綦 崢, 于 淼，鄒 翔，曲中原，季宇彬

(1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 150076；2. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院，哈爾濱 150076)

三-(2,3-二溴丙基)異氰脲酸酯的急性毒性研究

綦 崢1, 于 淼1，鄒 翔1，曲中原2，季宇彬1

(1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與環(huán)境科學(xué)研究中心，哈爾濱 150076；2. 哈爾濱商業(yè)大學(xué) 藥學(xué)院，哈爾濱 150076)

探討三-(2, 3-二溴丙基)異氰脲酸酯(TBC)的急性毒性.預(yù)實(shí)驗(yàn)分別采用5、10、15 g/kg·bw三個(gè)劑量，每個(gè)劑量組對(duì)10只昆明小鼠進(jìn)行經(jīng)口一次灌胃染毒，連續(xù)觀察1周動(dòng)物的死亡情況.正式試驗(yàn)采用限量法測(cè)定經(jīng)口半數(shù)致死量，共用40只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，其中Wistar大鼠20只，昆明小鼠20只，均雌雄各半.染毒劑量為15 g/(kg·bw)，染毒后觀察24 h內(nèi)死亡數(shù)量，并持續(xù)觀察兩周.預(yù)實(shí)驗(yàn)中三個(gè)劑量組24 h內(nèi)均無動(dòng)物死亡，且觀察一周內(nèi)小鼠狀態(tài)良好.正式試驗(yàn)中大鼠和小鼠在15 g/(kg·bw) 的染毒劑量下也均無死亡，觀察兩周內(nèi)大鼠和小鼠的狀態(tài)良好.TBC的急性毒性分級(jí)為無毒，此研究為TBC的進(jìn)一步毒理學(xué)研究奠定了基礎(chǔ).

三-(2, 3-二溴丙基)異氰酸酯；急性毒性；毒理學(xué)； 阻燃劑

三-(2, 3-二溴丙基)異氰脲酸酯(Tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate，TBC)是廣泛用于聚苯乙烯、聚烯烴、不飽和聚酯、聚氨酯等塑料的添加劑，泡沫塑料，合成橡膠和光纖等的中間體，近年來也是廣泛應(yīng)用的阻燃劑[1].早在1991年中國TBC的年總產(chǎn)量為500 t，成為產(chǎn)量僅次于四溴雙酚A和十溟聯(lián)苯醚的溴化阻燃劑[2].2009年, TBC在中國湖南省瀏陽市的河水，地表沉積物，土壤，工業(yè)生產(chǎn)區(qū)附近的蛆蝴及鯉魚樣本中均有發(fā)現(xiàn)，其環(huán)境樣品檢測(cè)結(jié)果表明TBC具有環(huán)境持久性和生物蓄積性，并通過血腦屏障富集于腦組織中[3].TBC的廣泛應(yīng)用使人們不可避免的直接或者間接接觸到, 因此對(duì)TBC的毒理學(xué)研究顯得尤為重要.

斯德哥爾摩公約對(duì)全氟辛基磺酸類物質(zhì)除了特定豁免用途和可接受用途，規(guī)定一些發(fā)展中國家在一定禁止使用.與此同時(shí)，各個(gè)成員國都在積極的研制新的替代品. TBC是近幾年新出現(xiàn)的全氟辛基磺酸類物質(zhì)(PFOS)低毒替代產(chǎn)物，分子式：C12H15BrN3O3(見圖1)，分子質(zhì)量728.69.TBC為白色粉末狀，熔點(diǎn)≥105 ℃， 是一種帶三嗪環(huán)的溴系阻燃劑，有很低的揮發(fā)性，揮發(fā)分(80 ℃2 h)/%≤0.3，不溶于水，易溶于乙醇及植物油等，相對(duì)密度2.50(20 ℃)，以及耐久、耐光、耐水和低毒等特性.近年來對(duì)TBC合成方法及環(huán)境內(nèi)的檢測(cè)方法國內(nèi)外的研究報(bào)道很多，但是對(duì)于TBC的毒理學(xué)研究卻少有報(bào)道，而且對(duì)于TBC的毒理學(xué)研究主要集中在采用藻類和斑馬魚為研究對(duì)象[4].國內(nèi)外均沒有對(duì)其急性毒性試驗(yàn)進(jìn)行報(bào)道，但慢性毒性試驗(yàn)證實(shí)對(duì)昆明小鼠和Wistar大鼠的肝臟，肺，脾，腎等器官有不同程度的傷害[5].本文對(duì)TBC的急性毒性進(jìn)行研究，旨在確定TBC急性毒性分級(jí)，并為進(jìn)一步的毒理學(xué)研究奠定基礎(chǔ) .

圖1 TBC分子結(jié)構(gòu)

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

預(yù)實(shí)驗(yàn)采用清潔級(jí)昆明小鼠30只，體重17～19 g，雌雄各半.正式試驗(yàn)采用清潔級(jí)昆明小鼠20只，體重(20±2)g；Wistar大鼠20只，體重160～180 g；均雌雄各半.實(shí)驗(yàn)動(dòng)物購于遼寧長生生物技術(shù)有限公司(實(shí)驗(yàn)動(dòng)物許可證SCXK(遼)2010-0001)，動(dòng)物單籠飼養(yǎng)，動(dòng)物房溫度保持在(24±2) ℃和相對(duì)濕度(45±10)%(動(dòng)物房許可證SYXK(黑)2011-007).動(dòng)物購進(jìn)后飼養(yǎng)觀察1周開始實(shí)驗(yàn).

1.2 試劑

三-(2,3-二溴丙基)異氰脲酸酯(TBC) 分析純，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%，CAS分類號(hào)52434-90-9，日本生產(chǎn)，購自北京百靈威科技有限公司.玉米油為市售.

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1急性毒性試驗(yàn)預(yù)實(shí)驗(yàn)

因沒有參考文獻(xiàn)報(bào)道TBC的LD50及其95%可信區(qū)間，預(yù)實(shí)驗(yàn)按照國標(biāo)GB/T21757-2008進(jìn)行設(shè)計(jì)劑量[6].昆明小鼠實(shí)驗(yàn)前禁食不禁水16 h， 提前一天配置TBC的玉米油溶液，其質(zhì)量濃度分別為0.25、0.50、0.375 g/mL，放置于冰箱中冷藏.根據(jù)國標(biāo)GB25293.3-2014中的上-下法(up-down procedure)[7]，共進(jìn)行3次預(yù)試驗(yàn)，每次10只動(dòng)物，雌雄各半，第一次和第二次預(yù)試驗(yàn)劑量分別為5、10 g/(kg·bw)，分別一次灌胃0.25 g/mL和 0.50 g/mL的TBC玉米油溶液, 灌胃容積為20 mL/(kg·bw).第三次預(yù)試驗(yàn)劑量為15 g/(kg·bw)，二次灌胃0.375 g/mL的TBC玉米油溶液，間隔6 h，灌胃容積為20 mL/(kg·bw).所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒后連續(xù)觀察一周后處死.

1.3.2急性毒性試驗(yàn)正式試驗(yàn)

試驗(yàn)共采用40只實(shí)驗(yàn)用鼠，其中20只昆明小鼠，20只Wistar大鼠，雌雄各半，根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用限量法設(shè)計(jì)正式試驗(yàn)的染毒劑量為15 g/(kg·bw)(樣品配制同預(yù)試驗(yàn)，即濃度為0.375 g/mL的TBC玉米油溶液).所有試驗(yàn)用鼠灌胃前禁食不禁水16 h，24 h內(nèi)分兩次灌胃，灌胃容積為20 mL/(kg·bw)，間隔6 h.觀察動(dòng)物的死亡情況及一般狀況，連續(xù)觀察兩周.

2 結(jié) 果

2.1 急性毒性預(yù)試驗(yàn)結(jié)果

急性毒性試驗(yàn)的初始濃度從5 g/(kg·bw)開始，10只昆明小鼠一次性灌胃后，24 h內(nèi)無死亡，連續(xù)觀察一周后仍無死亡.根據(jù)國標(biāo)GB25293.3-2014中的上-下法原則，進(jìn)行第二次預(yù)實(shí)驗(yàn)，采用染毒劑量10 g/(kg·bw)，10只昆明小鼠24 h內(nèi)無死亡， 連續(xù)觀察一周后仍無死亡.第三次預(yù)實(shí)驗(yàn)染毒劑量15 g/(kg·bw)，24 h內(nèi)動(dòng)物仍無死亡， 連續(xù)觀察一周也無死亡，見表1.由此確定，對(duì)三-(2, 3-二溴丙基)異氰脲酸酯急性毒性正式試驗(yàn)的染毒劑量可為15 g/kg·bw.

表1 TBC急性毒性試驗(yàn)預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.2 急性毒性試驗(yàn)正式試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)分別采用20只昆明小鼠和20只Wistar大鼠24 h內(nèi)二次性經(jīng)口灌胃染毒，總劑量為15 g/(kg·bw).觀察24 h內(nèi)無動(dòng)物死亡，持續(xù)觀察兩周后也均無動(dòng)物死亡，見表2.由此判定TBC的急性毒性分級(jí)為無毒.盡管動(dòng)物沒有死亡，但動(dòng)物的一般狀況欠佳，表現(xiàn)為毛發(fā)失去光澤，食欲下降，精神略為萎靡等.大鼠的體重在灌胃后持續(xù)增長，但第二周增重有所下降，而雌性小鼠第二周的體重下降，出現(xiàn)了負(fù)增重(見表3).

表2 TBC急性毒性試驗(yàn)動(dòng)物死亡情況

表3 TBC急性毒性試驗(yàn)體重變化

3 討 論

TBC是近年來新出現(xiàn)的PFOS的替代產(chǎn)物，目前對(duì)TBC的合成技術(shù)報(bào)道很多，但是對(duì)TBC的毒理學(xué)研究正處于初始狀態(tài).對(duì)斑馬魚的毒理學(xué)研究證實(shí)，TBC對(duì)斑馬魚的鰓，肝，腸，性腺，魚鰾具有毒性，而且對(duì)17β-雌二醇(E2)有拮抗性，抑制了卵黃蛋白原蛋白表達(dá)，具有潛在的內(nèi)分泌干擾效應(yīng).TBC對(duì)小鼠和大鼠的肝臟，肺，脾，腎等器官有不同程度的傷害[8].然而對(duì)TBC的急性毒性研究卻未見報(bào)道，本文采用昆明小鼠和Wistar大鼠作為動(dòng)物模型，采用限量法(15 g/(kg·bw)染毒劑量)進(jìn)行經(jīng)口急性毒性試驗(yàn)， 24 h內(nèi)和連續(xù)兩周內(nèi)均無動(dòng)物死亡，但灌胃后動(dòng)物的毛發(fā)失去光澤，食欲有所下降，且受試動(dòng)物的第二周增重有所降低，尤其雌性昆明小鼠的第二周體重出現(xiàn)了下降. 這些結(jié)果提示，雖然TBC的急性毒性分級(jí)為實(shí)際無毒，對(duì)人類不會(huì)造成急性致死及急性損傷，但其可能具有潛在的生物蓄積性和慢性毒性.鑒于其對(duì)環(huán)境具有持久性污染的特點(diǎn)，有必要對(duì)TBC的毒性進(jìn)行系統(tǒng)的安全性評(píng)價(jià).本文報(bào)道的急性毒性研究結(jié)果為進(jìn)一步的毒理學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)，并為下一步毒性實(shí)驗(yàn)研究的劑量設(shè)計(jì)提供依據(jù).

[1] 雄孝勇. 微膠囊化 TBC 阻燃劑及其應(yīng)用[J].阻燃材料與技術(shù), 1999, 3: 1-3.

[2] CAO J. The developmental trend of plastics additives [J]. China Chem.Ind. 1996, 8: 48-50.

[3] RUAN T, WANG Y W, WANG C,etal. Identification and evaluation of a novel heterocyclic brominated flame retardant tris(2,3-dibromopropyl)isocyanurate in environmental matrices near a manufacturing plant in southern China [J]. Environ Sci Technol, 2009, 43(9): 3080-3086.

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[6] GB/T21757-2008, 2008.

[7] GB 15193.3-2014, 2014.

[8] 綦 崢, 于 淼, 鄒 翔, 等. 三-(2,3-二溴丙基)異氰脲酸酯的毒理學(xué)研究[J]. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版, 2015, 31(4): 442-444.

Acute toxicity study on tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate

QI Zheng1, YU Miao1, ZOU Xiang1, QU Zhong-yuan2, JI Yu-bin1

(1. Research Center on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China;2. School of Pharmacy, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)

This paper focused on the acute toxicity of tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate(TBC). The preliminary experiment used three exposure dosages of 5, 10, 15 g/kg·bw, respectively. There were 10 Kunming mice in every dose group, and continuous observed for one week.The exposure dosages of the formal experiment according to the results of preliminary experiments, 20 Wistar rats and 20 Kunming mice were used in formal experiment, which half male and half female. The exposure dosage was 15g/kg·bw within 24 hours, and continuous observation for two weeks. There was no death in preliminary experiment and all the mice in good conditions within one week. There were no death of mice and rats in formal experiment, and also in good conditions within two weeks. Acute toxicity experiment confirmed that the toxicity of TBC was graded as non-toxic. This paper provided foundation research on further toxicological study of TBC.

tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate; acute toxicity; toxicology; flame retardant

2015-08-10.

黑龍江省博士后落戶基金(LBH-Q14093)；黑龍江省青年基金項(xiàng)目(QC2012C002)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(81274067)；國家教育部重點(diǎn)科研課題(210059)

綦 崢(1981-)，女，博士，副教授，研究方向：環(huán)境毒理學(xué).

X171.5

A

1672-0946(2015)06-0641-03