1、1非金属化合物非金属化合物及其代谢产物的测定及其代谢产物的测定章第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 2本章介绍内容尿硫氰酸盐尿硫氰酸盐硫氰酸盐硫氰酸盐氰化物氰化物血碘，尿碘血碘，尿碘碘碘尿氟，血氟，发尿氟，血氟，发氟氟氟氟血硒，尿硒血硒，尿硒硒硒工作周末工作周末尿砷，发砷尿砷，发砷砷砷均为班末均为班末尿中尿中2-2-硫代噻唑烷硫代噻唑烷-4-4-羧酸羧酸终末呼出气中二硫化终末呼出气中二硫化碳碳 2-2-硫代噻唑烷硫代噻唑烷-4-4-羧羧酸酸 TTCA TTCA二硫化碳二硫化碳均为班末均为班末血中碳氧血红蛋白血中碳氧血红蛋白终末呼出气中终末呼出气中COCO 碳氧血红蛋白碳氧血红蛋白一氧化碳一
2、氧化碳备注备注生物监测指标生物监测指标代谢产物代谢产物项目项目第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 3一氧化碳一氧化碳 第一节第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 4一、理化特性p一氧化碳（）是煤、木材、石油等含碳物质燃烧不完全一氧化碳（）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。的产物，为无色、无臭、无刺激性的有毒气体。p在空气中爆炸浓度。在空气中爆炸浓度。p水中溶解度很低，易溶于氨水。水中溶解度很低，易溶于氨水。p空气中较稳定。高温下和硫反应生成羰基硫空气中较稳定。高温下和硫反应生成羰基硫() ()，与过渡，与过渡金属反应生成金属羰基化合物，对银盐、
3、钯盐、钼酸盐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。、五氧化二碘等显示还原性。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 5二、代谢和生物监测指标二、代谢和生物监测指标p职业接触职业接触p非职业接触：非职业接触：p p含量：火药爆炸后气体：；含量：火药爆炸后气体：；p 汽车废气：；汽车废气：；p 香烟烟雾：。香烟烟雾：。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 6碳氧血红蛋白碳氧血红蛋白与血红蛋白的亲和力比高倍，与血与血红蛋白的亲和力比高倍，与血红蛋白生成碳氧血红蛋白（）。氧红蛋白生成碳氧血红蛋白（）。氧合血红蛋白的解离度比碳氧血红蛋合血红蛋白的解离度比碳氧血红蛋大
4、倍。大倍。 正常人体内碳氧血红蛋白浓度正常人体内碳氧血红蛋白浓度大约为，而吸烟者碳氧血红蛋白大约为，而吸烟者碳氧血红蛋白最高可达。中毒死亡可达最高可达。中毒死亡可达询问吸烟询问吸烟史史第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 7中毒中毒呼吸系统毒性，头痛、头晕、意识模糊、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！昏迷，并发脑水肿，呼吸衰竭休克致死！第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 8p含量含量 中毒症状中毒症状p评价接触水平时注意吸烟史、用药史、贫血等评价接触水平时注意吸烟史、用药史、贫血等生物监测指标：血生物监测指标：血, ,呼出气中浓度呼出气中浓度：为的；
5、：为的； （均为班末）；（均为班末）；： 为的（班末）。为的（班末）。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 9的体内代谢的体内代谢p吸收后的绝大部分以原形由肺部排出，排出速吸收后的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、度取决于从血红蛋白释放的快慢、肺通气量、吸入氧气的浓度和的浓度等。吸入氧气的浓度和的浓度等。p半排出期，平均约。半排出期，平均约。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 10三、样品采集及保存三、样品采集及保存呼出气呼出气 接触后临近班末进行，收集终末呼出气。按常接触后临近班末进行，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
6、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。，带回实验室尽快测定。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 11 血液血液 的生物半减期约为，应在接触后的班末或接的生物半减期约为，应在接触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，肝素的密闭容器中，保存可一周。用氟化钠作保存可一周。用氟化钠作防腐剂。受检者在采样当天不能吸烟。防腐剂。受检者在采样当天不能吸烟。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 12一氧化碳的生物监测一氧化碳的生物监测p呼出气中一氧化碳浓度：采用气相色谱法。但呼出气中一氧化碳浓度：采用气
7、相色谱法。但要求衍生，操作复杂。要求衍生，操作复杂。p血液碳氧血红蛋白：采用分光光度法血液碳氧血红蛋白：采用分光光度法第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 13四、血中碳氧血红蛋白的测定四、血中碳氧血红蛋白的测定 （一）分光光度法（一）分光光度法 . 原理：血液中含还原血红蛋白（），氧合原理：血液中含还原血红蛋白（），氧合血红蛋白（），碳氧血红蛋白（）及微量高铁血红蛋白（），碳氧血红蛋白（）及微量高铁血红蛋白（）。用还原剂连二亚硫酸钠将和还血红蛋白（）。用还原剂连二亚硫酸钠将和还原为，血样中只有和。原为，血样中只有和。 和的最大吸收波长分别和的最大吸收波长分别为和，测定血样在两波长下的，用公
8、式计算求为和，测定血样在两波长下的，用公式计算求得百分浓度得百分浓度 本法最低检测浓度为（吸光度对应浓度，本法最低检测浓度为（吸光度对应浓度，血样），测定范围。血样），测定范围。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 14 样品测定样品测定 冷藏血样室温放置，混匀。迅速取，加入冷藏血样室温放置，混匀。迅速取，加入内盛内盛 溶液的具塞试管中溶液的具塞试管中(或直接取血或直接取血)，加入连，加入连二亚硫酸钠，轻轻混匀放置，测其在和处的吸二亚硫酸钠，轻轻混匀放置，测其在和处的吸光度值。光度值。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 15结果计算式中：式中： 血中碳氧血红蛋白的浓度，；血中碳氧血红蛋白
9、的浓度，；血样血样 的吸光度值；的吸光度值；血样的吸光度值；血样的吸光度值； 吸光常数；吸光常数；的吸光常数；的吸光常数； 吸光常数；吸光常数； 吸光常数。吸光常数。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 16吸光度的加合性原则 () ()()()怎么来的呢？第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 17. .摩尔吸光系数的测定摩尔吸光系数的测定 取不吸烟健康人血液（肝素抗凝），水稀释倍，取用稀释取不吸烟健康人血液（肝素抗凝），水稀释倍，取用稀释液（）稀释至。液（）稀释至。 通氧气（流速）。通氧气（流速）。 从中取份，每份于试管中；其中份通氮除氧，得液。另份从中取份，每份于试管中；其中份通氮除氧
10、，得液。另份通纯，得液。立即将、制备液分别转入盛试管中，放后测和通纯，得液。立即将、制备液分别转入盛试管中，放后测和的吸光度值作为计算用摩尔吸光系数。的吸光度值作为计算用摩尔吸光系数。18一氧化碳一氧化碳氧气氧气氮气氮气水稀释倍水稀释倍抗凝健康人血抗凝健康人血用稀释至用稀释至通氧通氧()通氮通氮通通各取各取立即将、制备液分别转入盛试管中，放后测和的吸光度值作为计算用摩尔吸光系数。立即将、制备液分别转入盛试管中，放后测和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取第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 19缓冲液缓冲液 即三羟甲基氨基甲烷即三羟甲基氨基甲烷 () 。分子式：分子式
11、： ，分子量：，分子量： ， 为白色结晶体，溶于甲为白色结晶体，溶于甲醇、乙酸等有机溶剂。醇、乙酸等有机溶剂。 第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 20 的优点：的优点： 对生物化学过程干扰很小，不与钙、镁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。离子及重金属离子发生沉淀。电泳电流小。 缺点：值受溶液浓度影响较大，稀释十倍，值缺点：值受溶液浓度影响较大，稀释十倍，值的化大于；温度效应大，温度变化对值的影响大，即的化大于；温度效应大，温度变化对值的影响大，即： ，时缓冲液的，则时缓冲液的，则时的，一定时的，一定要在使用温度下配制要在使用温度下配制 易吸收空气中的
12、，配制的缓冲易吸收空气中的，配制的缓冲液要盖严密封。液要盖严密封。 此缓冲液对某些电极发生一定的干此缓冲液对某些电极发生一定的干扰作用，所以要使用与溶液具有兼容性的电极。扰作用，所以要使用与溶液具有兼容性的电极。 第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 21 磷酸盐缓冲液优点：容易配成各种浓度和的缓磷酸盐缓冲液优点：容易配成各种浓度和的缓冲液，受温度影响小，抗稀释。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；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。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
13、等）：天然有机酸缓冲液（甲酸、乙酸、柠檬酸等）：天然的代谢产物。对生化过程产生干扰；易与结合。的代谢产物。对生化过程产生干扰；易与结合。 硼酸缓冲液：碱性范围常用缓冲液；易与代谢物硼酸缓冲液：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。络合，尤其与糖类羟基生成复合物影响。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 22p 应用高纯氮和氧，否则微量一氧化碳干扰测定。应用高纯氮和氧，否则微量一氧化碳干扰测定。p 连二亚硫酸钠遇水易分解，在空气中易被氧化，应以小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。可用标定。瓶分装使用，避免接触空气和水分。
14、可用标定。p 测定吸光系数必须采用新鲜血液，一次测定值在仪器波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。长稳定的情况下可以使用一段时间。p 测试液应尽量避免接触空气，及时测定，否则会造成结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。果偏低。注意啦！注意啦！第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 23（二）氢氧化钠法原理原理 正常人血样在碱性条件下立即转变成草绿色（碱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
15、浓度转变时间增长，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。的浓度。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 24滴氢氧化钠滴氢氧化钠转变时间测定转变时间测定阴性阴性查表得查表得测定方法测定方法第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 25变色时间与碳氧血红蛋白浓度变色时间与碳氧血红蛋白浓度 75502510浓度（）浓度（） 80503015变色时间（变色时间（s）第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 26其他的鉴定实验 煮沸法煮沸法 取血水浴加热，发生凝固。一氧化碳血呈砖红取血水浴加热，发生凝固。一
16、氧化碳血呈砖红色凝固体，正常血呈褐色或黑褐色凝块。色凝固体，正常血呈褐色或黑褐色凝块。 简便快速，含量才可测出。简便快速，含量才可测出。 硫化铵法硫化铵法 取水，血滴，硫化铵滴混合，加少量醋酸使微取水，血滴，硫化铵滴混合，加少量醋酸使微呈酸性，一氧化碳血呈玫瑰色，正常血为绿褐色。呈酸性，一氧化碳血呈玫瑰色，正常血为绿褐色。 此法灵敏，含量在即可检出。此法灵敏，含量在即可检出。 取正常血同时做对照试验，以作对比。取正常血同时做对照试验，以作对比。现场，快速！现场，快速！第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 27五、终末呼出气中一氧化碳浓度测定（一）测定仪法（一）测定仪法 可用便携式测定仪可用便
17、携式测定仪 ( (传感器）传感器） 红外测定仪，利用对红外测定仪，利用对、波长的红外辐射具有选择性吸收的原波长的红外辐射具有选择性吸收的原理定量。理定量。 电化学测定仪，分子在扩散式电极上氧化，电化学方法检测定量电化学测定仪，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。（可与报警器配套使用 ） 催化型可燃气体传感器催化型可燃气体传感器 扩散型测定仪的原理是经扩散后遇到专用指示胶产生由粉红色至扩散型测定仪的原理是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。棕色的颜色变化而定量。 第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 28电极反应p工作极上工作极上 p对极上对
18、极上 p总反应总反应 p 在工作电极上所释放的电子产生的电流与在工作电极上所释放的电子产生的电流与 浓浓度成正比度成正比第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 29气相色谱法原理原理 在铁氰化钾存在下，加热使血样中释放在铁氰化钾存在下，加热使血样中释放出来，在色谱柱上与其他气体分离，然后用热出来，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（）后，用火导池检测器测定，或转化为甲烷（）后，用火焰离子化检测器测定。用血量各为和。焰离子化检测器测定。用血量各为和。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 30第二节二硫化碳二硫化碳 第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 31一、重要
19、理化特性p二硫化碳能自燃。常温为无色透明。难溶于水，能二硫化碳能自燃。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，蒸气比空气重倍。蚀性，蒸气比空气重倍。p二硫化碳体内代谢产物硫代噻唑烷羧酸（二硫化碳体内代谢产物硫代噻唑烷羧酸（ ，），）， 是是二硫化碳与谷胱甘肽结合所生成的特异性代谢产物二硫化碳与谷胱甘肽结合所生成的特异性代谢产物。C HCOOHCH2SHNCS第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 32二、毒性、代谢原形呼出原形呼出血液血液肝肾肝肾尿尿代谢物代谢物第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 33二硫化碳
20、在体内代谢途径CO2+( )SO4CO2( )S4OCS2呼出气二氧化碳 COSHSGCOSHSGCSSHNHRCHCOOHCH2SNHCOCHCOOHCH2SHNCCNH2NH2S硫脲2-氧代-噻唑烷 -4-羧酸 2-硫代-噻唑烷 -4-羧酸（TTCA）HCNCOCSHS2-巯基-2-噻唑啉酮 -52S第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 34三、的生物监测指标三、的生物监测指标p班末尿中可作为接触的生物指标。班末尿中可作为接触的生物指标。p周末、班末尿中的浓度高于工作周第一班末的周末、班末尿中的浓度高于工作周第一班末的尿样。尿样。p呼出气中二硫化碳浓度也可作为生物监测指标呼出气中二硫化碳
21、浓度也可作为生物监测指标p: 肌酐（班末）；肌酐（班末）；p: 肌酐（班末）。肌酐（班末）。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 35样品采集样品采集. 尿样尿样 尿样采集时间为工作班末或周末。采集后尿样采集时间为工作班末或周末。采集后尽快测定，置于尽快测定，置于冰箱中可保存周。冰箱中可保存周。. 呼出气呼出气 常规采样。常规采样。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 36四、及其代谢产物的测定方法四、及其代谢产物的测定方法p呼气中用气相色谱法测定（）。呼气中用气相色谱法测定（）。p碘叠氮化钠褪色法：尿中的代谢产物催化碘还碘叠氮化钠褪色法：尿中的代谢产物催化碘还原成碘离子，根据碘褪色所需时
22、间及尿样中肌酐含原成碘离子，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。量计算。灵敏度低、特异性差。p法：定量测定尿中。法：定量测定尿中。p 很少商品出售，需自己合成。非职业接触者尿很少商品出售，需自己合成。非职业接触者尿中不含。中不含。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 37五、的高效液相色谱法五、的高效液相色谱法. 原理原理 尿样经盐酸酸化后，用乙醚萃取，浓尿样经盐酸酸化后，用乙醚萃取，浓缩后进样，经反相柱分离，紫外检测器测缩后进样，经反相柱分离，紫外检测器测定。以保留时间定性，峰高定量。定。以保留时间定性，峰高定量。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 38. 样品
23、处理及测定经离心后的尿样经离心后的尿样漩涡混匀漩涡混匀离心离心乙醚乙醚 乙醚层乙醚层水浴氮气挥干水浴氮气挥干甲醇溶解后分析甲醇溶解后分析第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 39. 仪器操作条件p色谱柱：反相柱；色谱柱：反相柱；p柱温：室温；柱温：室温；p流动相：甲醇水冰乙酸流动相：甲醇水冰乙酸p流速：；流速：；p紫外检测波长：。紫外检测波长：。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 40尿样液相色谱图本法最低检测浓度本法最低检测浓度（尿样）（尿样）第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 41. 注意事项注意事项p 的制备方法的制备方法p 碳酸钾水碳酸钾水 胱氨酸，温热至全溶，冷至室温后胱氨
24、酸，温热至全溶，冷至室温后，加，加 ，强烈搅拌。反应完全后，调，以乙醚分次提取，然，强烈搅拌。反应完全后，调，以乙醚分次提取，然后用洗涤。用无水硫酸镁干燥乙醚层，再真空干燥，得后用洗涤。用无水硫酸镁干燥乙醚层，再真空干燥，得粗品。用加热溶解，再用少许活性炭脱色，趁热过滤，滤粗品。用加热溶解，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（液冷却后，析出无色针状结晶（），烘干即可。），烘干即可。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 42六、呼气中的法测定六、呼气中的法测定 . 原理原理 将终末呼出气收集在双阀气管中，直将终末呼出气收集在双阀气管中，直接进样，或将样品富集在高分子多孔
25、微球接进样，或将样品富集在高分子多孔微球吸附剂上，热解吸后进样，经色谱柱分离吸附剂上，热解吸后进样，经色谱柱分离，检测器检测，以保留时间定性，峰高或，检测器检测，以保留时间定性，峰高或峰面积定量。峰面积定量。:苯基苯基()甲基硅酮甲基硅酮 ()第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 43. 样品采集、保存和处理样品采集、保存和处理p受试者正常呼吸后，将双阀采气管两端活塞打开，采样受试者正常呼吸后，将双阀采气管两端活塞打开，采样管一端含入口中，向管内深吐气，吐气完毕关上两端活管一端含入口中，向管内深吐气，吐气完毕关上两端活塞。室温存放，内分析。塞。室温存放，内分析。p当浓度太低时，需将样品富集，
26、方法是：将采气管一端当浓度太低时，需将样品富集，方法是：将采气管一端接管，另一端接注射器，用倍于采气管体积的空气或氮接管，另一端接注射器，用倍于采气管体积的空气或氮气以速度冲洗，将管内样品富集在气以速度冲洗，将管内样品富集在 管中测定。管中测定。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 44. 仪器操作条件p色谱柱：不锈钢柱，填充（丙酮溶剂），色谱柱：不锈钢柱，填充（丙酮溶剂）， （目）（目） 。p柱温：柱温：；气化室温度：；气化室温度：；检测室温度；检测室温度；载气：；助燃气：载气：；助燃气： ；燃气：；燃气： 。p检测器：；检测器：；解吸。解吸。p 即经酸洗（）并经二甲基二氯硅烷（）处理即经
27、酸洗（）并经二甲基二氯硅烷（）处理过的多孔性高分子微球（过的多孔性高分子微球（ ）。）。第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 45. 样品测定p直接进样：用注射器从采气管中抽取呼气样直直接进样：用注射器从采气管中抽取呼气样直接进样；重复次，以标准曲线法定量。接进样；重复次，以标准曲线法定量。p浓缩进样：将已富集样品的浓缩进样：将已富集样品的 管的进气端作为出管的进气端作为出气端，联接在色谱柱进样口。控制热解吸时间气端，联接在色谱柱进样口。控制热解吸时间为进行测定。标准曲线法定量为进行测定。标准曲线法定量第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 46 图谱图谱第三章 非金属化合物及其代谢产物的测定 475. 注意事项p采集不同阶段的呼气结果不同，为保证结果准确，采采集不同阶段的呼气结果不同，为保证结果准确，采集肺泡气，即收集呼出气最后的集肺泡气，即收集呼出气最后的200ml200ml左右。左右。p富集样品测定时，冲洗用气量不少于采气管容积的富集样品测定时，冲洗用气量不少于采气管容积的6 6倍；冲洗用气的温度不高于室温；热解吸时间不少于倍；冲洗用气的温度不高于室温；热解吸时间不少于3min3min，以保证样品完全转移和完成样品的瞬间释放，以保证样品完全转移和完成样品的瞬间释放。
