关于戴奥辛检测的研究

徐小兰

摘 要：戴奥辛的主要来源是人为因素，如工业制程中的加热、焚烧过程（如：废弃物焚化炉、炼钢厂、石化工业等）、农药（五氯酚、三氯酚）制作过程中均会产生戴奥辛。戴奥辛也会自然生成，如：火山爆发、森林大火、或含氯天然物质与微生物产出的过氧化氢结合。戴奥辛生成后，会附着于烟道气及累积底渣中，被排放出的戴奥辛受到干、湿沉降的影响，会逐渐累积在水体或土壤中，戴奥辛为脂溶性物质，不易传输至地下水，但微溶于有机溶剂，若与有机溶剂共存，则可藉此而进行长距离传输。

关键词：戴奥辛 检测 环境污染 研究

中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）12（a）-0164-02

1 戴奥辛的环境流布

环境中的戴奥辛在工业革命之前，仅火山爆发或森林大火时才会生成。18世纪工业革命开始使用媒、石化燃料作为工业的燃料或者提炼原料时，此时非刻意制作的世纪之毒戴奥辛也因应而生了。

水体中的戴奥辛另一来源为工厂的废水，因废水中含戴奥辛且直接排入水体，水体中的戴奥辛主要积于底泥中，且不易在传输至大气中。但一些水中底栖生物，因摄食底泥中的食物，将戴奥辛累积于体内，再透过食物链的方式，慢慢累积于其他生物体上，人类属食物链的最高级，因此，人体的戴奥辛是透过食物链所累积，有研究指出人体中的戴奥辛有95%是透过食物链。土壤中的戴奥辛来源有干、湿沉降、废弃物的不当弃置，戴奥辛在表土会因阳光的照射关系光解，故表土戴奥辛含量较低。学者推估戴奥辛排放后的宿命，最终储存于土壤为主，约1.75%会累积在表土，52.7%存在于根部土壤（与植物或作物根紧密接触的土壤），24.74%在深层土及13.19%在底泥中，空气中约占0.13%。

2 检测方法

目前世界各国检测戴奥辛的方法主流为化学仪器HRGC/HRMS分析，而戴奥辛在自然环境的毒害日受重视，样品分析经前处理，如：萃取、浓缩、酸洗、多层次硅胶管柱预洗去除杂质，需耗时又费工。近年来藉由生物科技的帮助，发展出一系列的in vitrobioassays与ligand binding assays，用来检测戴奥辛及其类似物，戴奥辛生物侦测标准方法有以下几种方式：（1）（EROD）。（2）（CALUX）。（3）Cell proliferation-based assays。（4）DNA binding assays。（5）AhR ligand binding，这些方法主要是利用受体、抗体、酵素，使之与戴奥辛化合物结合，再利用不同的呈现方法，来量测样品中戴奥辛类化合物的浓度。目前世界各国常用的生物检测方法有：CALUX、Enzyme-linkedimmunosorbent assay（ELISA）及The（AhR-PCR）。

3 CALUX分析原理

CALUX与EROD分析原理相似，两者均利用戴奥辛类化合物与细胞中的AhR结合后，进入到细胞质内诱发（DRE）基因表现，经由后续基因的转录产出酵素蛋白，所以侦测酵素活性即可推估戴奥辛类化合物的毒性当量。EROD是直接侦测酵素蛋白活性，另外CALUX是利用基因工程将DRE基因片段后面接上一段萤火虫冷光基因，藉由侦测产出的冷光蛋白推估戴奥辛类化合物的浓度。

4 ELISA分析原理

此方法是主要依据抗体与抗原结合产生特种蛋白质，抗体与对应抗原间需具有极佳的专一性及亲和性。

随着抗体的应用在检测上逐渐发展，故有学者利用ELISA免疫分析法为基础，研发出针对戴奥辛化学结构的拟抗原（Hapten）来产生抗体，或是能够专一辨识戴奥辛接合的AHR的抗体，藉由测定转化的AhR的程度来检测戴奥辛的浓度，但在实验操作上较为繁杂。那目前已有建立生物传感器技术，可将抗体与适当的量测系统构成免疫反应型生物感测器，经由量测反应过程的质量变化来定量样品中的抗原浓度。藉由在抗体与戴奥辛结合后能放出电化学讯号，来分析戴奥辛浓度。这些抗体对各种PCDD/Fs的同构物具有不同强度的交叉反应，且反应强度与各同构物的TEF有一定程度的相关性，因此，可用免疫反应强度来推估PCDD/Fs的总毒性当量。

5 AhR-PCR分析原理

The AhR-PCR rapid dioxin assay（AhR-PCR戴奥辛快速筛检技术）于2007年12月USEPASW-846Method4430标准方法。属于芳香族碳氢化合物（aryl hydrocarbon）的戴奥辛类化合物与细胞内的AhR接合后进入细胞核内，然后与细胞核内的芳香烃核转位蛋白ARNT形成复合体，此复合体会接合在DNA上的DRE片段上，促使此基因启动而进行转录作用形成mRNA，之后mRNA经转译作用产生细胞色素p450（Cytochromep450，CYP1A1）等蛋白质，对细胞产生毒性。AhR-PCR戴奥辛快速筛检技术利用此原理检测样品中戴奥辛类化合物，此实验架构为戴奥辛类化合物与试剂中的AhR结合，然后与具有DRE的DNA片段及ARNT形成复合体。然后利用附着在Capture strip well表面上的特定抗体抓住此复合体后，再洗去无作用的试剂，此时well内仅留下结合戴奥辛及呋喃的复合体，接下来以实时定量聚合酶连锁反应（Real-time PCR）量测DNA含量，即可间接推估戴奥辛及呋喃的总毒性当量（TEQ）。

6 结语

上述的三种生物检测法是最常运用在检测戴奥辛上，其优缺点整理在表2～8（李以彬，2010），精准度次依序为CALUX>AhR-PCR>ELISA，建置费用方面为CALUX>AhR-PCR>ELISA。目前环检所于1999年6月10日将冷光酵素报导基因法（CALUX）列为标准方法（NIEAS901.60B），主要因为CALUX生物检测法测值与HRGC/HRMS测值的相关性优于其他两种方法，且快速筛检样品浓度的低估机率也较其他两者低，快筛目的在于检测结果与化学分析相关性良好，也需有分析时程短、低估机率小、操作简单、低成本等特点，CALUX生物检测法均具有以上特性。目前已商业化的CALUX检测法的细胞株主要以BioDetection Systems（BDS）与Xenobiotic Detection Systems（XDS）两间公司为主，因为其专利费过高的关系，造成CALUX检测法费用比其他两者高，若以本土细胞株来做快速筛检，成本将会降低。该研究将利用CALUX方法搭配该团队自行研发的本土细胞株检测高污染场址底泥与土壤样品。

参考文献

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