《生物材料检测》PPT课件

1、，生物材料检查，第一，基本术语，生物材料是有机体体液(血液)、粪便(尿液、呼气)、头发和测试动物器官组织的总称。生物材料检测是研究生物材料的化学物质或其代谢产物或生化指标的分析和测定方法的科学。生物监测可以检测人体生物物质的化学物质或其代谢产物的含量或它们所造成的无害生物效果水平，评估人体暴露于化学物质的程度和对健康的影响。正常值是指正常人(没有明显的肝脏、肾脏和血液系统疾病，没有职业有害因素接触史)的生物样品的特定成分或生化指标值。对特定地区正常人抽样调查结果进行统计分析，取得95%的上限值(如果职业接触仅导致上升)或97.5%的下限值(如果过高或过低都有一定风险)。生物接触限制是为了保护工

2、作人员健康，对生物物质(尿、血、呼气)的污染物或其代谢产物规定的最大允许浓度或特定生物影响指标可能发生变化的范围。这是在吸入或接触最大允许浓度的毒物时，健康工作者在生物物质中检测到的数据。其次，为生物材料检测的重要性、职业中毒诊断和治疗效果观察提供了重要的参考指标，为地方病和营养素缺乏症的诊断和控制提供了依据，还提供了有关制定健康标准、正常值或生物接触限制的信息。第三，生物材料检测指标和选择；第一，生物材料检测指标生物材料检测指标包括：(1)尿液Pb、Hg、Cd、Cr、Ni、v、Se、As、f、I、五氯酚、杀虫酰胺的检测；以及，(2)生物材料中化学物质代谢产物的检查：化学物质进入身体后，从体内

3、吸收，产生代谢产物，必须检查生物材料中特定的代谢产物。尿中酚、马尿酸、甲基丙二酸、硫双乙酸、三氯乙酸的检查、血液中25-羟维生素D3、1，25-二羟基维生素D3的测定等。(3)生物效应指标测试：化学物质进入身体后，会发生某些生化、生理行为或其他方面的变化。可以选择适当的效果指标作为暴露在有毒物质中的检测指标。吸铅或铅中毒，尿中D-氨基乙酰丙酸(d-ALA)，红细胞中游离卟啉(FEP)，血液中锌卟啉(ZPP)；有机磷农药中毒，全血胆碱酯酶活性降低。2生物材料检测指标的选择原则根据化学物质的代谢动力学和监测目的，在体内根据其吸收、分布、代谢和排泄情况选择指标，需要一定的特异性和敏感性，与接触剂量有

4、更好的相关性。第四，生物材料检查结果的判定是通过与目前正常或生物接触限制进行比较来决定的。根据地理条件、环境污染情况和不同测量方法结果的差异等因素，相同成分的正常值会因地区、方法的不同而不同。因此，在选择正常值时，要注意使用的测量方法和地区差异。特定成分的含量除了受到职业接触的影响外，还与被检者的年龄、性别、生理状态、饮食及投药情况等有关，判定结果时要注意。第五，生物样品的采集和保存、生物样品的采集和保存是整个生物材料检验的重要工作阶段，要注意选择适当的生物样品种类和取样时间，以便生物材料检验结果反映实际情况；使用精确的取样和保存方法，防止样品在取样、运输和保存过程中变质或污染，防止被测试组件

5、的丢失，确保测量结果准确可靠。1样品的种类，生物样品的种类更多，可以用于多种检查目的，例如尿液、血液、呼气、胃液、胆汁、汗液、唾液、牛奶、粪便、毛发、指甲、骨头、动物器官组织等。选择生物材料种类时的要求：(1)选定生物材料的浓度与环境接触水平或健康效果和容量反应关系。(2)样品和测试中的成分(指标)足以方便运输和保管。(3)采集生物样品对人体没有任何危害，被检查者可以接受。目前使用最多的生物材料是尿液，但血液和呼气等仅次于此。头发生长很慢，采集的样品实际上是不同时期的混合样品，因此其测量值和接触量的关系不确定，失去了作为生物监测样品的意义，主要用作代谢非常慢的金属的定性检查。2样品收集和保存，

6、(1)取样时间：在大多数情况下，生物材料的测量对象浓度随时间变化，与物质的代谢过程有关。半衰期短(几分几小时)的受试物品在各种组织中水平变化迅速，因此对引进时间有严格的规定；半衰期长(超过数十小时)的毒物或代谢产物，在各种组织中反映浓度长的接触程度，因此对取样时间的限制不必太严格。反转：上班前1h半中：上班后2h 下班前1h半中：下班前1h内班：下班后1h内班：下班后1h内(2)取样环境，取样时，工人要脱离生产岗位，脱下工作服，清洗手、脸和取样部位，在干净、无污染的场所取样。(3)根据要测试的组件、抽样类型和存储条件选择容器的抽样容器。无机金属化合物的情况是，可以选择用高压聚乙烯、聚丙烯、聚四

7、氟乙烯、石英、硬质玻璃等材料制成的容器，并在取样前用购买容器的溶液浸泡24小时，洗干；要测量有机化合物，取样容器必须使用玻璃或聚乙烯产品，不要使用橡胶或染料添加产品。(4)样品的保存，采集的样品要尽快分析测定。样品储存和运输时，除了防止样品变质，不引入扰乱物质外，还要防止样品中正在测试的物质挥发和容器中残留的损失。样品的存储方法必须与分析方法相匹配。尿液样本通常可以保存4至2周，在-20中，通常至少可以保存2月。所有样品最好在冷藏状态下运输和储存。注意需要冷冻保存的样品，用玻璃瓶包装，以免冻裂，这是不好的。(5)抽样记录，抽样立即填写抽样记录，填写项目应包括样品编号、受试者姓名、性别、年龄、职

8、业、职业史、个人生活习惯减肥、饮酒、吸烟等抽样时间、场所、环境、方法、抽样等。样品瓶上也贴上标签。6、一般检查样本(a)尿液样本，大部分物质及其代谢产物的尿液内含量与血液的浓度有很好的关系，尿液的含量更能反映血液内物质及其代谢产物的浓度，尿液样本采集比较方便，因此经常使用尿液进行检查。为了代表使用收集的尿液样本，分析结果更好地反映实际情况，使用尿液作为生物监测样本时，应注意以下事项：1收集尿液样本(1)特定物质随尿液不规则排出，1日其他时间从尿液排出的数量发生显著变化，在实际工作中，可以采取随机尿液样本、早晨尿液或全天(24小时)尿液样本，并根据测量目的、要求和条件进行分析。l随机尿液样本：收

9、集方便，但由于要在尿液中测量的物质浓度波动很大，分析结果往往不反映实际情况；L 24小时尿液样本：分析一天24小时尿液混合后，适量，计算时总24小时排放，结果不受特定成分排放不规则、饮用水和汗液排放的影响。但是24小时收集尿液样本是烦人的夏季尿液样本腐败；l晨尿：收集方便，应用最多，以便被检查者在早晨起床后收集第一个尿液样本，并反映大多数测量的实际情况。，(2)某些有毒有害物质的排泄速度快，停止接触后，尿液中检测到的物质量明显减少，要了解身体暴露于该物质的情况，必须在工作班前、班中、班末或班后分别提取尿液样本进行分析。2保存尿液样本，一般清洁500m1硬玻璃瓶或聚乙烯塑料瓶清洁随机尿液或早晨尿

10、液收集；24小时尿液样本收集在清洁的2L硬质玻璃瓶中。保存尿液样本根据测定项目选择条件测定铅、汞等金属元素时，在1L尿液样本中加入5毫升硝酸进行防腐处理，防止金属盐沉淀、汞挥发和容器壁吸附，收集尿液样本后不能及时分析，应保存在冰箱中，必要时添加适当的试剂，提高测定对象成分的稳定性。3测量结果的校准，尿中正在测试的成分的测量结果一般显示为mg/L，但该结果表明方法容易排尿量，排尿量还与饮水量和排汗量有关，为了减少饮水量和排汗量的影响，应校准测量结果，使1次和24小时尿液样本结果更接近。校正方法有比重校正法和肌酐校正法。(1)比重修正方法：以尿液的主体浓度为基准比重(我国规定的尿液样本标准比重为1

11、.020)进行修正，修正公式为：饮食中c学校-矫正后尿液中被测量成分的浓度(mg/l)。C -测量的尿液中要测量的成分浓度(mg/l)；1.020-我国使用的尿液标准比例；D-实际测量的尿液样本率；K-将尿液比重修正为1.020的系数。(2)一般来说，饮食、饮水量、利尿剂对肌酐排出率影响不大，健康人一天排出的肌酐量几乎没有变化，一般为18g左右。因此，可以使用通过尿液排出1g肌酐的相应测定对象成分的量来表示尿液中测定对象物质的浓度，也可以表示通过尿液排出1.8g肌酐的相应测定对象成分的量，表示全天尿中测定的成分量。修正公式为，(b)，血液1。血液是生物检测样本，无论是什么途径，只要进入身体，毒

12、液就会被吸收到血液中，分散整个身体的器官，解密，或导出到身体外，检测血液中毒物或其代谢产物的浓度，就会反映出身体暴露在毒物中的程度，与体内毒物吸收的量有正相关关系。血样的成分比较稳定，个体差异小，样本污染的机会小，不会影响肾功能的优点。因此，测定血液中的毒物或代谢产物的数量更为重要。但是静脉采血的手续很麻烦，被检者很难拿到。在实际工作中，血液样本不如尿液样本普遍。近年来，随着分析技术的发展，方法灵敏度提高，减少了血样量，取耳垂代替静脉，接受皮试的人也容易接受，采血工作也很方便。2 .血样采集和取样注意事项，血样可以使用全血，血浆或血清。全血：取注射器或血管，将血液注入有抗凝剂的试管，轻轻转动以

13、充分混合血液和抗凝剂。血浆和红细胞：将血液慢慢注入具有抗凝剂的试管，在室温下放置或离心，分离的上清液是血浆，沉淀的积部分是红细胞。血清：将血液慢慢注入干燥的试管，室温1530分钟，离心，分离后，上清液为血清。静脉采血时要避免污染，预防溶血，先用水冲洗采血部位的皮肤。提取最后的血液时，不要用力挤压采血部位，要让其自然流失，并丢弃第一批血液，以免因组织液渗出而稀释血液。(3)，呼气1。呼气是生物检查样本，挥发性毒物通过呼吸系统注入人体后，肺泡和肺血液之间形成血气两相平衡。也就是说，肺泡气相分压和肺端毛细血管血液中挥发性物质的分压相同。因此，分析呼气或肺泡气体的挥发性物质可以反映人体的摄取水平和周围

14、空气的水平。，向暴露于挥发性化学物质的生物监测样品呼出气体具有样品收集方便、连续取样、样品中干扰物质少、被实验者容易接受的优点。呼气样本有混合呼气和最终呼出气体。吸气后，直到不能再呼吸为止，用最大力量呼气的所有呼气都是混合呼气气体。尽最大努力吸气，平安呼气，直到不能呼吸为止，从最后一口气呼气到最后呼气。2 .收集样品，(1)样品包或注射器直接取样方法，操作方便，适用于高含量样品，采集的样品不方便保管。(2)活性炭吸附管在低温下吸附样品，在采样过程中吸附要测试的物质，浓缩在活性炭上，适合低含量样品，采集的样品可以保存一周。3 .呼气收集时注意事项，(1)使用的取样器对主体的吸附较少，室温密封性好

15、；(2)从挥发性物质的呼吸排出曲线中可以看出，停止接触后呼气中物质的量(肺排泄率)与脱离后时间的指数关系，即早期肺排泄率高，脱离后时间越长，减少速度越快，因此应在接触期间或接触后短期取样。7生物样品的预处理，复杂生物样品的组成，去除杂质，富集正在测试的成分，分离或去除干涉物质，分析前需要对样品进行适当的预处理。测量金属和非金属成分时，要将样品无机化，彻底破坏有机物，使正在测试的成分进入价格状态。如果正在测试的成分和干涉成分共存或正在测试的成分含量低，则应通过溶剂萃取、挥发性和蒸馏、共沉淀或固相萃取等方法分离正在测试的成分和干涉物质，以达到分离、净化和浓缩的目的。(a)，无机化方法，破坏生物样品

16、有机物的方法，湿消化法和干物质化法，可以根据样品和正在测试的要素的特性进行选择。1 .用湿消化法、氧化性酸和其他氧化剂组合热量，破坏样品中的所有有机物，测试中的成分变成可溶性盐类。常用的氧化酸有硝酸、硫酸、高氯酸，氧化剂有高锰酸钾和过氧化氢等。(1)硝酸-高氯酸法：氧化性强，反应快，消化温度低，挥发性损失小。硝酸和高氯酸的沸点都很低，过多的酸容易挥发掉。(2)硝酸-高氯酸-盐酸法：该方法用于示波极谱法测定尿液中的铅、镉和其他元素。添加盐酸的目的是消除锡生成氯化物蒸发，消除锡对极谱测量的干扰。(3)硝酸-高氯酸-硫酸法：测定挥发性元素以外的金属毒物时，是处理各种生物样品最广泛使用的有机物破坏方法

17、之一。添加硫酸可以适当提高消化温度，充分发挥硝酸和高氯酸的氧化作用，防止燃烧。(1)硫酸-高锰酸钾法：利用高锰酸钾-硫酸在低温下氧化尿液中的有机物，利用羟基胺盐酸盐或过氧化氢褪色高锰酸钾，该方法专门用于分析尿液中汞样品的消化。2干灰化方法，干灰化方法易于操作，添加剂少，空值低，特别适合大量样品处理。但是干燥材料处理方法温度高，试验对象成分造成挥发性损失，试验对象成分被坩埚材料吸收，难以溶解，降低回收率。为了帮助钙化，可以添加适当的石灰剂，例如硝酸、硫酸、硝酸镁、氧化镁、氢氧化钾等，以减少正在测试的成分挥发和吸收的损失。(b)，分离方法1溶剂萃取，试验中的成分或与螯合剂一起形成的螯合物在两种不溶

18、性溶剂中具有不同的溶解性。也就是说，如果两相指定系数不同，则通过提取将试验中的成分(或螯合)注入有机相，干涉成分仍然停留在水中，达到分离、净化和浓缩的目的。该法设备简单、应用广泛，但有机溶剂易挥发、易燃、有毒，对工人的健康有一定影响。，2挥发性及蒸馏是利用物质挥发性进行分离分析的一种方法。(1)扩散法：在塑料扩散箱的底部外侧一侧加入样品，在另一侧加入释放剂，在内侧层加入吸收液，拍摄，转动，使外部液体相互接触，然后放置小盒，使其扩散30多个小时，对吸收液进行分析。该方法可用于尿氟测定。(2)静态顶空分析：将样品放在有密封盖的小瓶子里，立即盖上，将小瓶子放在加热器里保温6080以下一定时间，使瓶子里的气液两相平衡，然后用注射器提取瓶子里的气体，用气相色谱仪测