非金属化合物及其代谢产物的测定第三章

本章介绍内容尿硫氰酸盐硫氰酸盐氰化物血碘，尿碘碘尿氟，血氟，发氟氟血硒，尿硒硒工作周末尿砷，发砷砷均为班末尿中2-硫代噻唑烷-4-羧酸终末呼出气中二硫化碳

2-硫代噻唑烷-4-羧酸TTCA二硫化碳均为班末血中碳氧血红蛋白终末呼出气中CO

碳氧血红蛋白一氧化碳备注生物监测指标代谢产物项目本文档共43页；当前第1页；编辑于星期二\22点27分1一氧化碳Carbonmonoxide第一节本文档共43页；当前第2页；编辑于星期二\22点27分2一、理化特性一氧化碳（CO）是煤、木材、石油等含碳物质燃烧不完全的产物，为无色、无臭、无刺激性的有毒气体。在空气中爆炸浓度12%～74%。水中溶解度很低，易溶于氨水。空气中较稳定。高温下和硫反应生成羰基硫(COS)，与过渡金属反应生成金属羰基化合物，对银盐、钯盐、钼酸盐、五氧化二碘等显示还原性。本文档共43页；当前第3页；编辑于星期二\22点27分3二、代谢和生物监测指标职业接触非职业接触：

CO含量：火药爆炸后气体：30~60%；汽车废气：0.6～10％；香烟烟雾：～4%。本文档共43页；当前第4页；编辑于星期二\22点27分4碳氧血红蛋白CO与血红蛋白的亲和力比O2高250倍，与血红蛋白生成碳氧血红蛋白（carboxyhaemoglobin）。氧合血红蛋白的解离度比碳氧血红蛋大3000倍。正常人体内碳氧血红蛋白浓度大约为0.5％，而吸烟者碳氧血红蛋白最高可达15％～20％。中毒死亡可达90%

询问吸烟史本文档共43页；当前第5页；编辑于星期二\22点27分5CO中毒呼吸系统毒性，头痛、头晕、意识模糊、昏迷，并发脑水肿，呼吸衰竭休克致死！本文档共43页；当前第6页；编辑于星期二\22点27分6HbCO含量中毒症状评价接触水平时注意吸烟史、用药史、贫血等生物监测指标：血HbCO,呼出气中CO浓度BEI：HbCO为Hb的3.5%；CO23.4ppm（均为班末）；BEL：HbCO为Hb的5%（班末）。本文档共43页；当前第7页；编辑于星期二\22点27分7CO的体内代谢吸收后的CO绝大部分以原形由肺部排出，排出速度取决于从血红蛋白释放的快慢、肺通气量、吸入氧气的浓度和HbCO的浓度等。CO半排出期128～409min，平均约300min。本文档共43页；当前第8页；编辑于星期二\22点27分8三、样品采集及保存呼出气

接触CO后3h临近班末进行，收集终末呼出气。按常规采集，收集在采样管或复合膜采气袋中，密封，带回实验室尽快测定。本文档共43页；当前第9页；编辑于星期二\22点27分9

血液

HbCO的生物半减期约为5h，应在接触CO3h后的班末或接触最高浓度时采集静脉血或末稍血。血样置于加肝素的密闭容器中，4℃保存可一周。用氟化钠作防腐剂。受检者在采样当天不能吸烟。本文档共43页；当前第10页；编辑于星期二\22点27分10一氧化碳的生物监测呼出气中一氧化碳浓度：采用气相色谱法。但要求衍生，操作复杂。血液碳氧血红蛋白：采用分光光度法本文档共43页；当前第11页；编辑于星期二\22点27分11四、血中碳氧血红蛋白的测定

WS/T42-1996

（一）分光光度法

1.原理：血液中含还原血红蛋白（Hb），氧合血红蛋白（HbO2），碳氧血红蛋白（HbCO）及微量高铁血红蛋白（MetHb）。用还原剂连二亚硫酸钠将HbO2和HbMet还原为Hb，血样中只有HbCO和Hb。HbCO和Hb的最大吸收波长分别为420nm和430nm，测定血样在两波长下的A，用公式计算求得HbCO百分浓度本法最低检测浓度为2%HbCO（0.02吸光度对应浓度，10µl血样），测定范围2%～70％HbCO。本文档共43页；当前第12页；编辑于星期二\22点27分12

2．样品测定

冷藏血样室温放置，混匀。迅速取10ml，加入内盛15mlTris溶液的具塞试管中(或直接取血10ml)，加入60mg连二亚硫酸钠，轻轻混匀放置10min，测其在420nm和430nm处的吸光度值。本文档共43页；当前第13页；编辑于星期二\22点27分13结果计算式中：X

——血中碳氧血红蛋白的浓度，%；A420——血样420nm的吸光度值；A430——血样430nm的吸光度值；K1——HbCO420nm吸光常数；K2——HbCO430nm的吸光常数；K3——Hb420nm吸光常数；K4——Hb430nm吸光常数。本文档共43页；当前第14页；编辑于星期二\22点27分14吸光度的加合性原则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怎么来的呢？本文档共43页；当前第15页；编辑于星期二\22点27分153.摩尔吸光系数的测定取不吸烟健康人血液（肝素抗凝），水稀释5倍，取0.3ml用稀释液（Tris）稀释至90ml。通氧气30min（流速30ml/min）。

从中取4份，每份15ml于试管中；其中2份通氮10min除氧，得HbO2液。另2份通纯CO10min，得HbCO液。立即将HbO2、HbCO制备液分别转入盛Na2S2O4试管中，放10min后测430nm和420nm的吸光度值作为计算用摩尔吸光系数。本文档共43页；当前第16页；编辑于星期二\22点27分16一氧化碳氧气氮气水稀释5倍抗凝健康人血用Tris稀释至90ml通氧30min(30ml/min)通氮10min通CO10min各取15ml立即将HbO2、HbCO制备液分别转入盛Na2S2O4试管中，放10min后测430nm和420nm的吸光度值作为计算用摩尔吸光系数。摩尔吸收系数测定示意图取0.30ml本文档共43页；当前第17页；编辑于星期二\22点27分17Tris缓冲液

Tris即三羟甲基氨基甲烷〔tris(hydroxymethyl)aminomethane〕。

分子式：C4H11NO3，分子量：121.14，为白色结晶体，溶于甲醇、乙酸等有机溶剂。

本文档共43页；当前第18页；编辑于星期二\22点27分18Tris-HCl的优点：对生物化学过程干扰很小，不与钙、镁离子及重金属离子发生沉淀。电泳电流小。

缺点：①pH值受溶液浓度影响较大，稀释十倍，pH值的化大于0.1；②温度效应大，温度变化对pH值的影响大，即：△pKa／℃＝－0.031，4℃时缓冲液的pH＝8.4，则37℃时的pH＝7.4，一定要在使用温度下配制③易吸收空气中的CO2，配制的缓冲液要盖严密封。④此缓冲液对某些pH电极发生一定的干扰作用，所以要使用与Tris溶液具有兼容性的电极。本文档共43页；当前第19页；编辑于星期二\22点27分19磷酸盐缓冲液优点：容易配成各种浓度和pH的缓冲液，受温度影响小，抗稀释。缺点：与钙、镁离子及重金属离子发生沉淀；会抑制某些生化过程，如酶的活性。电泳电流大。有机酸缓冲液（甲酸、乙酸、柠檬酸等）：天然的代谢产物。对生化过程产生干扰；易与Ca2+结合。硼酸缓冲液：碱性范围常用缓冲液；易与代谢物络合，尤其与糖类羟基生成复合物影响。本文档共43页；当前第20页；编辑于星期二\22点27分20

应用高纯氮和氧，否则微量一氧化碳干扰测定。

连二亚硫酸钠遇水易分解，在空气中易被氧化，应以小瓶分装使用，避免接触空气和水分。可用I2标定。

测定吸光系数必须采用新鲜血液，一次测定值在仪器波长稳定的情况下可以使用一段时间。

测试液应尽量避免接触空气，及时测定，否则会造成结果偏低。注意啦！本文档共43页；当前第21页；编辑于星期二\22点27分21（二）氢氧化钠法1．原理正常人血样在碱性条件下立即转变成草绿色（碱性正铁血红素的形成），而存在碳氧血红蛋白会使颜色转变时间增长，颜色转变所需时间与碳氧血红蛋白浓度之间存在相关性，从变色时间大致估计出碳氧血红蛋白的浓度。本文档共43页；当前第22页；编辑于星期二\22点27分222滴氢氧化钠转变时间测定阴性查表得HbCO2．测定方法本文档共43页；当前第23页；编辑于星期二\22点27分23变色时间与碳氧血红蛋白浓度

75502510浓度（％）80503015变色时间（s）本文档共43页；当前第24页；编辑于星期二\22点27分24其他的鉴定实验1．煮沸法取血2~3ml水浴加热，发生凝固。一氧化碳血呈砖红色凝固体，正常血呈褐色或黑褐色凝块。简便快速，含量40％才可测出。

2．硫化铵法取水10ml，血5滴，硫化铵5滴混合，加少量10％醋酸使微呈酸性，一氧化碳血呈玫瑰色，正常血为绿褐色。此法灵敏，含量在10％即可检出。

取正常血同时做对照试验，以作对比。现场，快速！本文档共43页；当前第25页；编辑于星期二\22点27分25五、终末呼出气中一氧化碳浓度测定（一）CO测定仪法可用便携式CO测定仪(CO传感器）

CO红外测定仪，利用CO对4.67µm、4.72µm波长的红外辐射具有选择性吸收的原理定量。

CO电化学测定仪，CO分子在扩散式电极上氧化，电化学方法检测定量。（可与报警器配套使用）催化型可燃气体传感器

扩散型CO测定仪的原理是CO经扩散后遇到专用指示胶产生由粉红色至棕色的颜色变化而定量。本文档共43页；当前第26页；编辑于星期二\22点27分26CO电极反应工作极上CO+H2O→CO2+2H+2e对极上O2+4H+4e→2H2O总反应2CO+O2→2CO2在工作电极上所释放的电子产生的电流与CO浓度成正比本文档共43页；当前第27页；编辑于星期二\22点27分27气相色谱法原理在铁氰化钾存在下，加热使血样中CO释放出来，在色谱柱上与其他气体分离，然后用热导池检测器测定，或转化为甲烷（H2）后，用火焰离子化检测器测定。用血量各为2ml和1ml。本文档共43页；当前第28页；编辑于星期二\22点27分28第二节二硫化碳Carbondisulfide本文档共43页；当前第29页；编辑于星期二\22点27分29一、重要理化特性二硫化碳能自燃。常温为无色透明。难溶于水，能溶于强碱和有机溶剂。易挥发、易燃、易爆、具腐蚀性，蒸气比空气重2.63倍。二硫化碳体内代谢产物2-硫代噻唑烷-4-羧酸（2-thio-thiazolidine-4-carboxylicacid，TTCA），是二硫化碳与谷胱甘肽结合所生成的特异性代谢产物。本文档共43页；当前第30页；编辑于星期二\22点27分30二、毒性、代谢CS280%原形呼出血液肝肾尿代谢物本文档共43页；当前第31页；编辑于星期二\22点27分31二硫化碳在体内代谢途径本文档共43页；当前第32页；编辑于星期二\22点27分32三、CS2的生物监测指标班末尿中TTCA可作为接触CS2的生物指标。周末、班末尿中TTCA的浓度高于工作周第一班末的尿样。呼出气中二硫化碳浓度也可作为生物监测指标BEI:TTCA5mg/g肌酐（班末）；BEL:TTCA2.2mg/g肌酐（班末）。本文档共43页；当前第33页；编辑于星期二\22点27分33样品采集1.尿样尿样采集时间为工作班末或周末。采集后尽快测定，置于－8℃冰箱中可保存1周。2.呼出气

常规采样。本文档共43页；当前第34页；编辑于星期二\22点27分34四、CS2及其代谢产物的测定方法呼气中CS2用气相色谱法测定（WS/T41-1996）。碘－叠氮化钠褪色法：尿中CS2的代谢产物催化碘还原成碘离子，根据碘褪色所需时间及尿样中肌酐含量计算。灵敏度低、特异性差。HPLC法：定量测定尿中TTCA。

TTCA很少商品出售，需自己合成。非职业接触者尿中不含TTCA。本文档共43页；当前第35页；编辑于星期二\22点27分35五、TTCA的高效液相色谱法1.原理尿样经盐酸酸化后，用乙醚萃取TTCA，浓缩后进样HPLC，经反相C18柱分离，紫外检测器273nm测定。以保留时间定性，峰高定量。本文档共43页；当前第36页；编辑于星期二\22点27分363.样品处理及测定1ml经离心后的尿样漩涡混匀2min3000rpm离心10min乙醚5ml0.1ml2mol/LHCl乙醚层40℃水浴氮气挥干0.20ml甲醇溶解后HPLC分析本文档共43页；当前第37页；编辑于星期二\22点27分374.仪器操作条件色谱柱：反相C18柱；柱温：室温；流动相：甲醇－水－冰乙酸＝14.5＋84.5＋1流速：1.5ml/min；紫外检测波长：273nm。本文档共43页；当前第38页；编辑于星期二\22点27分38尿样TTCA液相色谱图本法最低检测浓度20µg/L（尿样1ml）本文档共43页；当前第39页；编辑于星期二\22点27分395.注意事项

TTCA的制备方法1.12g碳酸钾/6ml水＋0.96gL－胱氨酸，温热至全溶，冷至室温后，加CS21.2ml，强烈搅拌24h。反应完全后，调pH1.0，以100ml乙醚分3次提取，然后用3ml10％HCl洗涤。用无水硫酸镁干燥乙醚层，再真空干燥，得粗品TTCA。用1:1HCl加热溶解，再用少许活性炭脱色，趁热过滤，滤液冷却后，析出无色针状结晶TTCA（mp180℃），烘干即