开发一个简单而强大的血液样本中甲醛的检测和定量分析方法

文摘

人类很容易接触到甲醛(FA)生活环境。FA进入人体对人体健康产生不良影响,根据英足总浓度。因此,定量分析FA的血液是必要的,以评估其对人体的影响。在这项研究中,一个简单而快速定量分析方法的FA血了。总分析时间,包括预处理过程,不到20分钟。确保一个稳定的分析,血样稳定使用tripotassium乙二胺四乙酸溶液,和足总有选择地derivatized使用2,4-dinitrophenylhydrazine预处理程序。使用样本分析使用高效液相chromatography-UV系统,这是最常见的选择分析小分子醛像甲醛。验证(稳定和衍生化)的预处理方法使用FA标准确认了预处理方法是高度可靠的校准范围0.012 - -5.761 ngμl¹(斜率= 684898,R²= 0.9998,检测极限= 0.251 pg·μl¹)。分析血液样本的FA的尤卡坦半岛minipig使用新的方法显示平均足总浓度为1.98±0.34 ngμl¹(n= 3)。血液样本中掺入FA标准进行了分析,和英足总浓度被认为是类似于理论浓度(2.16±0.81%的差异)。报道此方法可以定量分析FA在血液sub-nanogram水平在短时间内,血液分析的应用程序进行验证。

1。介绍

甲醛(FA)是一种毒素,可引起过敏、免疫致敏,致癌性当人体吸入的1- - - - - -6]。血液中高浓度的足总可能有负面影响在各种器官,甚至可能导致失明6- - - - - -8]。FA是血液中的氧化产生甲酸,一个代谢物的积累会导致酸中毒甲酸(9,10]。由于其毒性,足总仍在研究[11- - - - - -13]。在实验动物体内测试是最好的方法来测试毒性。为了准确地评估FA体内的毒性作用,需要可靠的采样和分析方法(14,15]。此外,由于血液中FA很容易排出体外,半衰期较短(1 - 1.5分钟)16),很难确认血液中的外生FA的浓度(17- - - - - -19),这可能是增加了外部因素(即。,inhalation exposure, percutaneous absorption, etc.).

足总暴露在人类吸入从各种各样的环境20.- - - - - -22]。2010年,世界卫生组织(世卫组织)建立接触FA的室内空气质量指南0.1毫克/ m³(0.08 ppm)所有30分钟时间在终身暴露23]。然而,高浓度的FA生成从建筑材料、家具(pressed-wood制成的产品),绝缘材料,涂料,职业暴露[FA仍然是一个问题24- - - - - -27]。防止FA的接触是很重要的因为FA的累积暴露会导致各种毒性以及遗传损伤(1- - - - - -6,28,29日]。为了减少FA暴露的浓度在生活环境中,各种材料的暴露评价(可以发出FA)应放在第一位。此外,英足总应该减少职业暴露改善工作环境(条件)使用空气净化和通风系统30.- - - - - -34]。然而,为了评估FA吸入人体的不良影响,分析技术能够准确定量等FA在生物样品的血是必需的。

研究FA在血液主要集中在足协的毒性作用。通过衍生化预处理,其次是色谱法,通常用来量化FA在血液17,35,36]。然而,很难找到从先前的研究保证验证数据的可靠性分析方法量化FA的血液。此外,昂贵的仪器和复杂的分析过程中使用了先前的研究[17,18,35,36]。

在这项研究中,一个标准化的分析方法建立了FA的定量血。这项研究计划的可靠性和效率最大化FA相关的生物研究。通过简单的预处理,使用一个共同的分析仪器,和收购验证数据,一个可靠的分析方法量化的FA血液中被标准化。

2。材料和方法

2.1。准备足总标准和血液样本

2.1.1。工作标准

的主要标准FA(纯度37%)购买Sigma-Aldrich(美国密苏里州)。工作标准是由重量用蒸馏水稀释的主要标准。工作的第一标准,准备了四个不同的浓度与蒸馏水混合的主要标准。的最后准备工作标准液稀释第一点(最低水平:403 ngμl¹与蒸馏水)工作的第一标准,产生七种不同浓度的FA,即0.403,2.02,4.03,10.1,20.2,40.3,202 ngμl⁻¹(表1)。

2.1.2。血液样本

尤卡坦minipig (minipig 10周,男性)获得Optipharm (Osong,韩国)是用于这些实验。收集血液样本(2毫升)的耳静脉minipig在样品管中含有乙二胺四乙酸(FL医疗、Torreglia、意大利)三次血液样本的体积。样品管中的血液样本是稳定立即进行预处理。

2.1.3。尖的样品

第一个工作标准和血液样本被用来准备飙升样本。简单地说,2μL的第一工作标准(4033、10083和20165 ngμl¹)飙升到2毫升电解抛光管包含200μL血液样本。准备立即飙升样本进行预处理对FA稳定。

2.2。仪表

所有的样品含有FA HPLC-UV系统的分析(lc - 2010、日本岛津公司、日本)配备一个自动取样器(SIL-20A),泵(LC-20AD),烤箱(CTO-20A)和紫外检测器(SPD-20A)。最小化FA干扰和仪器参数达到最优分离得到。固定样品体积的20倍μL被注入到高效液相色谱系统通过自动取样器。足总分离在Shim-Pack GIS-ODS列(长度:25毫米,直径:4.6毫米,粒子大小:5μL;日本岛津公司、日本)使用acetonitrile-distilled水的流动相(7:3 (v / v))的流量1.2毫升·敏⁻¹在30°C(由烤箱)。总运行时间是15分钟。分离FA是紫外检测器检测到的波长360纳米(图1)。从每个的三个实验获得的色谱图2。

2.3。实验方案

在这项研究中,分析了FA标准解决方案和血液样本。首先,预处理方法,以确保(a)稳定血液样本的FA(预处理)和(b)选择性的检测通过衍生化的FA(预处理b)建立和验证。这之后,英足总在血液样本进行了分析。此外,分析血液样本中掺入标准FA解决方案加强了本研究提出的分析方法的验证。1 Exp(确定一个可靠的校准范围分析血液FA): FA与2,所有的样品是derivatized 4-dinitrophenylhydrazine (DNPH)和高效液相色谱法(HPLC)分析了紫外线系统。足总工作标准(20μL)注入2毫升瓶满1970μL DNPH解决方案(1.5 mg·毫升⁻¹)和10μL高氯酸(PCA)解决方案(7%)。准备的足总样本然后立即激起了在2000 rpm HPLC-UV 1分钟和分析的系统。基于可靠的校准结果,评估范围。实验1 b(血液预处理方法包含FA稳定和衍生化):FA稳定作为预处理步骤进行最小化干扰血液。足总工作标准(200μL)注入2毫升瓶满500μL tripotassium乙二胺四乙酸(K₃毫升(1.5毫克EDTA)解决方案¹在2000 rpm),搅拌1分钟。稳定FA样品(20μL)注入2毫升瓶满1970μL DNPH解决方案(1.5毫克毫升¹)和10μL高氯酸(PCA)解决方案(7%)。准备的足总样本然后立即激起了在2000 rpm HPLC-UV 1分钟和分析的系统。根据结果,血液分析的预处理方法足总在血液被评估。实验2(血液样本分析):血液样本minipig进行预处理,分析实验1 b中描述。预处理方法的有效性验证分析FA的血液样本。实验3(飙升样本分析):血液样本浓度(3)minipig飙升了足总标准和HPLC-UV系统分析。分析方法的有效性通过飙升样品的分析测试。

所有这些程序(实验1到3)FA分析总结在表2和图1。样品制备和仪器参数详细描述部分2。1和2。2和总结在表1。

3所示。结果与讨论

3.1。分析的标准(实验1)

在实验1中,可靠的FA HPLC-UV系统的校准范围和血液预处理方法进行评估和验证使用足总工作标准(实验1:测定FA校准范围后DNPH衍生化和Exp 1 b:测试血液预处理方法包含FA稳定)。实验1:根据最终浓度分析,足总得到9分校准数据范围0.004 -202 ngμl¹。校准曲线是由不同设置的最高浓度校准点(4、5、6、7、8和9分)(图3(一个))。9分的校准曲线浓度最高的202 ngμl¹、斜率和R²FA 227199的μL ng⁻¹和0.8384,分别。这些值增加而降低浓度的校准点。校准曲线低于20.2 ngμl¹(4、5、6个校正曲线),足总表现出高灵敏度(675680±17079年μL ng⁻¹(0.9994)和一个相当良好的线性±0.0010)。此外,灵敏度,用于确定英足总浓度的血液样本,稳定在0.004 - -20.2 ngμl¹。因此,基于最终的浓度分析,重要的是进行FA分析低于20.2 ngμl¹在这个分析系统获得可靠的量化数据(DNPH derivatization-HPLC-UV系统)。实验1 b: FA标准受到预处理工作稳定血液样本。然后,FA是通过预处理derivatized B,英足总工作标准HPLC-UV系统进行了分析。斜率,R²值分析0.012到761 ngμl¹FA(基于最终的分析浓度)共684898名μL ng⁻¹和0.9998,分别。FA获得经验值的斜率1 B (A和B预处理后)类似于实验1(低于20.2 ngμl¹校准浓度(图)3 (b))。这表明没有干涉英足总在预处理分析。

通过实验1,确认可靠的FA定量是通过有选择地derivatizing FA的定量分析血液样本只使用一个外部的定量方法(外部校准方法)没有内部标准(37,38]。

3.2。分析血液样本和飙升的样本(实验2和3)

在实验2中,A和B minipig血液样本进行预处理和分析HPLC-UV系统。足总浓度均值minipig血液样本是1.98±0.34 ngμl¹(图3 (c))。足总浓度血液样本的人类,猴子和老鼠在2 - 3 ngμl¹(39]。英足总浓度minipig血液是类似于人类和其他动物(即。,monkey, rat, etc.), and it was confirmed that the difference in the FA concentration in the blood samples of different species was not relatively large.

在实验3中,这个简单的分析方法的有效性和可靠性的FA定量血被飙升样品验证,然后比较它们与英足总浓度的理论价值。英足总浓度的上升43.0样本,106和207 ngμl¹,类似于理论值为42.1,103年和204年μl¹2.16,平均差±0.81%(图3 (c))。

以上结果证实,选择性的预处理方法是高度可靠和准确地分析FA的血液。

3.3。足总确定方法分析血液样本

FA定量分析方法的血液呈现在这项研究中有几个重要的优点:(1)该方法使用相对常见的低成本HPLC-UV系统,(2)预处理程序分析FA血很简单,需要短时间内(少于20分钟),和(3)的可靠性是最大化的方法验证实验(实验1、2和3)。FA的确定方法分析呈现在图1并与一些先前的研究(表3)。

见鬼等人血液中量化FA使用气相色谱分析-质谱法(gc - ms)系统(35]。在这项研究中,从费舍尔获得血液样本- 344使用pentafluorophenylhydrazine derivatized孵化后,气相系统进行了分析和提取过程。然而,这种方法有一定的缺点。FA的稀释因子预处理过程没有明确表示,不能确认和检测极限数据(35]。此外,分析方法的可靠性,如分析再现性差由于没有预处理程序稳定FA在血液里。罗等人分析了足总在人类血浆HPLC配备荧光检测器(36]。复杂而耗时的预处理过程,如涡流加热、冷却、洗涤、离心、干燥要求足总定量在血浆样品。然而,他们的分析方法涉及不稳定预处理过程。此外,检测极限(LOD)罗等人的研究是460 pg·μl¹,这是∼1000倍,在当前的研究中36]。Kleinnijenguis等人从SD大鼠血液样本,获得稳定和衍生FA的血液样本进行的方式类似于本研究[17]。然而,预处理时间在他们的研究是∼9倍,在我们的研究中。预期的复苏(与稀释因子预处理过程)是∼3次低,检出限是∼6倍(17]。此外,Kleinnijenguis等人建立的分析方法使用最新的昂贵的分析仪器如串联女士(MS / MS) [17),而我们的方法利用常用HPLC-UV系统分析sub-ppb FA水平和可靠性高。

4所示。结论

虽然有许多研究报告的不良健康影响FA,缺乏研究FA分析血液中。FA的分析是非常重要的对于理解FA在人体内的行为。在这项研究中,一个简单的定量分析方法的FA血液中开发和标准化方法验证实验。足总在血液稳定使用K₃EDTA和英足总检测选择性增强了FA衍生使用2,4-DNPH。当英足总工作标准进行预处理和分析使用开发的方法,得到了可靠的校准数据R²值大于0.999。此外,FA是相对较低的检出限(0.251 pg·μl¹),它对应于一个相当不错的分析灵敏度。minipig的血液样本进行了分析,足总浓度血液样本的平均值为1.98±0.34 ngμl¹。飙升的分析样本(已知浓度的足总工作标准上升到minipig血样)证实,英足总浓度的上升样本相似的理论浓度,2.16的区别±0.81%。因此,本研究提出的分析方法可以最小化干扰血液组件和可用于检测血液中的sub-ppb FA水平。此外,分析方法包括简单的预处理过程和使用最常见的一种分析仪器(HPLC-UV系统)。血液样本的FA定量分析方法标准化。我们相信,我们的研究将有助于研究与足总对健康的影响有关。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究受到了韩国毒理学研究所、韩国(kk - 2007)。

引用

1. m . Tarkowski和p . Gorski IgE antiovalbumin水平增加小鼠暴露于甲醛、”国际档案过敏和免疫学,卷106,不。4、422 - 424年,1995页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. e . Hasenauer阿富汗放任自流,命令f . Reidel p . j .巴斯a . Koziorowski和c·h·l . Rieger“甲醛暴露提高inhalative变应性致敏豚鼠,”过敏,51卷,第99 - 91页,1996年。视图:谷歌学术搜索
3. f . Wantke c . m . dem, p . Tappler m . Gotz和r . Jarisch”暴露在气态甲醛诱发ige敏感学童的甲醛,”临床与实验过敏,26卷,不。3、276 - 280年,1996页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. j·l·Devalia c Rusznak, r·j·戴维斯“过敏原/刺激物交互——它的敏化作用和过敏疾病,”过敏,53卷,不。4、335 - 345年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. 研究(国际癌症研究机构),“甲醛、”研究专著人类致癌风险的评估卷100 f, IARC里昂,法国,2012年,http://monographs.iarc.fr/ENG/Monographs/vol100F/index.php。视图:谷歌学术搜索
6. p . Vazquez-Ferreiro f . j . Carrera Hueso b·阿尔瓦雷斯洛佩兹,m . Diaz-Rey x Martinez-Casal, m·a·拉蒙巴里奥斯,“评价甲醛作为眼部刺激性:系统回顾和荟萃分析,“皮肤和眼毒理学,38卷,不。2、169 - 175年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. c, h, l .元et al .,“甲醛诱发中毒性小鼠骨髓造血干/祖细胞和提高benzene-induced副作用,”档案的毒理学,卷91,不。2、921 - 933年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. 吴x, y, r . et al .,“急性甲醛暴露诱导早期类似于老鼠大脑的变化,“毒理学机制和方法,28卷,不。2、95 - 104年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. H.-P。Gelbke h . Buist博士,r . Eisert e .雷鲍德和j·h·谢尔曼”派生的甲醛的潜在迁移到食品的安全暴露水平,”食品和化学毒物学文章ID 110598卷,132年,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. 美国Zakharov j . Rulisek j . Hlusicka et al .,”疾病的影响甲醇群众中毒事件爆发后六年生存:可能的代谢甲醛的作用,“临床毒理学,卷。58岁的没有。4、241 - 253年,2020页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. 赵y l ., a Tagmount et al .,“应用全基因组CRISPR识别已知的和新颖的基因和通路调节甲醛毒性,”光化层文章ID 128701卷,2020年,2020年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. m .北b . d . Gaytan c·罗梅罗et al .,“功能性toxicogenomic分析扩展洞察调节器甲醛毒性的酵母,”遗传学前沿7卷,1 - 11,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. g . Yu y, s .刘et al。”小干扰RNA peroxiredoxinII基因的目标提高formaldehyde-induced骨髓细胞毒性与BALB / c小鼠,”生态毒理学和环境安全卷,181年,第95 - 89页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. c . Trocho r·帕尔多即Rafecas et al .,“甲醛来自食用阿斯巴甜与组织结合组件体内,”生命科学,卷63,不。5,337 - 349年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. t . Orsiere i Sari-Minodier、g . Iarmarcovai和a·博塔携手“基因毒性风险评估的病理和解剖实验室工作人员接触甲醛使用个人空气取样和分析外周淋巴细胞DNA损伤,”/遗传毒理学和环境诱变突变研究,卷605,不。1 - 2,30-41,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. k . e . McMartin g . Martin-Amat p e . nok和t·r·Tephly”缺乏一个角色在甲醇甲醛中毒的猴子,”生化药理学,28卷,不。5,645 - 649年,1979页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. a . j . Kleinnijenhuis y . c . m . Staal e . Duistermaat r·恩格尔和r . a . Woutersen“外生血液中甲醛的测定大鼠吸入暴露期间及之后,“食品和化学毒物学52卷,第112 - 105页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. l . g . Regazzoni h . Grigoryan z霁et al .,“使用赖氨酸人类血清白蛋白加合物调查处置外生甲醛在人类血液,“毒物学字母卷。268年,26 - 35周不等,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. h . j . r . y . Lai Yu哈特韦尔,公元前Moeller, w·m·博德纳尔和j·a . Swenberg”测量内生与外生formaldehyde-induced dna蛋白质交联动物组织的稳定同位素标记和超灵敏的质谱分析,“癌症研究,卷76,不。9日,第2661 - 2652页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. 瞿先生,j . Lu和r .他“甲醛的环境,”甲醛和识别施普林格,r . Ed,柏林,德国,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. k . Naddafi r . Nabizadeh r . Rostami h·r·Ghaffari和m . Fazlzadeh“室内空气中的甲醛和乙醛给水管咖啡馆:衡量风险和评估健康的影响,”建筑与环境文章ID 106392卷,165年,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. j . e . Whalan j .斯坦内克·g·伍德奥et al .,“吸入研究接触质量的评价:一个案例研究与甲醛、”毒物学字母卷,312年,第172 - 167页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. g·d·尼尔森,s·t·拉森,p . Wolkoff”重新评估的(2010)甲醛室内空气质量指南对癌症风险评估”档案的毒理学,卷91,不。1、35 - 61年,2017页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. s . Nishikawa y松井、t .松下和n . Shirasaki”评估间接接触甲醛吸入蒸发的水,”监管毒理学和药理学卷。106年,43-49,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. t . Salthammer s Mentese, r . Marutzky“室内环境甲醛,”化学评论,卷110,不。4、2536 - 2572年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. 山崎裕n筱原m .藤井裕久a, y平贺柳泽,“被动通量取样器测量甲醛排放速度,”大气环境第41卷。。19日,4018 - 4028年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. n筱原y Kai, a Mizukoshi et al .,“现场被动流量取样器测量发射率从多个室内来源羰基和挥发性有机化合物的仪器,”建筑与环境,44卷,不。5,859 - 863年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. m·a·Aglan g·n·曼苏尔,“头发拉直产品和职业甲醛暴露在美发师的风险,”药物和化学毒物学,43卷,不。5,488 - 495年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. r . Zendehdel m . Vahabi, r . Sedghi“甲醛职业暴露极限估计基于遗传损伤一些伊朗暴露工人使用基准剂量方法,”环境科学与污染研究,25卷,不。31日,第31189 - 31183页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. s . Dugheri d Massi:同名:迪,g .卡佩里和g . Arcangeli”如何改善监测和安全措施降低空气中的甲醛浓度会在意大利大学医院:总结20年的经验,“工业卫生和毒理学的档案,卷71,不。3、178 - 189年,2020页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. 太阳x, y,赖,j .锅w·杜和l .史”的aldehyde-tanned皮革复鞣系统减少甲醛含量,提高物理机械性质,“《清洁生产卷,175年,第206 - 199页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. x, z、x刘et al .,”一个环保聚氨酯复鞣剂与降低游离甲醛的功能在皮革,”《清洁生产卷,207年,第688 - 679页,2019年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
33. t·张,李x, y Rao y . Liu,问:赵,“除甲醛在城市一体化的办公大楼通风和photocatalyst-coated窗口,“可持续城市和社会卷,55 ID 102050条,2020年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
34. m . Ogawa璧,y Terauchi, s .田中”的策略减少甲醛浓度在医院病理实验室”《职业健康,卷61,不。1,第142 - 135页,2019。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
35. h . d。a .见鬼,m . Casanova-schm1Tz p·b·多德·e·n·t·j . Witek和t . Tosun甲醛(CH₂O)人类血液中浓度和费舍尔- 344老鼠暴露在CH₂O在控制条件下,“美国工业卫生协会杂志》上,46卷,不。1、1 - 3,1985页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. w·罗·h·李,张y和c . y . w .盎”的高效液相色谱测定血浆中甲醛与荧光检测,”《色谱B:生物医学科学和应用程序,卷753,不。2、253 - 257年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. y, z,美国高et al .,“原位分析主要的无水的矿物质和微量元素的介绍没有应用内部标准,“化学地质学,卷257,不。1 - 2,34-43,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. s . j . Tinnemans m·h·f·Kox t . a . Nijhuis t·维瑟和b . m . Weckhuysen“实时定量拉曼光谱支持的金属氧化物催化剂不需要一个内部标准,“物理化学化学物理,7卷,不。1,第216 - 211页,2005。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
39. t·r·Tephly”评论所谓的一代的甲醛和甜味剂阿斯巴甜的加合物的形成,“生命科学,卷65,不。13日,PL157-PL160, 1999页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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