二噁英的毒性与生物学检测分析

王琳 中国科学院上海高等研究院

二噁英的毒性与生物学检测分析

王琳 中国科学院上海高等研究院

二噁英是伴随于各种环境介质的，没有任何用途的，非人为生产的环境污染物质，该物质具有极强的毒性，在机体少量接触的情况下就会使人类出现明显的中毒反应。另外，该物质还易富集于家禽、鱼体以及脂肪组织中。

特征学检测 二噁英 研究成果

二噁英指的是含有1个或2个氧键连结2个苯环的含氯有机化合物，主要包含三个种类，即多氯联苯、多氯代二笨并呋喃以及多氯代二苯并二噁英等，分子质量300左右，常温下的物理状态普遍为白色固态晶体。

一、二噁英对于人体的危害

该物质对于机体的损害主要体现在以下三个方面：

1.皮肤损害。在皮肤黏膜受到损伤的情况下，二噁英能够进入人类机体，引起皮肤角化过度或皮肤增生，并伴有废物综合征和胸腺萎缩，症状表现为在几日内出现脂肪组织急剧下降、严重的体重下降起到死亡。

2.肝脏损害。肝脏损害以肝脏肿大、肝脏肥大以及实质细胞增生为主要特点。

3.生死系统损害。对于男性感染者来说，二噁英会造成行为反应女性化、雄性激素水平改变、性功能降低、睾丸畸形、精子数量减少等方面的问题。对于女性感染者来说，会造成受孕率降低、激素水平改变、月经周期改变、流产率增加以及子宫骨膜异位等方面症状。

4.对发育的影响。在母体受到二噁英感染的情况下，新生儿有可能会出现如生殖器异常以及腭裂等方面的问题，对后代的影响主要体现在延缓青春期、发育问题以及神经问题等方面。

5.免疫功能损害。患者免疫功能发生改变，机体抵抗能力受到影响，在存在严重免疫抑制的情况下会造成传感病发病率与易感性的增加，进而造成严重的免疫系统失调，最终形成自身免疫性疾病。对于细胞免疫与体液免疫均有着很大程度上的抑制作用。

二、二噁英的生物分子分析方法

二噁英的化学物质检测方法主要有生物检测法、免疫法以及色谱法等。PCDD/Fs技术条件下可供选择的分析方法为高分辨质谱-气相色谱联用检测方法，该分析技术的特点主要为灵敏度水平高、分辨率高以及选择性强等，可以达到pg级的检测级别。然而，该检测技术对于所使用的检测仪器有着比较高的要求，需要经历比较复杂的处理过程，具体的样本处理过程包含分离、提取、清洗、浓缩以及后续的玻璃色谱柱、反相HPLC、自动凝胶色谱等，并且待检组分低于干扰组分，需要较强的分离技术与良好的净化技术，才能够达到各项前期要求。若采用免疫法检测技术，各项操作相对简单，处理时间较短，然而在制备抗体的过程中则需要比较复杂的操作，并且需要专门选用毒性比较强的抗体，同系物方面的检测具有着比较大的局限性。若采用生物检测技术，则能够获取比较高的灵敏性、选择性与特异性，检测费用相对较低，反应时间短，操作相对简便，经过测量所得到的结果与质谱-色谱联用技术有着一定程度的相似性，该检测技术通常应用于半定量测量与快速筛选测定。

1.EROD生物测定法。由于芳香烃与二噁英受体在结合的量越大，在一定范围内其诱导基因表达能力越强，可以直接通过特异基因表达产物来对二噁英的量进行测定。可诱导EROD能够在二噁英与环芳烃受体受到介导，激发其活性。EROD活性则可以通过RF荧光强度得到反映，在效曲线与标准剂的对比下，能够对二噁英毒性当量进行计算，完成二噁英的检测工作。

2.荧光素酶检测法。荧光素酶检测法以CALUX法为主，其报告基因为荧光素酶基因，AhR细胞株在重组质粒转染的基础上，通过荧光素酶的表达结果，能够将二噁英与AhR相结合的量表示出来。

3.P450报告基因系统体外分析方法。二噁英与PAHs能够对Ah受体产生诱导作用，反映出CYP1A1基因，促进CYP1A1酶的生成，进而产生P450，该物质可以作为细胞色素使用，对于二噁英与PAHs起到降解作用。另外，CYP1A1酶与荧光素酶的产生量是相对应的，由于荧光素酶是具有比较短的半衰期，二噁英与PAHs的生成量也会相应地提高，在对该物质诱导产物进行检测的过程中，所得到的结果能够对CYP1A1酶与PAHs物质进行准确的分辨。

4.体外DNA结合实验。体外NDA结合实验的原理如下。侵入细胞内的二噁英与AhR在结合状态下会产生一种新的复合物，该物质能够对二噁英的反应元件进行有效的识别，相关基因的转录会被诱导。通过体外实验能够对二噁英的含量进行估算，该技术通常应用于NDA含量的检测工作中。

5.外切酶保护PCR分析。外切酶保护PCR分析技术是一种无放射污染结合DNA测定实验，在具体操作上需要与DNA检测技术相结合。DNA上两端DRE位与二噁英-AhR复合物相结合，在引过程中会受到外切酶的攻击，消化掉剩余的游离DNA，对经过扩增保护而留下的复合物进行定量估计则能够得到最终二噁英的含量。

6.生物传感器检测技术。该检测技术体系下，常用的生物分子主要为抗原、抗体以及酶等，转换器主要为光学装置以及电化学装置等，也是一种应用比较广泛的检测技术。该技术在选择性比较突出的生物分子基础上，与待测物进行反应，经过反应所得到的生物与生物分子的深度出现变化，在转换器的作用下会被转换为电信号，这种电信号具有充分的可测性，在得到物测物质含量的情况下，能够对二噁英的含量进行直接的计算。生物传感器检测技术具有操作成本低、安全、快速以及简便等方面的特点。随着我国生物科领域技术的不断发展，生物传感器所使用的转换器在灵敏度水平上得到了比较明显的提升，使得生物传感检测技术在应用方面的场景越来越广阔。

三、结语

二噁英是一种危害性极大的有毒物质，相关单位一方面需要做好对于该物质的隔离工作，同时也需要提高对于该物质的生物学检测技术水平，只有在检测结果科学合理的情况下，才能够为相关的治疗与预防工作奠定良好的基础。

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