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ATEC 作为邻苯二甲酸酯增塑剂替代品,存在肝毒性等风险,但人体代谢物数据有限。研究通过体外(人肝微粒体)和体内(人体口服)实验,鉴定其代谢物,建立尿中定量方法,发现 ADEC、DEC 为主要代谢物,为评估人体暴露提供基线数据。
塑料增塑剂在现代生活中应用广泛,邻苯二甲酸酯类曾是主流选择,但其通过吸入、 ingestion、皮肤接触等途径进入人体,与代谢紊乱、发育问题、癌症等多种健康问题相关,如 DEHP 被列为可能致癌物(GHS 分类 1B 组)。随着对其危害的认识加深,柠檬酸酯类作为环保、低毒的替代品逐渐兴起,其中乙酰三乙基柠檬酸酯(ATEC)因良好的柔韧性,在化妆品、食品包装、药品涂层等领域广泛使用。然而,ATEC 的安全性并非绝对可靠,动物研究显示其可引发脂肪肝、脂质代谢紊乱,在斑马鱼中还会造成氧化应激和胚胎发育影响,尽管相比乙酰三丁基柠檬酸酯(ATBC)毒性较低,但仍存在胚胎畸形风险。更关键的是,目前关于 ATEC 人体代谢物的研究十分有限,尤其是尿排泄分数(fue)等定量数据缺失,这使得评估人体暴露风险和潜在健康影响缺乏关键依据。
为填补这一研究空白,韩国西江大学(Sogang University)的研究人员开展了相关研究,旨在通过体外和体内实验鉴定 ATEC 代谢物,并建立尿中代谢物的定量分析方法。该研究成果发表在《Environmental Toxicology and Pharmacology》,为深入了解 ATEC 的人体代谢特征及暴露评估提供了重要参考。
研究主要采用了以下关键技术方法:
- 体外代谢筛查:利用人肝微粒体(HLM)进行 ATEC 代谢物的可疑筛查,通过高分辨质谱(HRMS)分析,依据精确质量匹配(质量误差 ±5 ppm)、色谱强度(>1E+6)和信噪比(S/N>3)等标准筛选代谢物候选峰。
- 标准化合物合成:定制合成 ATEC 推定代谢物(如 ADEC、DEC)及其氘标记同位素形式,作为分析标准品。
- 人体尿液分析:对单个人体受试者口服 ATEC 后的尿液样本进行分析,结合质谱技术确认代谢物并估算 fue。
研究结果
体外代谢物鉴定
通过人肝微粒体实验,鉴定出乙酰二乙基柠檬酸酯(ADEC)、三乙基柠檬酸酯(TEC)和二乙基柠檬酸酯(DEC)三种代谢物。实验中,利用 TraceFinder 软件从原始数据中提取候选峰,经上述筛选标准,确定这 4 种代谢物候选(含重复),表明 ATEC 在体外通过水解等反应生成这些代谢产物。
体内代谢物分析与定量
人体口服 ATEC 后,在尿液中检测到 ADEC、乙酰单乙基柠檬酸酯(AMEC)和 DEC。研究合成了 ADEC 和 DEC 标准品并进行定量,发现口服剂量的 37% 在 48 小时内以 ADEC 和 DEC 形式经尿液排出,其中 DEC 为主要尿代谢物,约占剂量的 20%。这一结果表明 ADEC 和 DEC 可作为 ATEC 人体暴露的生物标志物,而 AMEC 的潜在作用需进一步研究。
代谢途径与暴露评估
结合体外和体内结果,ATEC 主要通过水解和脱乙酰化反应生成 ADEC 和 DEC。体外实验中 TEC 的检出提示可能存在不完全代谢路径,而体内 AMEC 的出现则表明代谢过程可能更为复杂。尿排泄数据为估算人体暴露量提供了关键参数,有助于建立 ATEC 的暴露评估模型。
研究结论与讨论
本研究首次系统地通过体外和体内实验鉴定了 ATEC 的人体代谢物,并建立了尿中代谢物的定量分析方法。结果表明,ADEC 和 DEC 是 ATEC 的主要代谢产物,且约 37% 的剂量通过尿液排泄,证实了这两种代谢物作为暴露生物标志物的潜力。研究为评估人类通过室内灰尘等途径接触 ATEC 的风险提供了基线数据,也为进一步研究 ATEC 的代谢毒性,尤其是 AMEC 的潜在健康影响奠定了基础。
尽管研究仅纳入单个人体受试者,可能限制结果的普适性,但其建立的分析方法和发现的关键代谢物为后续大规模人群研究提供了方法学参考。随着柠檬酸酯类增塑剂的广泛应用,深入了解其代谢特征和健康效应至关重要,本研究成果为该领域的风险评估和安全管理提供了重要科学依据,有助于推动更安全的化学替代品的开发和应用。