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目的:利用活性炭采样,气相色谱(GC)分析不同油温烹调油烟VOCs中t,t-2,4-DDE含量,为室内烹调油烟中主要污染物的检测提供参考,为研究烹调油温引起COF致突变性增强的机制寻找线索。通过小鼠急性t,t.2,4-DDE染毒试验,采用高效液相色谱。紫外检测法(HPLC-UV)测定小鼠血清中8-oxodG水平,为探讨t,t-2,4-DDE的DNA氧化损伤作用积累科学数据。为进一步研究COF致突变性和潜在致癌性寻找体内生物标志物提供线索。为更合理地使用食用油,养成良好的饮食习惯提供理论依据。
材料与方法:
采样管的制作:采用内径为6±0.5 mm玻璃管,内共装纯化过的椰壳颗粒活性碳0.6g,两头以玻璃纤维滤膜封盖,制成溶剂解吸型活性炭采样管。玻璃纤维滤膜吸收烹调油烟颗粒物,挥发性有机物被活性炭吸附。
样品采集:设置食用油加热温度控制装置,采样位置应处于呼吸带高度,大约1.4m,采样流速为1.5L/min。实验设定8个油烟发生温度,分别为60℃、90℃、120℃、150℃、180。C、210℃、240℃、270℃。每个温度采集6个样品,每个样品采集15min。加热油量为200ml,每次加热油量使用30min。
VOCs中t,t-2,4-DDE的分析:用CS<,2>将t,t-2,4-DDE标准品配置成不同浓度的标准系列,在GC中分析,绘制标准曲线。将活性炭取出,置于5ml具塞比色管中,加入1ml提纯的CS<,2>,盖塞,超声波解吸10min得样品解吸液,GC进样,由标准曲线可得含量,通过换算得到空气中的浓度。
动物实验:通过预试验选用雌性小鼠。(1)40只雌性ICR小鼠随机分成4组,每组10只,即调和油空白对照组、50 mg/kg、10 mg/kg、1mg/kg t,t-2,4-DDE组。各剂量组用调和油配制。染毒方式为腹腔注射,染毒量以小鼠体重计为0.1ml/10g体重,一次染毒,10天后取动物血清。(2)60只雌性ICR小鼠随机分成6组,每组10只。其中三组为50mg/kg t,t-2,4-DDE染毒组,另三组给予调和油作为空白对照组。在染毒后2天、6天、10天,分别对染毒组和对照组动物取血。血清制备:腹主动脉抽取血液,静置1h,离心15min,转速4000 r/min,用微量加样器吸取上清液置于2ml离心管中,于-18DC低温冰箱中保存备用。
血清中8-oxodG含量测定:称取8-oxodG标准品,用重蒸水配成不同浓度标准应用液。分别取400μl空白血清,加入标准应用液50μl,再加35%高氯酸50μl,涡旋、离心,取上清液,制成工作曲线应用液,在液相色谱(HPLC)中检测条件下进样。使用面积外标法进行标准曲线的绘制。同样方法处理样品血清,在HPLC进样,可得含量。
结果:
(1)60℃、90℃、120℃油温采集的油烟挥发性有机物中t,t-2,4-DDE浓度小于0.003 mg/m<3>,150℃、180℃、210℃、240℃、270℃油温采集的油烟挥发性有机物中t,t-2,4-DDE浓度分别为0.0981±0.0770 mg/m<3>、1.0932±0.3090 mg/m<3>、2.5754±0.3977 mg/m<3>、2.8930±0.1677 mg/m<3>、2.7788±0.2117 mg/m<3>。
(2)1 mg/kg、10 mg/kg、50 mg/kg t,t-2,4-DDE染毒10天后小鼠血清中8-oxodG含量分别为0.0064 ±0.0016μg/ml、0.0272 ±0.0187 μg/ml、0.4614 ±0.1524μg/ml,各组间有显著性差异(P<0.05)。50mg/kg t,t-2,4-DDE染毒2天、6天、10天后小鼠血清中8-oxodG含量分别为0.0258 ±0.0208 μg/ml、0.1982 ±0.1110 μg/ml、0.4614±0.1524 μg/ml,各组间有显著性差异(P<0.05)。
讨论:
(1)实验结果显示,低于120℃t,t.2,4-DDE浓度小于检测限,随着温度升高,240℃t,t-2,4-DDE浓度达到最高。这说明调和油温度升高,热氧化分解反应加快,在240℃左右热氧化分解反应最快,这与240℃~250℃时食用油开始产生大量刺鼻油烟气的现象相符。温度继续升高至270℃,而t,t-2,4-DDE浓度不会再明显上升。原因可能是热氧化分解反应不再加快,或者调和油内不饱和脂肪酸含量减少。根据古贺实采用GC/MS分析的结果显示,总醛的峰面积在270℃左右达到最大(30%~50%)。因此,不能排除t,t-2,4-DDE在高于240℃下被进一步分解成小分子醛类的可能。
本实验设计的加热的油量为200ml,但是实际烹饪炒菜时一般用油量为20ml以内(职业厨师用油量略高)。由于样品中检测到的醛类化合物种类、含量与烹调温度、所用油品等因素有关。因此,空气中的实际浓度,需进行现场监测、分析。因此,现场流行病学调查将通过本研究的结果进一步的开展。并且,从总醛的角度来探讨其健康危害是今后研究方向。
(2)t,t-2,4-DDE进入体内后和金属离子如Fe<2+>、Cu<2+>等,发生Fenton反应生成羟自由基,羟自由基攻击DNA引起DNA链断裂、加合反应,产生8-oxodG。本实验结果显示,1 mg/kg t,t-2,4-DDt染毒10天后小鼠血清中8-oxodG含量较低(0.0064μg/ml),10 mg/kg t,t-2,4-DDE染毒10天后小鼠血清中8-oxodG含量有所升高(0.0272μg/ml),50 mg/kg,t,t-2,4-DDE染毒10天后小鼠血清中8-oxodG含量明显升高(0.4614μg/ml)。这表明,低剂量t,t-2,4-DDE对机体产生较轻的DNA氧化损伤,机体可应激性地在特异性的DNA修复糖基化酶作用下释放游离碱基。随着染毒剂量增加,t,t-2,4-DDE对机体DNA氧化损伤加强,非特异性的DNA修复酶启动并参与机体损伤的修复,该酶切除含加合物的一段DNA,以脱氧核苷的形式释放。脱氧核苷在酶的羟化作用下形成8-oxodG,并释放到血液中呈现一种蓄积状态。高于50mg/kg t,t-2,4-DDE染毒小鼠血清中8-oxodG含量尚不明确,认为随着染毒剂量的升高,机体修复能力限制以及通过体外排泄,8-oxodG的含量不再显著增高。
从实验结果上看,50mg/kg t,t-2,4-DDE染毒后,随着时间的延续,小鼠血清中8-oxodG含量逐渐升高,染毒后10天达到最高(0.4614μg/ml)。这表明8-oxodG在小鼠血清中的半减期较长,这对于血清中8-oxodG的采样和监测是很有利的。半减期是毒物动力学中的重要参数,对于选择接触生物标志物很重要,它可以反映受试物在体内蓄积情况、解释检测结果、标志物的选择和决定监测策略。体内半减期太短的物质无法作为接触生物标志物,对于长半减期的毒物,接触1周以上采样分析,均可反映实际接触情况。当然,从本次研究的资料中还无法得知8-oxodG在小鼠血清中的半减期,有必要在今后作进一步研究。另外,体内8-oxodG含量与机体自身的生长周期(年龄)也密切相关。
本实验为十天的雌性小鼠急性损伤试验,目的在于建立一种新的血清检测方法,初步探讨t,t-2,4.DDE的DNA氧化损伤能力。对于亚慢性、慢性吸入、经口损伤引起小鼠血清中8-oxodG含量的变化还有待进一步研究。
结论:
油温120℃以下烹调油烟VOCs中t,t-2,4-DDE浓度小于0.003 mg/m<3>,油温150℃至240℃烹调油烟VOCs中t,t-2,4-DDE浓度随温度升高而升高,油温继续升高至270℃,但烹调油烟VOCs中t,t-2,4-DDE浓度不再增高。
雌性小鼠急性t,t-2,4-DDE染毒试验中,在一定剂量范围内,小鼠血清中8-oxodG含量随剂量增加而升高,呈现剂量.效应关系。在一定时间内,小鼠血清中8-oxodG含量随时间的延长而升高,呈现时间-效应关系。可以运用高效液相色谱进行8-oxodG的测定,认为t,t-2,4-DDE是烹调油烟中引起DNA氧化损伤的可疑因素之一,8-oxodG可能成为t,t-2,4-DDE接触生物标志物。