甲基砷酸和二甲基砷酸。三

33、价砷化合物比五价砷化合物排出慢，毒性也高。4、 生物检测指标：尿砷（正常参考值为12260ug/L平均值为130ug/L）、毛发砷（平均值为0.8ug/L）四、尿和发中砷的测定（一）DDC-Ag分光光度法1、 原理：在砷化钾和酸性氯化亚锡存在下，使五价砷还原为三价砷，然后与新生态氢反应，生成砷化氢气体。砷化氢气体首先通过乙酸铅浸泡过棉花出去硫化氢，然后通入DDC-Ag(二乙基二硫代氨基甲酸银)的三氯甲烷溶液中，银杯砷化氢还原成红色胶态银，可在520nm波长测定其吸光度。2、 样品处理（1） 尿样：先用硫酸和硝酸消化至三氧化硫冒白烟，冷却，加高氯酸加热至溶液透明，冷却后转入砷化氢发生瓶中。取相同

34、体积的蒸馏水做空白对照。（2） 发样：取洗净发样，先用硫酸和硝酸消化至棕黑色，去出冷却，加硝酸数滴在加热消化直至无色或淡黄色，冷却，再加高氯酸直至产生白色烟雾，冷却后加水，继续加热至再次冒白烟即可。冷却后转入砷化氢发生瓶中，同样做空白试验。第四章芳香烃及其代谢产物的测定 芳香烃：分子结构中含有苯环的烃类的统称。 芳香烃的分类：单环芳香烃（苯及其同系物），多环芳香烃（联苯，联多苯，稠环芳香烃）。 芳香烃在乙醇中的溶解度，随侧链上碳原子数的增加而降低，但沸点随分子量的增加而升高。 苯环上含有的取代基团较苯本身更易被氧化。 芳香烃中毒一般由于吸入其蒸气所致，经肠胃道吸收较快，不易经皮肤吸收。 甲苯比

35、苯和乙苯的急性毒性稍强，支链越多，毒性作用越低。在慢性毒性方面，绝大多数芳香烃对神经系统有毒作用；少数可致造血系统损坏，其中苯毒性最强。液态芳香烃对皮肤，粘膜有刺激作用。皮肤经刺激可引起皮炎，吸入肺中可引起肺水肿，出血，发炎等。芳香烃化合物的来源除苯并a芘外，是以芳香烃为原料的化工企业如合成橡胶等生产过程产生。苯并芘产生于各种燃料的不完全燃烧及有机物的热解过程。芳香烃化合物的生物监测指标：呼出气中芳香烃化合物的原形，尿中的代谢产物。 第一节 苯一、理化特性苯：煤焦油分馏或经石油裂解的产物，常温下为特殊芳香味无色透明液体，极易挥发，微溶于水，与有机溶剂互溶，易溶于油和脂肪，能与氧化剂发生剧烈反应

36、，不能与乙硼共存。 酚：又名苯酚、石炭酸、羟基苯，是苯在人体内的主要代谢产物，随尿排出。白色半透明针状结晶，有特殊气味有毒有腐蚀性。暴露在空气中易变红色。2、 代谢和生物监测指标 苯进入人体的途径：以呼吸道为主，经皮肤吸收少，液体经消化道吸收完全。 苯进入人体后主要分布在含脂质较多的组织和器官中。 苯属中等毒类有机化合物，为致癌物，急性毒作用主要抑制神经中枢，慢性毒作用主要抑制造血机能及神经系统，造成再生障碍性贫血和白血病。液态苯可由呼吸道直接吸入，引起肺水肿和出血。 苯在人体内的代谢：50%以原形经呼吸道排出，10%以原形贮存于体内各组织，40%在肝脏代谢。 酚为苯的主要代谢产物，尿中酚可作

37、为监测苯接触的指标。并认为当尿酚值大于10mg/L时，提示有苯的接触。正常人尿酚水平为2 18mg/L，平均58mg/L。ACGIH规定接触苯时尿中总酚的生物接触指数为50mg/L（班末）。 呼出气中苯的含量也可作为监测苯接触指标。 由于个体差异较大，尿酚仅适合作群体接触程度的监测指标，又由于接触苯酚时，尿酚浓度也会升高，所以测定呼出气中苯最为确认实验。三、样品采集及保存 呼出气和尿样常作为接触苯的生物监测指标试样。 1.呼出气 采集接触苯后次日班前的终末呼出气，气样在分析前需浓缩。常用吸附剂有Tenax-GC,活性炭等。方法：采集时让受试者正常呼吸1min后，将采气管两端活塞打开，采气管一端

38、含入口中，向管内吐气，吐气完毕关上活塞；室温运输和保存，在室温保存能稳定6小时，24小时后损失率明显上升。 2、尿样 正常人取晨尿，对苯接触者取班末尿为宜。四、呼出气中苯的分析 气相色谱法： 1、原理 终末呼出气样品收集在50ml呼出气采集管内，然后用清洁空气将样品吹入活性炭管内，使样品中的苯吸附在活性炭上，最后于280热解吸，载气将释出的苯带入FFAP柱中，氢火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。 2、样品处理 37恒温箱中2小时取出，尽快与活性炭管连接，用100ml注射器，用清洁空气将呼出气吹过活性炭，使苯吸附在活性炭上，供测定。 3、仪器及操作条件 色谱柱：2m X 3

39、mm FFAP：6201红色担体=15:100 柱温110 气化室温度150 检测室温度150 载气流速：35ml/min。 4、注意事项（1）采样应在无污染室内进行（2）当回收率低于75%时检查六通阀是否泄漏，或是否需要更换活性炭。（3）本实验条件下，苯与乙醇分离不完全。五、尿中苯酚的测定测定方法：分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法。 （一） 气相色谱法1、原理 尿样经加热酸解，用乙醚萃取苯酚，经色谱柱分离，氢火焰离子化检测器检测以保留时间定性，峰高或峰面积定量。2、样品处理 取5ml尿样于具塞试管中，加入1ml盐酸摇匀加塞。于90水浴1h后冷至室温，加水稀释至10ml。加3ml无水乙醚

40、，密塞振摇1min，静置分层，将乙醚层补足体积至3ml，必要时离心，乙醚层供检测。3、仪器操作条件 如要分离苯酚及邻、间、对甲酚用液晶柱；如要将苯酚与对甲苯分离，用FFAP柱4、注意事项 （1）乙醚层补足一定体积。 （2）采用峰高，外标法定量，气相色谱操作条件对测定的影响大，可采用内标法定量，以硝基苯作内标物（3）对甲酚是人尿中的正常成分，可与苯酚共存。（二） 4-氨基安替比林分光光度法第6章 原理 尿样在酸性条件下水解，游离酚随水蒸气蒸出，碱性条件下，于氧化剂铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应生成红色化合物，比色定量。3、注意事项（1）外源性酚的污染可用测定游离酚的办法来检查（2）4-氨

41、基安替比林与间甲酚、邻甲酚有与苯酚类似的显色反应，但此二者在尿中一般不存在。对甲酚虽生理性排泄量比较大，但其对显色基本无干扰。 （3）尿样预处理如果用直接蒸馏法，则尿酚回收率较低，约70%。第二节 甲苯和二甲苯一、理化特性甲苯和二甲苯均为无色透明有芳香味的易挥发性液体。二甲苯有三种同分异构体，理化性质相似。甲苯体内代谢产物马尿酸，二甲苯体内代谢产物甲基马尿酸。二、代谢和生物监测指标常温常压下以蒸汽态存在于空气中，经呼吸道吸入人体，液态可经皮肤，消化道吸收。人体中甲苯主要分布在脂肪组织、肝脏、肾、脑、血清中；二甲苯在脂肪组织、肾上腺、骨髓、脑、血液和肝脏组织中。甲苯和二甲苯为低毒类有机化合物，毒

42、性作用表现在大剂量时对中枢神经系统抑制作用和对皮肤黏膜的刺激作用。尿中马尿酸作为甲苯的监测指标是非特异性的。以静脉血中甲苯作为监测指标。甲基马尿酸可作为二甲苯的监测指标。终末呼出气中甲苯的解除限值我国为班末1530min为20mg/m3，班前为5mg/m3。尿中马尿酸职业接触生物限值我国为1.5g/g肌酐（班末）。三、样品采集及保存1、呼出气 终末呼出气为甲苯和二甲苯的特异性监测指标。2、尿样 由于马尿酸的半减期较短，采样时间要严格控制。样品4可保存2周，-20保存一个月。四、呼出气中甲苯和二甲苯的测定方法：气相色谱法和气相色谱-质谱连用法。 （一）气相色谱法1、原理 用Tenax GC吸附管

43、浓缩采样 分析时将Tenax GC吸附管放入热解吸仪中，250解吸后，由氮气直接载入色谱柱分离，氢火焰离子化检测其检测，保留时间定性，峰高或峰面积定量。2、色谱分析参考条件 （二）气相色谱-质谱联用法 此法定性更为准确可靠。五、尿中马尿酸和甲基马尿酸的测定方法：分光光度法、气相色谱法、高效液相色谱法（最常用） （一）吡啶-苯磺酰氯光度法测定尿中马尿酸1、原理 尿中马尿酸在吡啶或喹啉存在下，与苯磺酰氯反应生成黄色化合物，在乙醇溶液中于470nm波长下比色定量。2、样品处理和测定3、注意事项 （1）尿样颜色较浅，又经多倍稀释时，可不做尿样空白，因其对最终结果影响较大。 （2）试剂加入顺序不能颠倒

44、（3）喹啉与苯磺酰氯的比例对马尿酸的显色有显著影响 （4）本法干扰因素较多，采样时应同时收集接触前的尿样以及非接触者的尿样，作为对照。 （5）甲基马尿酸对马尿酸测定有正干扰。 （二）高效液相色谱测定法1、原理 尿样中马尿酸和甲基马尿酸经酸水解后用乙酸乙酯萃取，最后经反向C18色谱柱分离，紫外检测其检测，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。2、仪器操作条件3、样品处理和测定 取1ml尿样于10ml离心管中，加0.1ml盐酸溶液（1+1）、0.3g氯化钠和4ml乙酸乙酯，于旋涡混合器上混合1min，以1000r/min离心5min，取0.4ml乙酸乙酯层于具塞试管中，70水浴中挥干。加1ml水溶解残

45、留物，进行测定。第三节 乙 苯一、理化特性 乙苯经人体的主要代谢产物扁桃酸（MA），又名苯乙醇酸、苦杏仁酸等。见光易变色有腐蚀性。二、代谢和生物监测指标乙苯属低毒类有机化合物，高浓度引起神经中枢系统反应。经呼吸道进入人体为主，消化道为次，皮肤一般不吸收。三、样品采集及保存呼出气中乙苯和尿中扁桃酸为监测指标。 （一）呼出气参照甲苯，二甲苯的采集方法。 （二）尿样班后尿样，立即测定。酸化后的尿样可在-20保存一个月。五、尿中扁桃酸的测定 方法：高效液相色谱法、气相色谱法 高效液相色谱法1、原理 尿样加盐酸酸化后，经二氯甲烷-异丙醇混合溶液萃取、浓缩进样，由反向C18色谱柱分离，紫外检测器检测。以保

46、留时间定性，内标法峰面积定量。2、色谱条件3、样品处理和测定4、注意事项 （1）二氯甲烷沸点低易被氮气吹干，酸性条件下对尿中杂质萃取较少，对扁桃酸的萃取率很低。混合萃取溶剂在室温较高时易挥发，故标准曲线应定期核对。 （2）流动相中的磷酸能有效抑制扁桃酸的电离，改善峰形有利于色谱分离。 （3）样品的PH值，柱温以及甲醇在流动相中的比例均影响扁桃酸与尿中其他物质的分离效果，测定时须实际调整操作条件。 第四节 苯 乙 烯一、理化性质苯乙烯：无色至淡黄色折射率很高的油状液体。苯乙烯体内代谢产物有苯羟乙酸和苯乙醛酸。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。苯乙烯在人体和动物体内均无蓄积。我

47、国规定的生物接触限值是尿中苯乙醇酸加苯乙醛酸班末295mmol/mol肌酐（400mg/g肌酐），或下一班前120mmol/mol肌酐（150mg/g肌酐）三、样品采集及保存1、呼出气 用玻璃采样管采集样品2、尿样 班后尿或下一班前尿80100ml，低于10下运输。置于4冰箱保存7d，-20保存2周。四、呼出气中苯乙烯的测定1、原理 用Tenax吸附管或活性炭管采集的呼出气中苯乙烯，热解吸后进样。经聚乙二醇6000柱分离后，氢火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。2、色谱分析条件3、注意事项（1）注射器配置的苯乙烯标准气要在短时间内应用（2）苯乙烯适宜热解吸温度300350，计算结果

48、时应用解吸效率校正。五、尿中苯乙醇酸和苯乙醛酸的测定 方法：气相色谱法，高效液相色谱法。 第五节 苯并【a】芘3. 理化特性苯并a芘是有机物和含碳燃料热解过程的产物。致癌性强1-羟基芘是芘的一个主要代谢产物。4. 代谢和生物监测指标致癌性强1-羟基芘是芘的一个主要代谢产物5. 样品采集和保存采集接触者班后尿样50100ml，用玻璃瓶采样后立即侧比重。6. 尿中1-羟基芘的测定 方法：高效液相色谱法和同步荧光测定法。第五章芳香族硝基和氨基化合物及其代谢产物的测定苯的氨基和硝基化合物的生物监测指标主要是血中高铁蛋白及尿或血中各种代谢产物。第一节 苯胺一、理化特性苯胺为无色油状液体，易挥发，具有特殊

49、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。苯胺体内代谢产物是对氨基苯酚无色、白色或淡黄色结晶。二、代谢和生物监测指标苯胺可经过呼吸道、皮肤和消化道进入，经皮肤吸收是引起中毒的主要原因。经呼吸道进入的苯胺，经氧化后可形成苯基羟胺，然后再氧化成对氨基酚，与硫酸、葡萄糖醛酸结合经尿排出。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，故血样和尿样常用作接触苯胺的生物监测指标试样。三、样品采集和保存苯胺需在班末或班后2h内采样。用100ml玻璃瓶收集接触者班后尿样，常温下待会实验室于4冰箱中可保存3d。采样前应了解受检者是否服用药物。四、尿中对氨基苯酚的

50、测定尿中对胺苯酚的测定方法有分光光度法、高效液相色谱法和薄层层析法等(一)盐酸萘乙二胺光度法1.原理 尿样家盐酸水解后，于中性溶液中用乙酸乙酯萃取对氨基酚，再酸化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。2.样品处理和测定 3.注意事项（1）在采集尿样前了解受检者是否服用磺胺、扑热息痛等药物，并做好记录。（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）由于对氨基酚的氨基受羟基影响，与亚硝酸钠作用后，与盐酸萘乙二胺在常温下显色较慢而不稳定，应选择在60水浴保温1h后立即显色，显色溶液在30min内保持

51、稳定。（二）高效液相色谱法1.原理 尿样加盐酸加热水解后，在酸性条件下用乙酸乙酯提取出去部分干扰物，然后在中性条件下用乙酸乙酯提取尿样中对氨基酚，用高效液相色谱法测定。以保留时间定性，用峰高或峰面积定量。2.样品处理和测定 3.仪器操作条件 反相C18键合固定相色谱柱：250mm4.6mm；柱温：50；流动相：甲醇-水=30+70；流速：1.0ml/min；检测波长：254nm.4.注意事项（1）采样后应尽早加酸丶，低温保存。（2）尿中对氨基酚部分以结合态存在，为测定对氨基酚总浓度，须将结合态对氨基酚水解，尿样中加酸后，于沸水浴中加热1h，可完全水解。（3）水解后尿样中有未知组分，在中性条件下

52、能与对氨基酚一起被萃取出来，干扰测定。因此，必须在酸性条件下，用乙酸乙酯预萃取，除掉干扰物，然后再于中性条件下萃取对氨基酚，预萃取过程中对氨基酚基本无损失。（4）用碱溶液调节溶液PH值不易控制，而用固体磷酸氢二钾调节，操作简单，但加入量要足够，否则影响萃取率。第二节 硝基苯一、理化性质硝基苯未无色或淡黄色具有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对-硝基酚（PNP）为白色或黄色片状晶体，有强还原性。二、代谢和生物监测指标硝基苯属脂溶性化合物，主要经呼吸道、皮肤、消化道吸收。硝基苯在体内转化为对硝基苯酚和对氨基酚与葡萄糖醛酸和硫酸结合

53、，随尿排出，少量由肺排除。硝基苯接触者尿中对硝基酚和对氨基酚的排出量明显增高，所以，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 用具盖乙烯塑料瓶采集接触者班后尿样，尽快测量比重，若用邻甲酚分光度法检测，则要求100ml加3滴甲醛，置于4冰箱中可保存3d。若用高效液相色谱法，则要求100ml加34滴盐酸，置于4冰箱中可保存2周。2、脏器 取胃、脑、肝、肺等脏器作为样品，一般取分析量的3倍，盛装于干燥、洁净的容器中捣碎，用10%的酒石酸酸化，小火缓慢加热煮沸。开始用15%氢氧化钠溶液吸收一些酸、醛类弃去，然后用50%乙醇作吸收液收集1030ml溜液，并尽快检测。四、尿中对硝基

54、酚的测定（一）邻甲酚分光光度发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，再用氢氧化铵溶液反萃取，用三氯化钛还原对硝基酚，生成的对氨基酚与邻甲酚作用，形成靛酚蓝于620nm波长处比色定量。2、样品处理和测定3、注意事项（1）加三氯化钛溶液后，一定要振摇至黄色沉淀为止。（2）在3.0mol/l氢氧化铵溶液的碱性条件下，30min就可显色完全颜色在120min内保持稳定。（二）高效液相色谱法1、原理 尿液经加酸加热水解后，用乙酸乙酯萃取对硝基酚，反相C18柱分离，318nm波长下检测，以保留时间定性，峰高或峰面积测定。2、样品处理和测定3、仪器操作条件 4、注意事项 （1）采样后应尽早加酸，低温保存。（2）测定尿中