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近十年来,一些体外胃肠模拟法被应用于来测定土壤中有机污染物的生物可获得性(in vitro bioaccessibility),进而预测生物有效性(in vivo bioavailability)。相比动物实验而言,体外方法操作简单,省时和费用低廉,在广泛应用于重金属的研究后又开始逐渐应用于有机污染物的研究。然而传统的胃肠法仅仅是模拟污染物静态溶解到胃肠液的过程,缺乏类似于人体胃肠道动态吸收过程。因此体外方法不能提供足够吸附有机物的能力,特别是疏水性有机污染物(HOCs)。从土壤中解吸出来的污染物会逐渐的降低并最终达到解吸平衡,低估污染物实际的生物有效性。为了克服这种不足,我们选用Tenax作为吸附剂添加于胃肠液中来模拟小肠实际吸收过程,Tenax能够持续捕获从土壤中溶解到胃肠液中的污染物,从而在土壤与胃肠液中维持一定的浓度梯度,实现动态吸收过程。我们选用近年来在研究有机污染物生物可获得性方面有广泛应用的基础生理提取试验(Physiologically based extraction test-PBET))作为体外方法,通过添加 Tenax 改进PBET方法来研究土壤中持久性有机污染物(POPs)的生物可获得性,并结合动物老鼠模型来评价改进的体外方法的可行性。首先研究Tenax吸附肠液中PAHs的动力学,在Tenax质量为0.25 g时,Tenax能够快速吸附PAHs,并且对7种不同PAHs达到99%吸附平衡时间小于19 min,少于肠液培养时间(4 h)。同时Tenax对PAHs的吸附速率随着PAHs疏水性增加而降低。在五种芘污染的土壤中,与不含Tenax胃肠模拟液相比,当Tenax加入到胃肠液中,显著地提高了芘的生物可获得性,芘的生物可获得性从8.25-20.8%提高到55.7-65.9%。此外,我们进一步研究了一种实际PAHs污染土壤中PAHs生物可获得性,结果与芘生物可获得性类似,当Tenax加入后,PAHs生物可获得性从3.70-6.92%提高到16.3-31.0%。这些研究结果表明,Tenax能够作为有效的吸附剂来促进PAHs从土壤中溶解到胃肠液中,进而提高PAHs的生物可获得性。由于多环芳烃在动物体内的代谢极为复杂,动物实验的结果不够准确,所以我们进而选择了在动物体内较为稳定的DDTs,进行动物活体实验,验证Tenax改进PBET方法的可行性。我们用传统和Tenax吸附剂改进的PBET方法研究了六种DDTs污染土壤的生物可获得性,并结合老鼠模型研究DDTs污染土壤的生物有效性,来验证改进的体外PBET方法是否能够代替动物实验进行污染物生物有效性的预测。在没有Tenax存在时,传统的液液提取法得到的DDTs生物可获得性为1.2-15.4%,明显低于动物实验得到的体内相对生物有效性结果(15-45%),表明传统的体外胃肠模拟法会低估实际的生物有效性,并且两者之间几乎没有线性相关性(R=0.35,P=0.5)。在Tenax被添加于肠液中来模拟实际的小肠上皮细胞吸收污染物进入体循环过程时,DDTs生物可获得性提高到28.7-58.5%,更接近体内试验结果,并且两者之间有较好的线性相关性(R=0.79,P=0.064)。这表明改进的体外方法更具有能够代替动物实验进行污染物生物有效性预测。在研究中发现,DDTs体外生物可获得性与体内生物可利用性与黑碳炭含量成负相关性,而与总有机碳含量没有相关性,表明在土壤性质中,黑碳炭是影响生物有效性不可忽略的因素。