4-1 蠕動強度試驗 (Phase I)
本研究比較在三種不同速度梯度 (G 值為 0、470、1006 sec-1)時，
Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 兩種樣品對生物有效性之影響。Figure 4-1 為在胃相與小腸相中，不同速度梯度與 Na2HAsO4．7H2O 以及 NIST 2710 soil 之砷 ABF 關係圖，從圖中可分為兩部分說明：
Figure 4-1 速度梯度與 Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 砷 ABF 關係圖 (1) 在 Na2HAsO4．7H2O 部分：胃相中，當 G 值為 0、470、1006 sec-1
時，砷ABF 平均值與標準差分別為 86±10 %、82±5 %、91±7 %。當 G 由 0 升至 470 sec-1時，砷ABF 下降 4 %；當 G 由 470 升至 1006 sec-1 時，砷ABF 增加 9 %，顯示 G 值由 470 升至 1006 sec-1時砷 ABF 有 增加趨勢。在小腸相中，當G 為 0、470、1006 sec-1時，砷 ABF 平 均值與標準差分別為86±9 %、85±7 %、94±3 %。當 G 由 0 升至 470
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sec-1時，砷ABF 下降 1 %；當 G 由 470 升至 1006 sec-1時，砷ABF 增加11 %，顯示 G 值由 470 升至 1006 sec-1時砷 ABF 有增加趨勢。
由此可知，在胃相和小腸相中，當G 值由 470 升至 1006 sec-1，砷 ABF 有增加趨勢，進一步由相關性分析得知，在胃相與小腸相中，
當G 值由 470 升至 1006 sec-1時對砷 ABF 影響不大，皆呈中度相關 (R=0.61 vs. 0.69)。且在相同的 G 值 (470 與 1006 sec-1)中，小腸相較 胃相似乎有高的砷ABF 皆增加 3 %。
(2) 在 NIST 2710 soil 部分：胃相中，當 G 為 0、470、1006 sec-1時，砷 ABF 平均值與標準差分別為 22±9 %、28±2 %、31±6 %。當 G 由 0 升至470 sec-1時，砷ABF 增加 6 %；當 G 從 470 升至 1006 sec-1時，
砷ABF 增加 3 %，顯示當 G 值越大，砷 ABF 有增加趨勢大。在小 腸相中，當G 為 0、470、1006 sec-1時，砷 ABF 平均值與標準差分 別為25±5 %、24±3 %、26±3 %，表示當 G 由 0 升至 470 sec-1時，砷 ABF 僅下降 1 %；當 G 從 470 升至 1006 sec-1時，砷ABF 增加 2 %，
顯示在不同的蠕動強度對砷ABF 影響不大。由此可知，在胃相和小 腸相中，不同蠕動強度對NIST 2710 soil 之 ABF 雖有增加趨勢但影 響不大，進一步由相關性分析得知相關性不大 (R=0.52 vs. 0.14)。且 在相同的G 值 (470 與 1006 sec-1)中，胃相較小腸相似乎有較高的砷 ABF。
Table 4-1 為比較 Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 兩種樣品，在胃 與小腸相中，三種不同蠕動強度對砷 ABF 統計比較表，在 Na2HAsO4． 7H2O 部分，不論在 pH 較低之胃相或 pH 較高之小腸相，不同 G 值對砷 ABF 皆沒有顯著性差異 (p value=0.21 vs. 0.10)，且蠕動強度越大，砷 ABF 越高；在NIST 2710 soil 部分，不同 G 值對胃相與小腸相中砷 ABF 也沒 有顯著性差異 (p value=0.54 vs. 0.72)，蠕動強度越大，砷 ABF 增加趨勢
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Table 4-1 不同速度梯度(G)時砷 ABF 統計比較表
Na2HAsO4．7H2O NIST 2710 soil Gastric2 Intestinal3 Gastric2 Intestinal3 G=0 (n=5)
1 Values reported are mean for five replicate samples (n=5) at different pa-rameter.
2 Testing condition: 37 oC, pH 1.8±0.1, L/S=1000:1 mL/gm and reaction time for 1 hr.
3 Testing condition: pH 7.0±0.1 and reaction time for 1 hr.
不大。再者Table 4-2 為在三種不同 G 值中 NIST2710 之砷 RBF 統計比較 Mixing Intensity (sec-1)
0 470 1006 p value
RBFG1(%) 25.6 34.7 34.0 0.054 RBFI2(%) 28.8 28.3 27.3 0.607
1 RBFG= relative arsenic bioavailability factor at the gastric phase= ABF NIST 2710 soil / ABFNa2HAsO4．7H2O. Values reported are mean for five replicate samples (n=5) at different parameter.
2 RBFI= relative arsenic bioavailability factor at the intestinal phase= ABF NIST 2710 soil / ABFNa2HAsO4．7H2O.Values reported are mean for five replicate samples (n=5) at different parameter.
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本研究進行三種不同速度梯度 (G 值為 0、470、1006 sec-1)試驗，綜 合上述研究結果發現，對Na2HAsO4．7H2O 而言，在胃相與小腸相中，G 值越高，砷ABF 似乎較高，其可能原因為，砷酸鈉溶解度大 (5.46 gm/100mL at 0℃)且包封度較低，不論在 pH 較低之胃相或 pH 較高之小 腸相，蠕動強度越大，溶解度越大，使砷ABF 在 G 值 1006 sec-1較大，
但在統計上發現，不論在胃相或小腸相，不同速度梯度對砷ABF 皆無顯 著性差異，表示G 值對 ABF 影響不大。對 NIST 2710 soil 而言，在胃相 中，因pH 較低，包封度變低，而使 G 值對 ABF 影響較小，在小腸相中，
因pH 較高，包封度變高，不易溶解，而使 G 值對 ABF 較有影響，但在 統計上可發現，不論在胃相或小腸相，不同速度梯度對砷ABF 與 RBF 皆無顯著性差異，表示G 值似乎不是一個重要的實驗參數。
此外，綜觀體外試驗研究中 (Ruby et al., 1996; Rogriguze et al., 1999;
Casteel et al., 2001, 2003; Kim et al., 2002; 張，2005; Wang et al., 2006;
Pouschat et al., 2006; Juhasz et al., 2007b)，本研究在 NIST 2710 soil 之砷生 物有效性與文獻中土壤之胃腸相砷生物有效性一樣皆小於55 %，表示在 健康風險評估上，也說明若使用保守情境100 %被人體胃腸道所吸收，會 高估風險，進而增加整治成本。再者本研究在不同G 值中，胃相砷 RBF (26
%、35 %、34 %)均大於小腸相砷 RBF (29 %、28 %、27 %)。且低估動物 實驗砷RBF 文獻建議值 42 % (Rogriguze et al., 1999; Casteel et al., 2001;
Kelly et al., 2002; Juhasz et al., 2007a)，表示若將二階段體外試驗簡化為一 階段胃相體外試驗應是可行的。
另本研究體外試驗以 Na2HAsO4．7H2O 做為 SRM，但文獻中大多未 報告Na2HAsO4．7H2O 之砷 ABF，僅 2 篇文獻 (Davls et al., 1992; Ruby et al., 1996)以及前期研究 (張，2005)有說明，因此相較於文獻體外試驗方 法發現，如Table 4-3 所示。本研究砷 ABF 均低於文獻 Ruby et al. (1996)
64 用磁力攪拌較文獻使用 Wrist-action shake 較易使反應槽內的溶液完全混 合攪拌，使Na2HAs O4．7H2O 更容易溶解於溶液中，且本研究液固比較 文獻值高，Hamel et al. (1998)研究中提及，高液固比對砷有較高之 ABF，
綜合以上探討，僅提出可能影響之因素，但確切原因需進一步研究。
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4-2 液固比試驗 (Phase II)
本研究比較在三種不同液固比 (200:1、1000:1、5000:1 mL/gm)時 Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 兩種樣品對生物有效性之影響。Figure 4-2 指 在 胃 與 小 腸 相 中 ， 不 同 液 固 比 (Liquid to Solid ratio, L/S)與 Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 之砷 ABF 關係圖，圖中可分為兩部 分說明：
Figure 4-2 液固比與 Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 砷 ABF 關係圖 (1) 在 Na2HAsO4．7H2O 部分：胃相中，當 L/S 為 200:1、1000:1、5000:1
mL/gm 時，砷 ABF 平均值與標準差分別為 96±7 %、87±8 %、101±
2 %。當 L/S 由 200:1 升至 1000:1 時，砷 ABF 下降 9 %；當 L/S 從 1000:1 升至 5000:1 時，砷 ABF 增 14 %，顯示當液固比在 1000:1 升 至5000:1 時，砷 ABF 增加趨勢較明顯。在小腸相中，當 L/S 為 200:1、
1000:1、5000:1 mL/gm 時，砷 ABF 平均值與標準差分別為 85±5 %、
86±8 %、93±3 %，顯示當液固比在 1000:1 升至 5000:1 時，砷 ABF
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增加趨勢較明顯。由此可知，在胃相和小腸相中，當液固比由1000 升至5000 mL/gm，砷 ABF 有增加趨勢，進一步由相關性分析得知，
在胃相與小腸相中，當液固比由1000 升至 5000 mL/gm 時對砷 ABF 影響不大，皆呈中度相關 (R= 0.46 vs. 0.64)。再者，比較胃相與小 腸相砷ABF 在相同液固比中，胃相砷 ABF 高於小腸相。
(2) 在 NIST 2710 soil 部分：胃相中，當 L/S 為 200:1、1000:1、5000:1 mL/gm 時，砷ABF 平均值與標準差分別為 28±1 %、29±1 %、30±1 %，顯 示當液固比越大，砷ABF 增加趨勢不明顯；在小腸相中，當 L/S 為 200:1、1000:1、5000:1 mL/gm 時，砷 ABF 平均值與標準差分別為 21±3 %、24±3 %、27±2 %，顯示當液固比越大，砷 ABF 有逐漸增加 趨勢。進一步由相關性分析得知，在胃相與小腸相中，不同液固比 時對砷ABF 影響不大，呈中度相關 (R= 0.59 vs.0.68)。再者，比較 胃相與小腸相砷ABF 在相同液固比中，胃相砷 ABF 高於小腸相。
Table 4-4 為比較 Na2HAsO4．7H2O 及 NIST 2710 soil 兩種樣品，在胃 與小腸相中三種不同液固比對砷ABF 統計比較表，在 Na2HAsO4．7H2O 部分，不論在pH 較低之胃相與 pH 較高之腸相，不同液固比對砷 ABF 皆無顯著性差異 (p value=0.07 v.s. 0.06)。在 NIST 2710 soil 部分，胃相中 不同液固比對砷ABF 沒有顯著性差異 (p value= 0.06)；在小腸相中不同 液固比對砷ABF 有顯著性差異 (p value=0.02)為限制因子，說明腸相在不 同液固比對As 之 ABF 影響較大，因此在進行二階段體外試驗時，液固 比選擇上於保守情境下選擇最大值較適當。再者，Table 4-5 為不同液固 比中NIST 2710 之砷 RBF 統計比較表，在胃相中，砷 RBF 分別為 28.7 %、
33.0 %、29.8 %，在小腸相中，砷 RBF 分別為 24.6 %、28.4 %、29.4 %，
且不論在pH 較低之胃相或 pH 較高之小腸相，不同液固比對砷 RBF 皆無 顯著性差異 (p value=0.053 v.s. 0.203)，此外胃相 RBF 皆高於小腸相 RBF。
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Table 4-4 不同液固比(L/S)時砷 ABF 統計比較表
Na2HAsO4．7H2O NIST 2710 soil Gastric2 Intestinal3 Gastric2 Intestinal3 L/S=200:1 (n=5)
1 Values reported are mean for five replicate samples (n=5) at different parameter.
2 Testing condition: 37 oC, pH 1.8±0.1, G= 470 sec-1 and reaction time for 1 hr.
3 Testing condition: pH 7.0±0.1 and reaction time for 1 hr.
Table 4-5 不同液固比(L/S)時 NIST 2710 soil 砷 RBF 統計比較表 Liquid to Solid Ratio (mL/gm)
200:1 1000:1 5000:1 p value RBFG1(%) 28.7 33.0 29.8 0.053
RBFI2(%) 24.6 28.4 29.4 0.203
1 RBFG= relative arsenic bioavailability factor at the gastric phase= ABF NIST 2710 soil / ABFNa2HAsO4．7H2O. Values reported are mean for five replicate samples (n=5) at different parameter.
2 RBFI= relative arsenic bioavailability factor at the intestinal phase= ABF NIST 2710 soil / ABFNa2HAsO4．7H2O.Values reported are mean for five replicate samples (n=5) at different parameter.
本研究進行 3 種不同液固比 (200:1、1000:1、5000:1 mL/gm)試驗，
整合上述結果發現，對Na2HAsO4．7H2O 而言，在胃相與小腸相中，液 固比越高砷ABF 似乎較高，尤其是液固比 5000:1 mL/gm，但在統計上胃 相與小腸相，不同液固比砷ABF 與 RBF 皆沒有顯著性差異，顯示不同液 固比對砷ABF 影響不大，可能原因為砷酸鈉溶解度大 (5.46 gm/100mL at
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0 oC)且包封度較低，不論在 pH 較低胃相或 pH 較高小腸相，液固比對砷 之生物有效性影響不大。對NIST 2710 soil 而言，在胃相中，液固比越高 砷ABF 越高，統計上沒有顯著性差異，但在小腸相中，液固比越高砷 ABF 也相對越高，統計上有顯著性差異，可能原因為在 pH 較低之胃相，
包封度降低，溶解度變大，使液固比對胃相砷ABF 影響較小，在小腸相 中，因pH 值較高，包封度變高，溶解度變小而不易溶解，使液固比對砷 ABF 較有影響，但在不同液固比中小腸相砷 RBF 為 NIST 2710 soil 與 SRM 之ABF 相除校正值，並沒有顯著性差異，由此可知 NIST 2710 soil 在液 固比選擇上需較注意，然而在有包封度之土壤，若僅進行一階段胃相試 驗時，液固比似乎不是一個重要的參數條件，但若進行二階段體外試驗 時，在小腸相液固比選擇上，應以健康風險評估為考量依據，採用保守 情境選擇對砷RBF 影響較大之液固比。
此外，綜觀體外試驗研究中 (Ruby et al., 1996; Rogriguze et al., 1999;
Casteel et al., 2001, 2003; Kim et al., 2002; 張，2005; Wang et al., 2006;
Pouschat et al., 2006; Juhasz et al., 2007b)，本研究 NIST 2710 soil 之砷生物 有效性與文獻值皆小於55 %，表示在健康風險評估上，使用生物有效性 實測值而不使用100 %保守情境估計風險，不僅可降低不確定性且會減少 整治成本。再者本研究在不同液固比中，胃相砷RBF 與 ABF 皆較小腸相 高且低估動物實驗砷RBF 文獻建議值 42% (Rogriguze et al., 1999; Casteel et al., 2001; Kelly et al., 2002; Juhasz et al., 2007a)，表示若將二階段體外試 驗簡化為一階段胃相體外試驗應是可行的。
然而，在過去不同體外試驗研究中，大多使用低液固比 (10:1-150:1 mL/gm )，PBET 與 SBET 體外試驗以使用 100:1 mL/gm 較多 (Ruby et al., 1996; Kim et al., 2002; Lee et al., 2006; Wang et al., 2006; Juasz et al., 2007b;
Bruce et al., 2007)，而 IVG 體外試驗以使用 150:1 mL/gm 較多 (Rodriguze et al., 1999; Pouchat et al., 2006)，僅 Hamel et al. (1998)探討在胃相中不同
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液固比範圍 (100:1、200:1、500:1、1000:1、2000:1 與 5000:1 mL/gm)對 生物有效性之影響，然而本研究與前期研究則依據Hamel et al. (1998)設
200 1000 5000
液固比 (mL/gm)
As ABF(%)
Hamel et al., 1998 前期研究，2005 本研究，2008
Hamel et al., 1998 前期研究，2005 本研究，2008
液固比
70
降低至 1.4 時砷 ABF 提高至 69 %，但此研究採用高液固比為 2000:1 mL/gm，因此砷 ABF 可能會受 pH 值所影響。然而在排空率上，文獻值 雖較本研究多反應1 小時，但未有其他文獻可評比，因此造成本研究 ABF 較文獻值低之詳細原因尚待釐清。
Table 4-6 NIST 2710 soil 於不同體外試驗胃相參數比較表
Table 4-6 NIST 2710 soil 於不同體外試驗胃相參數比較表