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新《生活饮用水卫生标准》GB5749- 项目解读 微囊藻毒素(1)
 

1 概述
微囊藻毒素
    藻毒素主要的结构特征为N-甲基脱氢丙氨酸及两个L-氮基酸残基x和Z,根据1988年制定的微囊藻毒素(Microcystins或MCYST)命名法规定.x,Z二残基的不同组合由代表氨基酸的字母后缀区分。常见的有LR,RR,YR三种毒素,L,R,Y分别代表亮氨酸,精氨酸,酪氨酸。微囊藻毒素的一般结构为环(D-丙氨酸-L-X-赤-β-甲基-D-异天冬氨酸-L-Z—Adda-D-异谷氨酸-N-甲基脱氢丙氨酸),其中Adda(3氨基9-甲氨基2,6,8-三甲基10-苯基-4,6-二烯酸)是微囊藻毒素生物活性表达所必须的。已证实微囊藻毒素是一种肝毒素,能抑制蛋白质磷酸酯酶,从而帮助解除对细胞增殖的正常的制动作用,促进肿瘤的发育。微囊藻毒素虽然主要存在于藻细胞中.但研究表明藻细胞死亡解体后·不断有藻毒素释放到水体,对人类的饮用水源造成危害,已证明某些地区的肝癌高发率与饮用水源中的水华大量发生有关。微囊藻毒素是一类具生物活性的单环七肽,这类毒素主要由淡水藻类铜绿微囊藻(Microcystins aeruginosa)产生,此外其他种类的微囊藻,如绿色微囊藻(M.viridis)、惠氏微囊藻(M.wesenbergii)以及鱼腥藻(Anabaena)、念珠藻(Nostoc)、颤藻(Oscillatoria)的一些种或株系也能产生这类毒素。目前所检测到的微囊藻毒素异构体已超过50多种。
微囊藻毒素有不同的脂多糖和极性.毒性也不同,微囊藻毒素-LR是最早被阐明化学结构的藻毒素.在对藻毒素的研究中也多以它作为研究对象。它是一个环状的7肽分子,分子量约为1000道尔顿,许多国家出现的由藻毒素引发的事件大都与微囊藻毒素-LR有关。
2 分析方法
   
测量水体中微囊藻毒素的总量(包括所有种类,而非仅仅微囊藻毒素-LR)是很重要的。
    酶联免疫法(ELISA)是一种灵敏度很高适合微囊藻毒素的检测方法。
    小鼠生物测试是一种重要的微囊藻毒素的检测方法.它可在几个小时内检测出样品的潜在毒性,并且区分开肝毒素和神经毒素。这个鉴定决定了致鼠死亡毒素最小用量,不足之处在于它不适合测定低浓度的藻毒素;特别是在饮用水中,它没有表明毒素类别。因为某些蓝藻(cyanobacteria)可同时产生微囊藻毒素和类毒素(anatoxin)·类毒素可以在几分钟内杀死小鼠,而微囊藻毒素要在1个小时内杀死动物,该方法无法区分。
    蛋白磷酸酶生物检测法是另一种水样中MCYST-LR的定量方法。水样不必处理就可以检测到毫微克水平的微囊藻毒素,是一种很快的方法,许多样本可在几小时内定量。但是,它并非只针对微囊藻毒素,它也显示了其它阻止蛋白磷酸酶作用的物质。
    高效液相色谱法和液质联用法是目前定性和定量测定微囊藻毒素最好的方法。
    测定MCYST一般采用反相高效液相色谱法。这是基于溶质、极性流动相和非极性固定相表面间的疏水效应建立的一种色谱模式。采用C18反相硅胶柱和紫外检测器,其柱效高、分离度好、保留机制清楚,广泛用于分离、分析和纯化;通过紫外光谱条件下的吸光度与标准品出峰相对比.可同时定性、定量测定MCYST—LR(分子量为994).MCYST—YR(分子量为1044),MCYST-RR(分子量为1009)等。最低检测质量浓度为O.01μg/L。
液质联用法可分别检测到含量为37ng/L、42ng/L和23ng/L的MCYST-LR、MCYST-YR、MCYST-RR.由于它高度的选择性,无须清洗步骤.操作简单。
    方法依据:卫生部《生活饮用水卫生规范》
3环境水平和人体摄入途径
   
人体暴露的途径主要是饮用。从湖水、河水中人体暴露是很少的;因为MCYST—LR不能穿过表面的细胞膜.因此通过这个途径接触的机会很小。有些人通过消费含有海藻的食物会接触到微囊藻毒素;在淋浴时吸入McYST LR(使人体接触)的可能性也很小;另外,MCYST—LR是水溶性和非挥发性的,因此它不能被啼吸入和吸收;除非在以空气中以水溶胶形式存在。
    加拿大艾伯特的湖水中MCYST-LR的水平在4~605μg/g干重.有时高达150Oμg/g干重。1990到1992年在艾伯特的19个湖中.从380个水华样品中70%多都检出了微囊藻毒素,而日本的水华样品中(1989~1991)MCYST-LR的含量为27~622μg/g干重,MCYST-RR和MCYST-YR含量为11~979μg/g干重和9~356μg/g干重。微囊藻毒素
总量的最高水平超过了1723μg/g干重。
    对于艾伯特的供水来说.原水中微囊藻毒素的含量为0.15~4.3μg/L.在11.5小时内最大变化率为59%。而处理后水变化率不超过10%。超过5个星期的观察,确证了上述变化的可信性。
    1993年夏天,以加拿大的Manitona曾有水华发生的Shoal湖水为水源水,处理后供水中检出了MCYST—LR(含量超过了O.5μg/L)。同样在1995年.对Manitona西南部160个地表水进行了藻类的研究.原水中藻毒素的含量超过0.1μg/L,处理后的饮用水中也有藻毒素,从城市供水系统和家庭蓄水中提取的样品中有68/含有藻毒素。那些常规的净化系统只能去除部分藻毒素,处理前原水中藻毒素的浓度<0.1~1.0μg/L,处理后水中藻毒素的浓度<0.1-0.6μg/L。
    上海医科大学现上海复旦大学公共卫生学院测定的水源及自来水中MCYST-LR数据见表1。
    表1 我国部分地区水样中微囊藻毒素McYsT—LR的检出情况

待续.......