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苯并(a)芘是一种公认的人类致癌物,广泛存在于人类生活环境中,具有极强的致畸致癌致突变性,国内外均将其列为环境污染的监测项目之一。苯并(a)芘进入体内经代谢活化生成的(7R,8S)-二羟基-(9S,10R)-环氧-7.8,9,10-四氢苯并(a)芘(BPDE)可与DNA共价结合形成加合物。DNA加合物是一项重要的生物监测指标,是DNA分子化学损伤的最重要和最普遍的形式,这种加合物一旦逃避了生物细胞的自身修复系统,就可能成为致突变、致癌的最小因子。因此本实验对BPDE-DNA加合物进行了研究,探讨体内外BPDE-DNA加合物的生成条件,并建立了该加合物的高效液相色谱检测方法。体外实验:以一定比例将苯并(a)芘丙酮溶液、DNA溶液、S9混合液混合,于37℃孵育21h,用紫外分光光度计在190nm~400nm范围对孵育混合液和经同样孵育处理的DNA标准溶液进行扫描,根据DNA图谱特征吸收峰的改变,得出DNA结构改变的信息:同时用HPLC检测反应体系中残留的苯并(a)芘、苯并(a)芘的代谢产物(目标物BPDE)及DNA加合物酸水解后的产物(目标物BP-tetrol),并用质谱验证。动物实验:选用清洁级SD大鼠,一次性腹腔注射苯并(a)芘二甲基亚砜溶液(以1%羧甲基纤维素钠为助溶剂)150mg/kg,5h后取股静脉血,以4%的EDTA抗凝。用试剂盒提取全血中的DNA,采用琼脂糖凝胶电泳确认DNA的提取效果。将提取的DNA在0.1nmol/L HCl,90℃恒温水浴箱中酸水解4h,乙酸乙酯提取酸水解产物——四醇-苯并(a)芘(BP-tetrol),高效液相色谱法检测,最后质谱法验证DNA酸水解产物的结构。分析条件:色谱柱为Phenomenex(USA),C18(ODS)柱,5μm,250×4.6mm;柱温为室温;流动相A为甲醇,B为乙酸-乙酸铵缓冲液(pH4.5±0.2);梯度洗脱;流速1.0ml/min;荧光检测器检测(BPDE:λex=338nm,λem=425nm;BP-tetrol:λex=344nm,λem=398nm)。根据HPLC的检测结果,初步确定BPDE-DNA加合物的生成,最后用质谱验证苯并(a)芘代谢产物及DNA加合物酸水解产物的结构,LC-MS的分离条件同HPLC法。体外实验中的反应管经紫外扫描发现,反应后DNA紫外最大吸收峰红移,DNA标准最大吸收峰在259.1nm,孵育后最大吸收峰变为305.3nm,提示DNA构象发生改变;HPLC检测发现体外实验孵育管反应体系中苯并(a)芘含量降低,反应管与对照管比较有新的物质生成,DNA加合物酸水解管也有新物质生成,质谱分析生成物的分子量同于目标产物(BPDE分子量302.0,BP-tetrol分子量320.0)。动物实验中,BaP染毒组与溶剂对照组、阴性对照组比较,HPLC检测有新的色谱峰产生,质谱确定其分子量同于BP-tetrol。由以上紫外扫描结果及HPLC、LC-MS检测结果可得,在本实验条件下,BaP和DNA可在体外试管中和大鼠体内生成BPDE-DNA加合物;应用建立的HPLC方法能检测出体外生成的和大鼠血液中的BPDE-DNA加合物。本实验建立的HPLC检测DNA加合物的方法具有简单快速、操作简便、成本低廉等特点。