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本研究參考文獻,研擬一種模擬胃腸環境的兩階段生物有效性體外試 驗評估程序,並嘗試自行設計之反應槽與溫控系統進行仍有疑義的操作 參數的探討:氧化還原電位、胃蠕動強度、液固比、小腸相萃取時間,

藉此研擬系統建立品管基準與砷終身致癌風險數學模式,結論與建議分 述如下:

6-1 氧化還原電位之監測

本研究採用密閉式反應槽設計,以不通入氬氣維持厭氧,測量氧化還 原電位,對 Na2HAsO4.7H2O 而言胃相 ORP 為+220 mv,小腸相為+46 mv,

NIST 2710 soil 胃相為+265 mv,小腸相為+80 mv,而文獻中發現人體胃 相之 ORP 為+150 mv,小腸相為-50 mv,探討之結果發現由胃相至小腸 相 ORP 降低主要受 pH 影響,pH 越高 ORP 越低,且本研究體外試驗之 反應槽雖採密閉系統,並未另外通入惰性氣體(氬氣)維持厭氧,導致 反應槽中可能尚有溶氧存在,因 DO 越高 ORP 會越高,使得本研究之 ORP 較人體胃腸環境高出許多,而 ORP 對生物有效性之影響尚待研究,建議 後續進行厭氧控制,並監測溶氧,並利用化學物種平衡模式探討三價砷 與五價砷在胃腸環境中的分配。

6-2 蠕動強度試驗

1. 本研究探討不同速度梯度(0、470 與 1006 sec-1)對生物有效性之影 響,研究結果顯示,樣品 Na2HAsO4.7H2O 於胃相中不同 G 值對 ABF 有顯著性差異(ABFG=95%、102%與 102%, p=0.004),於腸相中無顯 著性差異(ABFI=99.9%、99.4%與 99.4%, p>0.05),因 Na2HAsO4.7H2O 溶解度(5.46 gm/100 mL at 0℃)遠高於本試驗濃度,且不論於 pH 較

低之胃相或高 pH 之腸相中,並無顯著包封度,使得 G 對 ABF 之影 響變小,而胃相中 ABF 有顯著性差異,可能原因為本實驗誤差所致,

並無其他合理解釋。

2. 本研究探討不同速度梯度(0、470 與 1006 sec-1)對生物有效性之影 響,研究結果顯示,樣品 NIST 2710 soil 於胃相中不同 G 值時 ABF 無顯著性差異(ABFG=42%、40%與 58%, p=0.777),於腸相中亦無顯 著性差異(ABFI=40%、30%與 54%, p=0.115),大致而言,蠕動強度 似乎不是一個重要的試驗條件,本研究仍建議胃相中 G 值暫訂為 470 sec-1。

3. 本研究 3 組不同蠕動強度試驗中,NIST 2710 soil 砷 RBFG平均為 47%

(46%、38%、58%),CV 為 20%,砷 RBFI平均為 41%(40%、28%、

54%),CV 為 31%。

6-3 液固比試驗

1. 本研究探討不同液固比(200、1000 與 5000 mL/gm)對生物有效性 之影響,研究結果顯示,樣品 Na2HAsO4.7H2O 於胃相中不同液固比 時對 ABF 無顯著性差異(ABFG=102%、102%與 101%, p=0.952),於 腸相中亦無顯著性差異(ABFI=98%、99%與 98%, p=0.400),可能之 原因為本試驗之濃度遠小於 Na2HAsO4.7H2O 之溶解度,無顯著包封 度,使得液固比對 ABF 之影響變小,液固比似乎不是一個重要的試 驗參數。

2. 本研究探討不同液固比(200、1000 與 5000 mL/gm)對生物有效性 之影響,研究結果顯示,NIST 2710 soil 於胃相中不同液固比時對 ABF 無顯著性差異(ABFG=28%、40%與 32%, p=0.129),此結果與文獻

(Hamel et al., 1998)相符;於腸相中有顯著性差異(ABFI=26%、30%

與 32%, p<0.001),且液固比愈高砷 ABF 似乎越高(R2=0.84),可能

之原因為腸相 pH 較胃相高,包封度變大,使得液固比對 ABF 之影響 變大,而導致腸相之 ABF 有顯著性差異。

3. 根據本研究結果,樣品之包封度受 pH 影響,pH 越低,包封度會越 小,溶解度會增大,因此對於包封度較大之樣品,若僅以胃相進行試 驗,會因胃相 pH 低,導致包封度降低,而使得溶解度變大,導致液 固比可能不是一個重要的試驗條件,本研究仍建議在胃相中液固比暫 訂為 1000 mL/gm。

4. 在 200、1000 與 5000 mL/gm 液固比中,本研究 NIST 2710 soil 砷 RBFG 平均為 32%(28%、38%、32%),CV 為 16%,砷 RBFI平均為 30%

(26%、28%、32%),CV 為 10%,另發現本研究 RBFG較 Hamel et al.

(1998)50%(56%、46%、48%)低,但文獻中未提供 SRM 之 ABF,

因此無法探討原因。

6-4 小腸相萃取時間試驗

Na2HAsO4.7H2O 於小腸萃取時間為 1 小時之砷濃度為 253 mg/L,第 2-11 小時所萃取之總砷濃度平均為 259 mg/L,總砷濃度相對偏差為 2.3

%;NIST 2710 soil 小腸相反應時間為 1 小時之砷濃度為 0.19 mg/L,第 2-11 小時所萃取之總砷濃度平均為 0.20 mg/L,總砷濃度相對偏差為 4.7

%,雖 1 小時萃取時間之砷濃度有些微低估,但其濃度偏差程度低,於第 1 小時總砷濃度相較於第 2-11 小時之平均濃度似乎無太大之差異,因此 於生物有效性體外試驗中,建議以 1 小時做為小腸相萃取時間。

6-5 品管基準分析

本研究建立四種管制樣品:空白管制、重複管制、SRM 管制及介質 標準管制,根據本研究砷之生物有效性體外試驗,建議之品管基準為:

試劑空白之濃度應低於方法之偵測極限值;標準砷酸鈉 ABFG平均值與標

準偏差為 100±6%,ABFI為 100±2%;NIST 標準土壤 RBFG平均值與標準 偏差為 40±10%,RBFI為 36±10%。

6-6 砷終身致癌風險數學模式

1. 本研究以胃腸消化環境之生物有效性體外試驗進行研究,藉由各物質 之 RBF 建立砷終身致癌風險數學模式,研究中發現,使用 IRIS 單位 致癌風險係數為 1.5 (mg/kg-d)-1,當攝入率(IR)為 0.1 gm/day 且平均體 重(BW)為 70 kg 時,過去前人研究之不同物質之 ELCR 範圍為 1.3~26.7×10-4,均較可接受範圍(10-6~10-4)高,但由於上述攝入率 高達 0.1 gm/day,因此估算風險值時實為高出可接受範圍甚多,顯示 受污土壤及廢棄物資源化所引起的健康風險是一個值得注意的問題。

2. 本研究發現,若將 IR 與 BW 固定,ELCR 之大小只受待測樣品之 CT 與 RBF 二項參數影響,若 CT與 RBF 之乘積越大,ELCR 會越大,因 此於風險值之推估過程中,CT與 RBF 為十分重要之影響因子。於後 續 研 究 中 仍 將 陸 續 以 生 物 有 效 性 體 外 試 驗 進 行 研 究 , 建 立 multiple-metal 之終身致癌風險數學模式,作為風險評估之依據。

參考文獻

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