王琳 中國科學院上海高等研究院

二噁英的毒性與生物學檢測分析

王琳 中國科學院上海高等研究院

二噁英是伴隨于各種環(huán)境介質(zhì)的，沒有任何用途的，非人為生產(chǎn)的環(huán)境污染物質(zhì)，該物質(zhì)具有極強的毒性，在機體少量接觸的情況下就會使人類出現(xiàn)明顯的中毒反應。另外，該物質(zhì)還易富集于家禽、魚體以及脂肪組織中。

特征學檢測 二噁英 研究成果

二噁英指的是含有1個或2個氧鍵連結2個苯環(huán)的含氯有機化合物，主要包含三個種類，即多氯聯(lián)苯、多氯代二笨并呋喃以及多氯代二苯并二噁英等，分子質(zhì)量300左右，常溫下的物理狀態(tài)普遍為白色固態(tài)晶體。

一、二噁英對于人體的危害

該物質(zhì)對于機體的損害主要體現(xiàn)在以下三個方面：

1.皮膚損害。在皮膚黏膜受到損傷的情況下，二噁英能夠進入人類機體，引起皮膚角化過度或皮膚增生，并伴有廢物綜合征和胸腺萎縮，癥狀表現(xiàn)為在幾日內(nèi)出現(xiàn)脂肪組織急劇下降、嚴重的體重下降起到死亡。

2.肝臟損害。肝臟損害以肝臟腫大、肝臟肥大以及實質(zhì)細胞增生為主要特點。

3.生死系統(tǒng)損害。對于男性感染者來說，二噁英會造成行為反應女性化、雄性激素水平改變、性功能降低、睪丸畸形、精子數(shù)量減少等方面的問題。對于女性感染者來說，會造成受孕率降低、激素水平改變、月經(jīng)周期改變、流產(chǎn)率增加以及子宮骨膜異位等方面癥狀。

4.對發(fā)育的影響。在母體受到二噁英感染的情況下，新生兒有可能會出現(xiàn)如生殖器異常以及腭裂等方面的問題，對后代的影響主要體現(xiàn)在延緩青春期、發(fā)育問題以及神經(jīng)問題等方面。

5.免疫功能損害?；颊呙庖吖δ馨l(fā)生改變，機體抵抗能力受到影響，在存在嚴重免疫抑制的情況下會造成傳感病發(fā)病率與易感性的增加，進而造成嚴重的免疫系統(tǒng)失調(diào)，最終形成自身免疫性疾病。對于細胞免疫與體液免疫均有著很大程度上的抑制作用。

二、二噁英的生物分子分析方法

二噁英的化學物質(zhì)檢測方法主要有生物檢測法、免疫法以及色譜法等。PCDD/Fs技術條件下可供選擇的分析方法為高分辨質(zhì)譜-氣相色譜聯(lián)用檢測方法，該分析技術的特點主要為靈敏度水平高、分辨率高以及選擇性強等，可以達到pg級的檢測級別。然而，該檢測技術對于所使用的檢測儀器有著比較高的要求，需要經(jīng)歷比較復雜的處理過程，具體的樣本處理過程包含分離、提取、清洗、濃縮以及后續(xù)的玻璃色譜柱、反相HPLC、自動凝膠色譜等，并且待檢組分低于干擾組分，需要較強的分離技術與良好的凈化技術，才能夠達到各項前期要求。若采用免疫法檢測技術，各項操作相對簡單，處理時間較短，然而在制備抗體的過程中則需要比較復雜的操作，并且需要專門選用毒性比較強的抗體，同系物方面的檢測具有著比較大的局限性。若采用生物檢測技術，則能夠獲取比較高的靈敏性、選擇性與特異性，檢測費用相對較低，反應時間短，操作相對簡便，經(jīng)過測量所得到的結果與質(zhì)譜-色譜聯(lián)用技術有著一定程度的相似性，該檢測技術通常應用于半定量測量與快速篩選測定。

1.EROD生物測定法。由于芳香烴與二噁英受體在結合的量越大，在一定范圍內(nèi)其誘導基因表達能力越強，可以直接通過特異基因表達產(chǎn)物來對二噁英的量進行測定?？烧T導EROD能夠在二噁英與環(huán)芳烴受體受到介導，激發(fā)其活性。EROD活性則可以通過RF熒光強度得到反映，在效曲線與標準劑的對比下，能夠?qū)Χf英毒性當量進行計算，完成二噁英的檢測工作。

2.熒光素酶檢測法。熒光素酶檢測法以CALUX法為主，其報告基因為熒光素酶基因，AhR細胞株在重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)染的基礎上，通過熒光素酶的表達結果，能夠?qū)⒍f英與AhR相結合的量表示出來。

3.P450報告基因系統(tǒng)體外分析方法。二噁英與PAHs能夠?qū)h受體產(chǎn)生誘導作用，反映出CYP1A1基因，促進CYP1A1酶的生成，進而產(chǎn)生P450，該物質(zhì)可以作為細胞色素使用，對于二噁英與PAHs起到降解作用。另外，CYP1A1酶與熒光素酶的產(chǎn)生量是相對應的，由于熒光素酶是具有比較短的半衰期，二噁英與PAHs的生成量也會相應地提高，在對該物質(zhì)誘導產(chǎn)物進行檢測的過程中，所得到的結果能夠?qū)YP1A1酶與PAHs物質(zhì)進行準確的分辨。

4.體外DNA結合實驗。體外NDA結合實驗的原理如下。侵入細胞內(nèi)的二噁英與AhR在結合狀態(tài)下會產(chǎn)生一種新的復合物，該物質(zhì)能夠?qū)Χf英的反應元件進行有效的識別，相關基因的轉(zhuǎn)錄會被誘導。通過體外實驗能夠?qū)Χf英的含量進行估算，該技術通常應用于NDA含量的檢測工作中。

5.外切酶保護PCR分析。外切酶保護PCR分析技術是一種無放射污染結合DNA測定實驗，在具體操作上需要與DNA檢測技術相結合。DNA上兩端DRE位與二噁英-AhR復合物相結合，在引過程中會受到外切酶的攻擊，消化掉剩余的游離DNA，對經(jīng)過擴增保護而留下的復合物進行定量估計則能夠得到最終二噁英的含量。

6.生物傳感器檢測技術。該檢測技術體系下，常用的生物分子主要為抗原、抗體以及酶等，轉(zhuǎn)換器主要為光學裝置以及電化學裝置等，也是一種應用比較廣泛的檢測技術。該技術在選擇性比較突出的生物分子基礎上，與待測物進行反應，經(jīng)過反應所得到的生物與生物分子的深度出現(xiàn)變化，在轉(zhuǎn)換器的作用下會被轉(zhuǎn)換為電信號，這種電信號具有充分的可測性，在得到物測物質(zhì)含量的情況下，能夠?qū)Χf英的含量進行直接的計算。生物傳感器檢測技術具有操作成本低、安全、快速以及簡便等方面的特點。隨著我國生物科領域技術的不斷發(fā)展，生物傳感器所使用的轉(zhuǎn)換器在靈敏度水平上得到了比較明顯的提升，使得生物傳感檢測技術在應用方面的場景越來越廣闊。

三、結語

二噁英是一種危害性極大的有毒物質(zhì)，相關單位一方面需要做好對于該物質(zhì)的隔離工作，同時也需要提高對于該物質(zhì)的生物學檢測技術水平，只有在檢測結果科學合理的情況下，才能夠為相關的治療與預防工作奠定良好的基礎。

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