药品包装材料中全氟辛烷磺酸类物质检测与安全评价技术

摘要

药品包装的质量安全是药品质量安全的重要组成部分。全氟辛烷磺酸类物质(PFOS)因其疏水、疏油的特性，在药品包装领域得到了广泛应用。近期的研究结果表明，PFOS具有毒性、持久性和生物蓄积性，已被许多国家政府和国际组织列为限用物质。因此，开展药品包装材料中PFOS的检测技术和毒理学行为研究，并开展PFOS的生态风险和健康风险评价研究具有重要的意义。
　　 本文首次应用先进的快速溶剂萃取技术(ASE)，以甲醇为溶剂萃取药品包装材料样品中的全氟辛烷磺酸类物质，利用响应面法得到了萃取的优化条件。萃取液经N，O-双(三甲基硅烷基)三氟乙酰胺(BSTFA)衍生化后，用气相色谱/质谱联用(GC/MS)仪进行测定。在优化的实验条件下，测得药品包装材料中PFOS检测方法的线性范围为50.0 ng/mL～0.5×103 ng/mL，线性相关系数为0.9913，最小检出限13.9 ng/mL，样品的加标回收率为98.4％。对药品包装材料的测试结果为，聚四氟乙烯材质的药品包装材料中检测出PFOS的含量范围为31.6ng/g～33.7ng/g之间。
　　 本文同时应用超高效液相色谱-质谱/质谱联用技术(UPLC-MS/MS)对药品包装材料中PFOS的检测进行了研究。药品包装材料以甲醇为溶剂，采用快速溶剂萃取技术萃取其中的PFOS，萃取液经过滤、浓缩处理后，进行液相色谱-质谱/质谱分析。在优化的实验条件下，测得方法的线性范围：0.5μg/L～10μg/L，线性相关系数0.9996；方法的回收率在88％～105％之间，最低检出限1.0 ng/g。测得聚四氟乙烯包装材料中PFOS含量为34.1 ng/g，表明得到了与GC/MS相近的结果。
　　 本文首次系统开展了PFOS急性毒性、皮肤刺激/腐蚀性、生殖毒性和神经毒性等毒理学行为研究，结果表明昆明种小鼠PFOS的经口急性毒性LD50值为501mg/kg，按照联合国《全球化学品分类和标签协调制度》(GHS)的对于急性毒性物质的分类标准，分类定级为类型Ⅳ。急性吸入毒性的实验结果说明PFOS不属于急性吸入毒性物质。斑马鱼PFOS的水生生物急性毒性L(C)50值为37.31 mg/L，在GHS体系中，PFOS为危害水环境的毒性物质，类型为急性Ⅲ型。皮肤刺激性/腐蚀性实验中，PFOS皮肤刺激评分为0.6分，根据刺激强度分类为轻微刺激性物质。PFOS生殖毒性实验中，骨髓微核实验结果显示PFOS有诱导小鼠骨髓细胞微核数升高的作用，提示PFOS能够诱导染色体的损伤和畸变，具有一定的遗传毒性。PFOS的精子畸形实验结果显示PFOS染毒对小鼠精子数量没有明显影响，但对精子活动力有影响并且致使小鼠精子畸形率增加，提示PFOS对雄性小鼠生殖细胞具有潜在的损伤作用。PFOS的神经毒性实验提示PFOS对脑组织有直接毒性损害或者其他继发性损害，且存在一定的剂量—效应关系。
　　 本文首次应用商值法对PFOS在中国部分水域、亚洲沿海和美国部分城市生态环境风险进行了评价，结果表明，亚洲沿海和我国部分地区含PFOS的鱼类和水生生物生态风险和藻类生长抑制风险属于低风险水平；美国部分城市水环境PFOS对绿藻和水华鱼腥藻等藻类的生长抑制风险属于低风险水平；对于肋骨条藻具有中等风险，对斑马鱼、虹鳟鱼、红鲈鱼、水蚤等的生态风险属低风险水平；对于大鳍鳞鳃太阳鱼、黑头软口鲦糠虾和牡蛎具有中等风险。
　　 应用人体暴露模型对PFOS在中国部分水域、亚洲沿海和美国部分城市的健康风险进行了评价。以人群终生超额风险度(R)作为评价指标时，亚洲沿海和我国部分地区水域的人群终生超额风险度R均小于＜10-6，表示风险度不明显。美国部分城市水体人群终生超额风险度R介于10-6～10-4之间，存在一定的风险。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语

声明

前言

第一章全氟辛烷磺酸类物质(PFOS)的研究现状究现状

1.1药品包装材料概述

1.1.1药品包装材料种类

1.1.2药品包装材料安全性

1.2全氟辛烷磺酸类物质的特性及应用概况

1.3全氟辛烷磺酸类物质在药品包装中的应用

1.4全氟辛烷磺酸类物质的环境行为

1.4.1全氟辛烷磺酸类物质的排放和扩散

1.4.2持久性

1.4.3生物蓄积性

1.4.4毒性

1.4.5远距离环境迁移的能力

1.5全氟辛烷磺酸的毒理学研究进展

1.5.1毒理学的一些基本概念

1.5.2全氟辛烷磺酸类物质毒理学概述

1.5.3全氟辛烷磺酸类物质生殖、遗传毒性作用

1.5.4全氟辛烷磺酸类物质致癌性

1.5.5全氟辛烷磺酸类物质的免疫毒性

1.5.6全氟辛烷磺酸类物质的脏器毒性

1.6国外禁用PFOS情况

1.7全氟辛烷磺酸类物质分析测定技术

1.7.1萃取技术在PFOS分析中的应用

1.7.2衍生技术在PFOS分析中的应用

1.7.3全氟辛烷磺酸类物质检测技术研究进展

1.8生态风险评价和健康风险评价

1.8.1生态风险评价

1.8.2健康风险评价

第二章气相色谱/质谱法(GC/MS)测定药品包装材料中的PFOS和PFOA

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1试剂和仪器

2.2.2 GC/MS条件

2.2.3冷冻研磨

2.2.4快速溶剂萃取

2.2.5衍生化反应

2.3结果与讨论

2.3.1全氟辛酸和全氟辛烷磺酸衍生化反应及GC/MS分析

2.3.2衍生化条件优化

2.3.3快速溶剂萃取及条件优化

2.3.4线性关系、检出限及标准偏差

2.3.5样品分析

2.4本章小结

第三章超高效液相色谱-质谱/质谱法(UPLC-MS/MS)测定药品包装材料中PFOS

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1试剂

3.2.2仪器和设备

3.3.3实验条件

3.3.4试验步骤

3.4结果分析

3.4.1超高效液相色谱-质谱/质谱分析

3.4.2检测限和线性范围

3.4.3方法的精密度及回收率

3.4.4样品的测定

3.4.5 LC-MS/MS方法与GC/MS方法的比较

3.5本章小结

第四章全氟辛烷磺酸毒理学研究

4.1引言

4.2全球化学品统一分类和标签制度

4.3 PFOS急性毒性研究

4.3.1试剂

4.3.2仪器与设备

4.3.3实验动物

4.3.4实验方法

4.3.5结果与讨论

4.4 PFOS皮肤刺激性/腐蚀性研究

4.4.1试剂

4.4.2实验动物

4.4.3实验方法

4.4.4结果与讨论

4.5 PFOS遗传生殖毒性研究

4.5.1试剂

4.5.2仪器与设备

4.5.3实验动物

4.5.4实验方法

4.5.5结果与讨论

4.6 PFOS神经毒性研究

4.6.1试剂

4.6.2仪器与设备

4.6.3实验动物

4.6.4实验方法

4.6.5观察指标及检测方法

4.6.6数据处理

4.6.7结果与讨论

4.7本章小结

第五章全氟辛烷磺酸类物质生态风险评价和健康风险评价

5.1引言

5.2 PFOS的环境释放

5.3生态风险评价

5.3.1生态风险的表征方法-商值法

5.3.2全氟辛烷磺酸的单种生物风险表征

5.4健康风险评价

5.4.1人体暴露模型

5.4.2风险度表示

5.4.3全氟辛烷磺酸的健康风险评价

5.5本章小结

第六章结论

参考文献

附录

博士期间的科研成果

致谢