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緒論

由於鉛暴露後,無論是採血樣或採組織進行鉛含量測定,均為侵入性之 採樣方式,造成對受採樣者是種傷害,增加採樣之困難性,相對於體內各組 織間的鉛含量與所受的影響無法立即得知,因此對於這方面的研究報告並不 多見,大都是因長期暴露於鉛污染環境中死亡,或其他因素死亡後的分析統 計結果[110,111]。真正可以瞭解單劑量急性鉛暴露後,於體內組織間含量分 佈的研究並不多,所以本研究利用生理解剖結構與人類相似的猪隻[131],當 作試驗動物,於單劑量鉛餵飼後,進行組織採樣,測定各組織間鉛含量之分 佈情形,提供作為相關研究之用。

材料與方法

購自台灣動物科技研究所之30-50 公斤,健康情況良好之三品種雜交肉 猪9 頭(母),隨機分成三組,每組各三頭,試驗猪隻於藥物動力學研究試 驗採集血樣結束後三週時,以注射氯化鉀(KCl)安樂死方式犧牲猪隻,進 行組織採樣,分別採取肝、心、脾、肺、腎、大腦、大腿骨(中間硬骨部分)、

肋骨(近胸骨端)組織與毛髮各5-10 公克,及 5 mL含K2-EDTA抗凝劑之血 液樣品,分別置於經酸處理過之保存盒中,存於-20 ℃冰箱中,待以感應偶 合電漿質譜儀(Inductively Couple Plasma-Mass, Sciex DRCII-ICP-MS,

各組織樣品鉛含量測定步驟:

(1)毛髮 A.清洗與乾燥

毛髮先以丙酮(Acetone)浸泡攪拌約 1 分鐘,再以去離子水浸泡攪拌約 1 分鐘;重複上述步驟處理2 次,再放入烘箱中以 110℃乾燥 4 小時,最後放 入電子乾燥箱中備用。

B.消化處理

稱取約0.2 克毛髮,放入經酸處理過之 50 mL燒杯中,加入 3 mL之 70%

濃硝酸(HNO3),蓋上錶玻璃,放在平板加熱器上以 140℃加熱至近乾。重複 上述加酸加熱步驟至近乾,再加入1 mL30%過氧化氫(H2O2)繼續以 140℃加 熱至近乾,再加入5 mL 1% HNO3溶液加熱溶解,放冷;再將溶液倒入經酸 處理過之15 mL塑膠離心管內,以 1% HNO3溶液調整至10 mL備用,待儀器 分析。以去離子水0.2 mL以同樣方式步驟加熱消化處理,當作空白試劑。

C.分析

(A)使用儀器

感應偶合電漿質譜儀(Inductively Couple Plasma-Mass)—

Sciex DRCII-ICP-MS, Perkin-Elmer U.S.A.

(B)分析步驟 a.樣品製備:

樣品消化液混合均勻後,以離心機,轉速 3000 rpm,離心 10 分鐘,取 上清液以感應偶合電漿質譜儀進行分析測定鉛濃度。

b.檢量方式:

以標準鉛溶液測量所得的平均信號強度,在扣除空白值信號強度後,以 最小平方法進行校正曲線之迴歸計算,求得線性係數 ( r ) 及其斜率 ( b ),

在換算濃度。並以钇(Y)當內標準。

(C)計算

將樣品消化液濃度(μg/mL)扣除空白試劑濃度,乘以樣品消化液最終體 積(mL),再除以分析之毛髮重量(g),即得毛髮中之鉛濃度(μg/g dry weght)。

計算方程式:

毛髮鉛濃度(μg/g wet weight)= [樣品消化液濃度(μg/mL) ━ 空白試劑濃 度] x 樣品消化液體積(mL)/組織之重量(g)

(2)其他組織(肝、心、脾、肺、腎、大腦、肋骨、大腿骨)

A.清洗

組織樣品以去離子水簡單沖洗,並以無塵紙拭乾,備用。

B.消化處理

稱取約0.2-0.5 克組織,放入經酸處理過之 50 mL燒杯中,加入 3 mL之 70%

濃硝酸(HNO3),蓋上錶玻璃,放在平板加熱器上以 110℃緩緩加熱至溶解,

30%過氧化氫(H2O2)繼續以 140℃加熱至近乾,再加入 5 mL 1% HNO3 sol.

加熱溶解,放冷;再將溶液倒入經酸處理過之 15 mL塑膠離心管內,以 1%

HNO3溶液調整至 10 mL備用,待以儀器分析。以去離子水 0.2 mL以同樣方 式步驟加熱消化處理,當作空白試劑。

C.分析

(A)使用儀器

感應偶合電漿質譜儀(Inductively Couple Plasma-Mass)—

Sciex DRCII-ICP-MS, Perkin-Elmer U.S.A.

(B)分析步驟 a.樣品製備

樣品消化液混合均勻後,取上清液以感應偶合電漿質譜儀進行分析測定 鉛濃度。

b.檢量方式:

以標準鉛溶液測量所得的平均信號強度,在扣除空白值信號強度後,以 最小平方法進行校正曲線之迴歸計算,求得線性係數 ( r ) 及其斜率 ( b ),

在換算濃度。並以钇(Y)當內標準。

(C)計算

將樣品消化液濃度(μg/mL)扣除空白試劑濃度,乘以樣品消化液最終體 積(mL),再除以分析組織之重量(g),即得組織中之鉛濃度(μg/g wet

weight)。

計算方程式:

組織鉛濃度(μg/g wet weight)= [樣品消化液濃度(μg/mL) ━ 空白試劑濃 度] x 樣品消化液體積(mL)/組織之重量(g)

資料分析

本研究係使用SPSS 11.0 統計軟體進行各組間之數據分析工作,並以P

<0.05 之顯著水準表示顯著差異。

感應偶合電漿質譜儀(ICP-MS)之操分析條件 ICP-MS Condition

Instrument Perkin-Elmer SCIEX DRCII-ICP-MS Torch normal 〝short〞type

RF power 1000W Plasma gas flow 15 L/min Auxiliary gas flow 0.85 L/min Nebulizer gas flow 0.75 L/min Ion lens setting

Bassel box plate -60.62 V Bassel box lens 3.98 V Einzel lenses 9.44 V Photon stop lens -9.05 V Sampler orifice diameter Pt,1.14 mm Skimmer orifice diameter Pt,0.89 mm Mass spectrometer pressure 2.0× 10-6 Torr

Data acquisition

dwell time 20 ms

scanning mode peak hopping sweeps/reading 250

reading/replicates 1 number of replicates 4 points/spectral peak 3 resolution high

Peak monitored m/z 204,206,207 and 208

結果與討論

組織中的鉛含量測定結果比較(組織分佈結果):由圖 4-3 與表 4-4 的結 果顯示,在所有組織的鉛含量分析測定上,二試驗組中以肋骨骨髓中最高

(50 .0 mg/kg 組為 24.093 ± 3.478 μg/g ;25.0 mg/kg 組為 20.495 ± 1.679 μg/g); 其他組織鉛含量結果,濃度由高至低排列(50.0 mg/kg 組 vs 25 mg/kg 組)分別為:肝臟(3.578 ± 0.783 μg/g vs 3.519 ± 0.363 μg/g)、毛髮(3.543

± 0.912 μg/g vs 2.689 ± 0.281 μg/g)、大腿骨(2.914 ± 1.709 μg/g vs 1.797 ± 0.678 μg/g)、腎臟(2.706 ± 0.917 μg/g vs 2.312 ± 0.453 μg/g)、脾臟(0.350 ± 0.056 μg/g vs 0.277 ± 0.030 μg/g)、肌肉(0.193 ± 0.054 μg/g vs 0.183 ± 0.038 μg/g)、心臟(0.143 ± 0.034 μg/g vs 0.130 ± 0.036 μg/g)、肺臟(0.101 ± 0.015 μg/g vs 0.094 ± 0.005 μg/g)、大腦(0.091 ± 0.017 μg/g vs 0.061 ± 0.013 μg/g)

及血液(0.109 ± 0.013 μg/g vs 0.063 ± 0.013 μg/g)。雖然二試驗組間(表 4-2、

4-3 與圖 4-1、4-2)各組織的鉛含量,與統計上並無顯著差異(P >0.05);但卻 顯著的高於對照組(表 4-1)(P <0.05)。

由本試驗之結果對照由Casteel et al.[137]研究結果,經鉛暴露後體內組 織間之鉛含量濃度會呈現出分佈高低之關係,尤其是肋骨、肝臟、毛髮、大 腿骨、腎臟、脾臟、肌肉、心臟、肺臟與大腦間,本試驗結果符合此研究對 於鉛在體內分佈的結果。雖然在大腦組織中檢測分析含有鉛濃度,但均低於

由於鉛暴露後,無論是採血樣或採組織進行鉛含量測定,均為侵入性之 採樣方式,增加採樣之困難性,且對鉛於體內組織的影響無法立即得知,因 此有研究者為瞭解環境中鉛暴露的與體內鉛含量之相關性,減少採樣困難 度,便想出較容易可行方法,即採集頭髮進行鉛含量檢測。因為毛髮生長時 有血液循環的供應養分,鉛會隨之沈積於其中,各種的鉛暴露情形會與髮中 鉛的濃度有相關性[138-144],所以已有學者利用毛髮來評估鉛暴露情況。因 為毛髮樣品收集方便容易,比採集血液樣品較為人們接受;在樣品運送儲存 上,比血液、尿液及其他組織樣品簡便,且有報告證實當環境中鉛濃度下降 時,髮中鉛會隨之下降[145]。

Table 4-1 Tissue lead concentrations (µg/g) in the control group.

Tissue 43 44 46 Mean SE

Hair 0.279 0.286 0.347 0.304 0.022 Spleen 0.018 0.021 0.056 0.032 0.012 Kidney 0.003 0.009 0.065 0.026 0.020 Muscle 0.036 0.030 0.015 0.027 0.006 Lung 0.015 0.018 0.021 0.018 0.002 Heart 0.024 0.022 0.036 0.027 0.004 Liver 0.090 0.036 0.032 0.053 0.019 Rib 0.030 0.015 0.054 0.033 0.011 Femur 0.021 0.044 0.013 0.026 0.009 Brain 0.004 0.006 0.015 0.008 0.003 Blood (µg/mL) 0.007 0.009 0.016 0.011 0.003

Table 4-2 Tissue lead concentrations (µg/g) after oral administration with lead nitrate (25.0 mg/kg lead).

Tissue 51 52 53 Mean SE

Hair 3.249 2.359 2.459 2.689 0.281 Spleen 0.255 0.336 0.240 0.277 0.030 Kidney 3.128 2.246 1.563 2.312 0.453 Muscle 0.200 0.110 0.240 0.183 0.038 Lung 0.092 0.103 0.086 0.094 0.005 Heart 0.060 0.154 0.176 0.130 0.036 Liver 3.261 4.236 3.061 3.519 0.363 Rib 23.821 18.429 19.235 20.495 1.679 Femur 3.149 1.221 1.021 1.797 0.678

Brain 0.052 0.045 0.086 0.061 0.013 Blood (µg/mL) 0.054 0.047 0.089 0.063 0.013

0 5 20 25 30

Tissue

51

Lead concentration (μg/g) 5253

Hair Spleen Kidney Muscle Lung Heart Liver Rib Femur Brain blood

Table 4-3 Tissue lead concentrations (µg/g) after oral administration with lead nitrate (50.0 mg/kg of lead).

Tissue 47 48 49 Mean SE

Hair 5.267 2.168 3.193 3.543 0.912 Spleen 0.358 0.442 0.250 0.350 0.056 Kidney 4.163 2.942 1.014 2.706 0.917 Muscle 0.130 0.150 0.300 0.193 0.054 Lung 0.100 0.127 0.076 0.101 0.015 Heart 0.080 0.197 0.153 0.143 0.034 Liver 3.934 5.356 2.644 3.978 0.783 Rib 29.436 25.280 17.564 24.093 3.478 Femur 6.253 1.877 0.612 2.914 1.709

Brain 0.062 0.121 0.089 0.091 0.017 Blood (µg/mL) 0.133 0.104 0.090 0.109 0.013

Tissue

Hair Spleen Kidney Muscle Lung Heart Liver Rib Femur Brain blood

Lead concentration (μg/g)

0 5 20 25 30

51 52 53

Fig. 4-2 Tissue lead concentration (μg/g) after 25.0 mg Pb/kg dosed.

Table 4-4 Comparison of tissue lead concentrations (µg/g) after with and without administration of lead.

Tissue Control 25.0 mg 50.0.0 mg Rib 0.033 a ± 0.011 20.495 b ± 1.679 24.093 b ± 3.478 Liver 0.053 a ± 0.019 3.519 b ± 0.363 3.978 b ± 0.783

Hair 0.304 a ± 0.022 2.689 b ± 0.281 3.543 b ± 0.912 Femur 0.026 a ± 0.009 1.797 b ± 0.678 2.914 b ± 1.709 Kidney 0.026 a ± 0.020 2.312 b ± 0.453 2.706 b ± 0.917 Spleen 0.032 a ± 0.012 0.277 b ± 0.030 0.350 b ± 0.056 Muscle 0.027 a ± 0.006 0.183 b ± 0.038 0.193 b ± 0.054 Heart 0.027 a ± 0.004 0.130 b ± 0.036 0.143 b ± 0.034 Lung 0.018 a ± 0.002 0.094 b ± 0.005 0.101 b ± 0.015 Brain 0.008 a ± 0.003 0.061 b ± 0.013 0.091 b ± 0.017 Blood (µg/mL) 0.011 a ± 0.003 0.063 b ± 0.013 0.109 c ± 0.013 a. Different superscripts of mean differs significantly (P< 0.05)

b. Data expressed as mean ± SE.

T issue

H a ir S p le e n K id n e y M u scle L u n g H e a rt L ive r R ib F e m u r B ra in

Concentration of Lead(II) (ug/g)

0 5 20 25 30

C ontrol 25 m g/kg 50 m g/kg

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