《Journal of Hazardous Materials Advances》：A NOVEL CUSTOM-MADE ACTIVATED CHARCOAL CLOTH PATCH TO QUANTITATIVELY ASSESS DERMAL EXPOSURE TO VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS
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评估工作场所皮肤暴露于挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）在职业健康中日益重要，但目前仍缺乏标准化定量方法。本研究开发、验证了一种新型定制活性炭布（activated charcoal cloth, ACC）贴片
评估工作场所皮肤暴露于挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）在职业健康中日益重要，但目前仍缺乏标准化定量方法。本研究开发、验证了一种新型定制活性炭布（activated charcoal cloth, ACC）贴片，并在工作场所条件下进行测试以评价其实际应用适用性。研究人员评估了将ACC贴片于120°C烘焙2小时的清洁策略、12种VOC在三种储存条件（25°C、4°C和?20°C）下的样品稳定性，以及186种VOC的解吸效率（desorption efficiency, DE）。清洁后分析证实残留污染极小，表面负荷为0.77～6.13 μg/贴片。?20°C下储存稳定性最优，两周内无显著降解。此外，33种VOC在0.0005–1 % v/v浓度范围内表现出符合Dubinin–Radushkevich等温线的浓度依赖性解吸曲线。概念验证现场研究中，KUL ACC贴片性能与市售ACC贴片相当，且分析时间由2小时缩短至1小时，稳健性更优。结果表明该定制ACC贴片可作为未来职业研究中定量VOC沉积及皮肤暴露的可靠高效工具。
论文解读：一种用于定量评估皮肤暴露于挥发性有机化合物(VOC)的定制活性炭布(ACC)贴片的研究
研究背景与意义
许多职业场所工人可通过吸入或皮肤接触暴露于涂料、胶粘剂、清洗剂等释放的挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）。VOCs具亲脂性，可经上皮屏障被系统吸收，引起刺激、过敏、神经毒性甚至致癌。已有证据表明排除吸入暴露后仍可在尿液中检出VOC代谢产物，提示经皮吸收不容忽视。然而目前吸入暴露监测较成熟（如EN 689），经皮暴露评估方法却相对欠缺且未标准化——现有方法包括擦拭法、胶带剥离法、荧光示踪法和替代性皮肤贴片（surrogate dermal patch）法，其中活性炭布（activated charcoal cloth, ACC）贴片因可累积采样、吸附容量大、不干扰工作且采样面积固定而被采用。市售Permea-Tec（SKC Inc.）ACC贴片含胶粘层，提取时会带入胶粘剂污染物峰，延长气相色谱（gas chromatography, GC）–火焰离子化检测器（flame ionization detector, FID）分析时间达2小时，且ACC质量批次间变异大（66.7～82.9 mg）、现场使用中长时间佩戴易脱落或损坏，限制了全工作日（8 h）采样。为此，研究人员开发了无胶层、带保护囊袋的新型KU Leuven ACC贴片（下称KUL ACC贴片），开展系统的方法学验证与现场概念验证测试，旨在为职业VOC经皮暴露定量评估提供可靠工具。本文发表于Journal of Hazardous Materials Advances。
主要关键技术方法
研究人员以Double Weave ACC裁为2×2 cm方块，120°C焙烤120 min去除本底VOC作为清洁步骤；自制贴片由防水医用粘胶带层、两层ACC及100%聚酯纱布保护层缝合成囊袋状（采样面积约4.0 cm2），与市售SKC ACC贴片（约3.6 cm2）对照。以二硫化碳（carbon disulfide, CS2）为解吸溶剂，GC–FID双柱（非极性SPB-1与极性Supelcowax-10）分析186种VOC。验证内容包括：①9片空白KUL与SKC贴片CS2提取检测残留；②12种代表性VOC加标于ACC后分别于25°C、4°C、?20°C保存0 h、24 h、48 h、1周、2周，计算回收率评价储存稳定性（n=5）；③相平衡法测定186种VOC在0.001%、0.005%、0.01% v/v的解吸效率（desorption efficiency, DE），DE＜90%或浓度依赖者进一步以0.0005%–1% v/v十四点浓度构建Dubinin–Radushkevich解吸等温线；④实验室概念验证现场试验：12名化验员行正己烷(n-hexane)或二氯甲烷(dichloromethane, DCM)液液萃取，手部和颈部佩戴KUL ACC贴片、环指佩戴SKC ACC贴片，呼吸区设3M有机蒸气监测器（organic vapour monitor, OVM），采样4 h后?20°C保存待CS2解吸GC–FID分析，统计学比较各部位表面负荷（surface loading）。
研究结果
3. 空白残留与储存稳定性
清洁后KUL ACC空白贴片总VOC残留仅0.77–6.13 μg/贴片，显著低于SKC ACC贴片的5.6–754.3 μg/贴片。12种VOC加标ACC于三种温度下保存两周：25°C下24 h回收率84%（正戊烷,n-pentane）～105%，2周最低回收率89%（丙酮,acetone）；4°C下2周内回收率90%～104%；?20°C下所有VOC两周内回收率97%～105%，稳定性最佳。表明采样后贴片可常温短期运输，长期宜?20°C保存。
3.2. 解吸效率(DE)评价
186种VOC中134种DE恒定且＞90%（SD 0.9%–13.0%）；52种DE＜90%或随浓度变化（SD最高26.0%），其中33种呈浓度依赖性DE（随浓度升高而增大），符合Dubinin–Radushkevich等温线，需以等温线校正定量；其余19种DE恒定但＜90%，直接用测得的DE校正值即可。非极性化合物DE更恒定、SD更小。
3.3. 实验室概念验证现场测试
DCM作业组：有机蒸气监测器测得空气中位浓度2.7 mg/m3（IQR 2.1–3.3）；拇指、食指KUL ACC贴片中DCM表面负荷分别为中位587.3 μg/cm2（IQR 112.3–1248.0）和577.5 μg/cm2（IQR 171.9–3439.0），环指SKC ACC贴片为1327 μg/cm2（IQR 364.9–2056.0），均显著高于颈部（蒸气暴露）贴片（p＜0.001），手指间无显著差异。正己烷作业组：空气中位浓度0.8 mg/m3（IQR 0.6–1.2），手指贴片多数低于定量限（limit of quantification, LOQ），颈部蒸气贴片中位4.1 μg/cm2（IQR 3.3–5.8），手指显著低于颈部（p＜0.05），解释为丁腈手套对正己烷阻隔性好而对DCM差。KUL与SKC ACC贴片在各部位测值无统计学差异，表明二者定量范围相当。
讨论与结论翻译
讨论指出：KUL ACC贴片无胶层避免了胶粘剂污染峰，将GC–FID单样分析时间从2 h缩至1 h；聚酯纱布囊袋设计增强现场佩戴稳健性；每批次应随行空白贴片校正微量残留；?20°C为最优储存条件；DE须按ACC批次重新标定，浓度依赖者用Dubinin–Radushkevich等温线校正；ACC贴片测得的是VOC沉积量而非真实经皮吸收量，建议结合生物监测与透皮模型（如IH-SkinPerm）综合评估；不适用于浸没等极端暴露致ACC饱和情形。
结论（译文）： 综上所述，本研究通过开发无胶层定制炭布贴片改进了职业场所VOC沉积及皮肤暴露定量评估方法。新方法可定量评估广泛VOC在ACC上的沉积。清洁程序后仅检出微量残留表面负荷（0.77–6.13 μg/贴片）。确定?20°C为最佳储存条件，两周内稳定性良好。186种受试VOC中33种需采用Dubinin–Radushkevich等温线以确保准确定量。实验室概念验证中，定制KUL ACC贴片可替代SKC ACC贴片，且具有分析时间缩短（2小时减至1小时）及因矩形设计与AC层保护囊袋带来的更强现场稳健性等明显优势。该新型ACC贴片适用于真实工作场所条件，有望为职业环境中VOC沉积与皮肤暴露研究提供新见解。
