三聚氰胺在水生生物體內轉化規律的研究

樊銀明，馬曉國

(廣東工業大學環境科學與工程學院，廣東廣州510006)

三聚氰胺(Melamine)簡稱三胺，有3種同系物，分別是三聚氰酸(Cyanuric acid)、三聚氰酸一酰胺(Ammelide)、三聚氰酸二酰胺(Ammeline)。目前研究表明［1-2］，三聚氰胺在機體內的代謝屬于不活潑代謝，即在機體內不會迅速發生代謝變化，只會以原體形式或同系物形式排出，而不是代謝產物形式。三聚氰胺經三步脫氨基作用可逐步水解為三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸［3］。近年來，利用微宇宙系統研究化學物質在環境中的遷移與歸宿，得到越來越廣泛的應用［4-8］。微宇宙是依據自然環境原型設計，通過建立生態模型來研究化學物質的遷移、轉化從而了解其在環境中的遷移與歸宿。

該研究利用微宇宙模擬水生態系統，以羅非魚、田螺為試驗動物，采用室內靜水養殖，對三聚氰胺在模擬養殖水體中的生物體內的轉化規律進行了初步研究，旨在為三聚氰胺在生物體內的代謝轉化過程提供一些科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計 試驗采用室內靜水養殖系統，在聚乙烯水族箱(50 cm×50 cm×50 cm)中進行，放入約10 kg不含三聚氰胺的干凈土壤，加入已曝氣24 h的自來水約100 L。缸內放養大小勻稱、體質健康、平均體重在80～100 g的羅非魚20尾(雌雄約各占一半);田螺60只;金魚藻200 g。采用自然光照，控制水溫(25±2)℃，pH在7.0±0.2，溶解氧5 mg/L以上，持續充氧，定時投喂明珠牌(珠江水產研究所飼料廠)魚飼料。所有生物試養10 d，保證系統穩定后，采用水體輸入的方式，稱取5.0 g三聚氰胺(化學純)，用超純水溶解，加入試驗水族箱中并混勻，使水中三聚氰胺濃度為0.05 g/L。每組試驗設置3個平行加標試驗水族箱，3個空白對照。分別于第1、2、4、7、10、15、20 天從 3 個加標試驗水族箱中各采集羅非魚2尾，田螺6只，經處理后將各類樣品分別混勻，其中羅非魚去磷，去皮，去魚刺，分別取魚肉、腎臟、肝臟及其他內臟部分搗碎;田螺去殼后分別取螺肉及內臟部分搗碎收集樣品。所取生物樣品一個月內完成分析。同時從空白試驗水族箱中各取3個平行樣，采集及制樣方法與加標樣一致。

1.2 儀器與試劑 7890A-5975C氣相色譜-質譜儀(美國Agilent公司);MAS-Ⅱ常壓微波輔助合成儀(上海新儀微波化學科技有限公司);KQ-100DB型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);KDC-140HR高速冷凍離心機(安徽中科中佳儀器有限公司);Smart2Pure超純水系統(電導率0.055 μS/cm德國TKA公司);上海安亭250 μl微量進樣器(上海安亭微量進樣器廠);N-EVAP112氮吹儀(美國Organomation公司);XW-80A旋渦混合儀(江蘇海門其林貝爾儀器制造有限公司);AUW320電子分析天平(島津企業管理(中國)有限公司);JPB-607A便攜式溶解氧測定儀(上海精密科學儀器有限公司);PHS-3C型pH計(上海儀電科學儀器股份有限公司)。混合型陽離子交換固相萃取柱(60 mg，3 ml，德國CNW Technologies GmbH)。

N，O-雙三甲基-硅基三氟乙酰胺(BSTFA)+1%三甲基氯硅烷(TMCS)(美國Regis Technologies，Inc);三聚氰胺純品99.9%，上海阿拉丁試劑;三聚氰胺化學純99%，上海阿拉丁試劑;三聚氰酸標準品，純度為99.0%(德國Dr.Ehrenstorfer);三聚氰酸一酰胺標準品，純度為99.0%(德國Dr.Ehrenstorfer);三聚氰酸二酰胺標準品，純度為98.0%(德國Dr.Ehrenstorfer);吡啶、甲醇均為色譜純(德國CNW Technologies GmbH);二氯甲烷、三氯乙酸均為分析純，上海阿拉丁試劑。

1.3 樣品預處理 水樣經0.22 μm濾膜過濾，取5 ml于50℃下氮氣吹干，加入300 μl吡啶、150 μl衍生化試劑，渦旋混合1 min，用玻璃磨口塞密封，微波功率420 W下反應1 min，冷卻轉移至樣品瓶中，供氣相色譜-質譜測定。其他生物樣品經自然解凍后，用甲醇超聲提取，離心后取上清液過固相萃取柱，收集洗脫液氮氣吹干后進行衍生化，冷卻后轉移至樣品瓶中，供氣相色譜-質譜測定［9］。

1.4 分析與測定方法 氣相色譜-質譜儀(7890A-5975C)，HP-5MS毛細管色譜柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進樣口溫度250℃;電子轟擊離子源(EI);電離能量70 eV;離子源溫度230℃;四極桿溫度150℃;傳輸線溫度280℃;程序升溫:70℃下保持1 min，以20℃/min升至200℃保持5 min，再以30℃/min升至280℃;不分流進樣，進樣量1.0 μl;載氣為高純氦氣，流速1.0 ml/min。全掃描Scan/選擇離子監測SIM掃描模式，三聚氰胺及其同系物的保留時間和質譜條件如表1所示。

表1 三聚氰胺及其同系物的保留時間和質譜條件

所有結果的獲得都是利用已知三聚氰胺及其同系物標樣對樣品中各峰進行外標定性［10-17］。

2 結果與分析

采用GC-MS，利用已知三聚氰酸、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸二酰胺、三聚氰胺標準品對樣品中各峰進行外標定性研究發現，三聚氰胺進入水體后，能被水生生物迅速吸收。試驗第1天，水生生物體內就能檢測出三聚氰胺。其中，魚其他內臟(除腎臟和肝臟)在試驗15 d、20 d時測出含有三聚氰酸二酰胺，魚腎臟和肝臟在試驗20 d時測出含有三聚氰酸一酰胺(圖1、圖2)，這可能是因為三聚氰胺先在魚其他內臟內進行第一步脫氨基作用水解成三聚氰酸二酰胺，水解得到的三聚氰酸二酰胺進入肝臟和腎臟，進一步脫氨基水解成三聚氰酸一酰胺。螺肉和螺內臟在20 d時分別測出含有三聚氰酸二酰胺和三聚氰酸一酰胺(圖3、圖4)。水樣在試驗15 d、20 d時分別測出含有三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸，可能是來自于魚或田螺將體內的三聚氰胺轉化成其同系物的形式排出體外，而螺和魚體內沒有測出三聚氰酸，這可能是因為三聚氰酸在生物機體內為惰性代謝，容易被機體排出體外，而且三聚氰酸是三聚氰胺三步脫氨基作用的最后水解產物，其含量低，導致三聚氰酸在機體內基本上不殘留。

3 結論

圖1 魚腎臟20 d的SIM

圖2 魚肝臟20 d的SIM

圖3 螺肉20 d的SIM

圖4 螺內臟20 d的SIM

試驗利用微宇宙水族系統，初步研究了三聚氰胺在水生生物體內的轉化規律。三聚氰胺進入水體后，能被水生生物迅速吸收。在試驗初期水生生物體內的三聚氰胺以原體的形式排出體外，在試驗后期一部分三聚氰胺經脫氨基作用逐步水解為三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺和三聚氰酸，以其原體和同系物的形式排出體外。試驗結果為研究三聚氰胺在水生生物體內的轉化規律提供了資料，但三聚氰胺在機體內的脫氨基轉化機理有待進一步試驗研究。

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