小心!这些具有生殖毒性的化合物

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摩熵化学 03/04

在实验室这片承载着探索与创新使命的领域,科研人员在推动化学合成科研进程时必然会接触到各种化合物。然而,它们并非全然安全,尤其是那些具有生殖毒性的化合物,宛如隐藏在实验室中的“定时炸弹”,时刻威胁着科研人员的健康。 这些具有生殖毒性的化合物,就像无形的“杀手”,悄无声息地侵蚀着人体的生殖系统。无论是身经百战、经验丰富的科研前辈,还是刚刚踏入实验室、满怀憧憬的新手,都绝不能对它们掉以轻心。必须深入了解这些具有生殖毒性的化合物,严格遵循安全操作规程进行实验操作。毕竟,在与它们打交道的过程中,哪怕是一丝一毫的疏忽,都可能给个人的生殖健康带来无法挽回的严重后果 ,进而影响到整个科研生涯和生活。

有一句关于生殖毒性且广为流传的话——“男不用吡啶,女不用呋喃”。为何会有这样的说法呢?在不少人看来,吡啶和呋喃这两类物质,会分别对男性与女性的生殖系统产生不良影响。尽管这句话的出处难以考究,可靠程度也未可知,但从中足以看出,大家对于化学品生殖毒性的关注度始终居高不下。毕竟,生殖健康直接关系到“人类高质量下一代”的孕育与发展,这是一个不容小觑的重要问题 。

图1. 吡啶—ADMET信息

近几年,麻省理工学院的Timothy F. Jamison团队在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc.)上发表了一篇题为“A Call for Increased Focus on Reproductive Health within Lab Safety Culture”的论文。在该研究中,团队对各单位制定的化学卫生计划(CHPs)所提供的、与大学实验室工作者生殖健康相关的信息展开评估。同时,他们还深入分析并比较了化学卫生计划方案在制定过程中通常会参考的三种外部资源,分别是安全数据表(SDSs)、美国国家职业安全与健康研究所袖珍指南(NIOSH Pocket Guide,简称NPG),以及提案65清单(Prop. 65)。

图2. 摩熵化学文献解读

文献中提及到了14种最常被大学列为生殖毒素的化学品,比较常见的有铅、氯仿、苯、甲苯、甲醛、环氧乙烷等

图3. 最常见的14种化学物质被列为大学CHP中的生殖毒素的例子

铅可与鱼精蛋白中的组氨酸结合,干扰染色质的凝缩及去凝缩过程。铅降低睾酮水平,抑制睾丸微粒体内的 3β 和 17β 羟基类固醇脱氢酶,干扰类固醇激素生成,影响性激素的激活与失活。Mabrouk的研究报告了铅诱导的氧化应激与男性生殖功能损害之间的密切关系。 睾丸细胞膜富含不饱和脂肪酸,容易与自由基发生反应。 但脂质过氧化将导致睾丸细胞膜结构破坏。 研究显示,铅处理的大鼠睾丸中脂质过氧化的标志物丙二醛水平显著升高。 此外,铅还与超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶所需的微量元素铜和锌竞争,抑制抗氧化酶的功能。 铅作用于胰岛素样生长因子受体激活 Nrf2/Keap1信号通路,加重氧化应激,推迟青春期。 铅还能够抑制卵巢类固醇激素急性调节蛋白的合成,抑制人体多种类固醇激素合成。 此外,铅暴露会提高体内基质金属蛋白酶含量,使胎盘出现功能异常,最终导致流产。

长期甲苯接触会对男性生育能力有影响,主要通过影响精子密度、影响精子活力、影响精子畸形率、精子DNA完整性指数等多个方面影响男性生育能力。

图4. 甲苯——ADMET信息

可见,这些物质的危害性不容小觑。对于孕期和哺乳期的人员而言,一定要对试剂的生殖毒性予以格外关注。在这两个特殊时期,应尽可能减少与具有生殖毒性试剂的接触。倘若因工作需求,实在无法避免使用这类试剂,那就必须做好细致入微的防护措施。科研工作不能停滞,生活也需继续前行。但请务必牢记,切不可对此心存侥幸,更不能有丝毫懈怠。严格遵循实验室安全操作规范,切实强化个人防护,这在特殊时期显得尤为关键,关乎着自身与下一代的健康安全。

在实验室环境中,为有效抵御各类危险试剂带来的潜在危害,常用的防护装备主要有手套、护目镜、口罩以及防护服。手套的选择至关重要,需要依据所接触试剂的特性来决定。例如,当我们接触二甲基亚砜(DMSO)或者丙烯酰胺这类具有一定腐蚀性的试剂时,就应当佩戴具备防化学腐蚀功能的丁腈手套,以此来保障手部安全。护目镜在实验室中发挥着关键作用,它能够为眼睛提供可靠的防护,避免受到试剂飞溅的伤害。以混合强腐蚀性试剂三氯乙酸(TCA)为例,在进行此类操作时,必须严格佩戴护目镜,防止试剂意外溅入眼睛,造成不可挽回的损伤。

口罩则是防止有毒气体或粉尘被人体吸入的重要防线。在使用具有挥发性的甲醛,或者刺激性较强的粉末状吉姆萨染料时,务必佩戴防毒口罩,从而有效过滤空气中的有害物质,保护呼吸系统。

防护服能够对身体起到全面的防护作用。在处理像叠氮钠这种剧毒试剂时,为了最大程度降低风险,需要穿着连体式防护服,确保身体的每一处都能得到妥善保护。

在使用这些防护装备时,必须要保证装备完好无损,并且穿戴正确。比如手套要紧密贴合手部,不能有松动或缝隙;护目镜要调整到合适的位置,保证视野清晰且防护到位;口罩要确保密封良好,防止有毒物质从边缘处进入。只有这样,防护装备才能发挥出最佳的防护效果,为我们在实验室的安全操作保驾护航。

参考文献:

【1】摩熵化学.化合物检索及合成设计平台.[DB/OL].https://chem.molaid.com.[1990-2024]

【2】盛正成,许松,商学军.重金属暴露与生殖毒性的相关研究进展[J].中华男科学杂志, 2023, 29(2):182-186.

【3】Mcgeough C P , Mear S J , Jamison T F .A Call for Increased Focus on Reproductive Health within Lab Safety Culture[J].Journal of the American Chemical Society, 2021, 143(32).DOI:10.1021/jacs.1c03725.

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