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【热点文章推荐】有机磷农药中毒患者体内有机磷检测研究进展

有机磷农药中毒患者体内有机磷检测研究进展

沙鸥*1a,姚佳伟1b,许丽2,陈晓兵2,朱雨情1b,刘华1a

(1.江苏海洋大学a.化学工程学院,b.药学院,江苏连云港 2220052.连云港第一人民医院,江苏连云港 222005)

摘要


  有机磷农药是全球最广泛使用的农药之一,每年因有机磷中毒的患者达数十万。然而,中毒患者体液基质复杂且有机磷农药含量低,因此选取合适的前处理方法与现代分析仪器联用对有机磷中毒患者体内药物浓度进行检测,一直是临床诊疗中亟需解决的关键问题。综述了临床诊疗中常见有机磷农药的分类、危害,以及国内外文献报道的中毒患者体液中有机磷农药的前处理和检测方法,同时对有机磷样品前处理以及检测方法分别进行了优缺点对比,以期为临床中毒患者快速确定血药浓度的方法改进提供思路。

引言

有机磷农药是指含磷元素的有机酯类化合物农药(结构通式见下图),被广泛用于农业、家庭寄生和结构性害虫的防治[1],具有成本低、药效高、选择性好、半衰期短等优点[2]。有机磷农药结构通式中R1R2通常是甲基和乙基,磷氧双键被磷硫双键取代后毒性降低,X基团中磷氧单键毒性高于磷碳单键[3,4]。由于其存在蓄积性、持久性等缺点,由此产生的环境污染、食品污染等问题日益凸显[5,6],特别是随着有机磷在农业生产中的规模化使用,使用不当或人为蓄意摄入等引起的有机磷农药中毒事件时有发生。



正文部分

临床诊疗中常见有机磷农药及其代谢产物

有机磷农药根据分子结构可以分为磷酸脂类、硫代磷酸酯类、磷酰胺类、焦磷酸脂类和膦酸酯类。而在临床诊疗中,依据有机磷农药的LD50口服半数致死量),将其分为剧毒类、高毒类、中毒类和低毒类[12]

临床有机磷中毒检测方法

尽管有机磷农药中毒患者血液与尿液中有机磷含量较低,但随着检测技术的不断进步,文献报道的有机磷农药检测方法日益多样化,根据原理不同大致可以分为分光光度法、薄层色谱法、气相色谱法、液相色谱法、离子色谱法和生物传感器法等。

2.1 分光光度法

分光光度法是利用物质的化学活性使某些试剂显色或褪色,根据吸光度与浓度的线性关系测定其含量。

2.2 薄层色谱法

薄层色谱法(TLC)是将适宜的固定相均匀涂于玻璃板、塑料或铝基片上,根据比移值(Rf值)与适宜的对照物按同法所得色谱图的Rf值的对比关系来测定含量。

2.3 离子色谱法

离子色谱法(IC)是利用离子交换原理连续对共存的多种阴离子或阳离子进行分离、定性和定量的方法,目前已由最初单一无机阴离子分析发展到多种无机离子及有机阴阳离子同时分析。

2.4 气相色谱法

气相色谱法(GC)是根据物质在固定相和流动相(气体)中的分配系数差异而进行分离的检测方法,由于有机磷农药沸点一般在200 ℃左右,故多采用气相色谱进行检测。采用气相色谱进行检测时,检测器一般使用氮磷检测器(NPD)、质谱(MS)、火焰光度检测器(FPD)等。近年来文献报道中毒人体体液中有机磷的气相色谱检测法如表3所示。

2.5 高效液相色谱法

高效液相色谱法(HPLC)的原理和气相色谱相似,区别在于以液体为流动相对样品进行分离检测,适用于检测热稳定性差或不易汽化的有机磷农药。利用HPLC来检测样品时检测器一般采用紫外吸收(UV)、质谱(MS)、荧光等。液相色谱法具有分离效果好、快速灵敏的优点,实验室多采用MS检测器。但是由于成本和技术限制,无法大面积推广。而相对来说便宜的UV检测器,要求待测物有发色团,具有很大限制性。

2.6 生物传感器法

生物传感器是由一种生物敏感部件与转换器紧密配合的分析装置,对特定化学物质或生物活性物质具有选择性和可逆响应,通过测定物理化学信号变化检测农药含量。姜海洋等[35]以氮掺杂碳球修饰玻碳电极,采用交联法固定氯化乙酰胆碱酯酶,制备AChE/N-Cs/GCE传感器,对敌敌畏进行检测,回收率为89.32%93.55%。生物传感器法检测时间短、操作简便、对检测人员要求不高,但是生物传感器制备价格昂贵,且受到多种因素影响,重现性差。

样品前处理

由于尿液和血液中含有多种杂质,在使用气相、液相检测时会产生多种杂质峰,无法直接上样。而使用光度法和薄层色谱法时,对测定结果干扰大。同时人体体液中有机磷含量较低,在检测时需要通过对样品进行分离富集后再进行检测,以此提高样品检出限和精准度。近年来文献报道中毒人体体液中有机磷的前处理方法主要有简单前处理、液液萃取、柱固相萃取等。

3.1 简单前处理

简单前处理是采用简单的方法去除样品中杂质后直接进行检测,目前常用的有冷冻除脂、有机溶剂提取等。此方法简单快速,但是存在杂质处理不完全等缺点。

3.2 液液萃取

液液萃取(Liquid-liquid extractionLIE)是利用待测组分和杂质在两个互不相溶的溶剂中的分配系数不同而达到分离纯化目的。

3.3 固相萃取

固相萃取(Solid Phase ExtractionSPE)是利用固体吸附剂将样品中的目标化合物吸附,去除样品基体和干扰化合物,从而达到分离富集目标化合物的目的。

3.4 其他方法

吴健等[47]DB-5毛细管柱为分析柱,采用QuEChERS法将样品与硫酸镁、乙二胺-N-丙基硅烷、C18混合涡旋,过膜,对尿液中19种有机磷农药进行同时检测,样品回收率为91.3%117.2%,检测限为0.0050.012 μg/mLRSD2.6%7.2%

结论与展望


结论与展望

随着有机磷农药的普遍使用,中毒后的快速判断和血药浓度测定成为了科研工作者的研究方向。本文提到的体液中有机磷农药检测的前处理方法仍存在一定缺点,检测所用仪器大多是LC/MSGC/MS,仪器成本较高,不适用于大面积推广。如何建立兼顾精准度和推广性的体液中有机磷农药检测的前处理和仪器检测技术,值得进一步研究。


引用本文沙鸥,姚佳伟,许丽,等有机磷农药中毒患者体内有机磷检测研究进展[J].化学试剂, 2021, 43(7): 857-864.

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