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生羊羊毛中双酚A和对羟基苯甲酸酯的污染及区域差异评估

期刊:Science of the Total EnvironmentDOI:10.1016/j.scitotenv.2025.179489

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主要作者及研究机构
本研究的主要作者包括Sławomir Gonkowski(波兰瓦尔米亚和马祖里大学临床生理学系)、Julia Martin(西班牙塞维利亚大学分析化学系)、Nariste Kadyralieva(吉尔吉斯-土耳其玛纳斯大学组织学和胚胎学系)、Irene Aparicio、Juan Luis Santos、Esteban Alonso(均来自西班牙塞维利亚大学)以及Liliana Rytel(波兰瓦尔米亚和马祖里大学兽医医学院内科疾病与诊所系)。该研究于2025年发表在《Science of the Total Environment》期刊上。

学术背景
本研究的主要科学领域是环境毒理学和内分泌干扰物(Endocrine Disruptors, EDs)的生物监测。内分泌干扰物是一类能够干扰内分泌系统功能的化学物质,其中包括双酚A(Bisphenol A, BPA)和对羟基苯甲酸酯(Parabens, PBs)。BPA广泛用于塑料、涂料和树脂的生产,而PBs则主要用于化妆品、药品和食品防腐剂。已有研究表明,这些物质可能通过食物、水和空气进入人体和动物体内,并对健康产生负面影响,如干扰激素系统、神经系统和生殖系统功能。

尽管已有大量研究关注人类和野生动物对BPA和PBs的暴露,但对农场动物(尤其是绵羊)的暴露研究非常有限。绵羊作为重要的经济动物,其羊毛可能成为人类暴露于这些化学物质的潜在来源。因此,本研究首次对绵羊原毛中BPA和PBs的污染进行了系统评估,并比较了不同地区(吉尔吉斯斯坦和波兰)绵羊的暴露差异。

研究流程
本研究分为以下几个主要步骤:
1. 样品采集
研究于2023年6月从吉尔吉斯斯坦和波兰的四个地区(阿拉梅丁、索库卢克、奥斯特罗达和伊瓦瓦)采集了100只成年绵羊的羊毛样品。每个地区采集25只健康雌性绵羊的羊毛,采样部位为肩胛骨上方,使用金属剪刀剪取接近皮肤的羊毛。样品采集后立即用铝箔包裹,并在室温下避光保存。

  1. 样品处理
    羊毛样品首先经过四步清洗以去除外部污染物:依次用超纯水、0.1%十二烷基硫酸钠(SDS)溶液和两次超纯水清洗,每次清洗后进行5分钟的超声波处理。清洗后的羊毛样品被切成2-3毫米的小段,并在72小时内进行分析。

  2. 化学分析
    使用液相色谱-串联质谱法(Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry, LC-MS/MS)检测羊毛样品中的BPA、甲基对羟基苯甲酸酯(Methylparaben, MeP)、乙基对羟基苯甲酸酯(Ethylparaben, EtP)、丙基对羟基苯甲酸酯(Propylparaben, PrP)和丁基对羟基苯甲酸酯(Butylparaben, BuP)。具体步骤包括:将100毫克羊毛样品与内标物(ISs)混合,加入2毫升甲醇/乙酸(85:15, v/v)溶液,在38°C下孵育12小时,冷却后加入3毫升丙酮,超声波处理15分钟,离心后取上清液,氮气吹干,最后用0.25毫升甲醇重新溶解并通过0.22微米尼龙滤膜过滤,注入LC-MS/MS系统进行分析。

  3. 质量控制
    研究采用国际协调会议(ICH)指南进行方法验证,包括基质匹配校准标准品的制备、回收率测试和空白样品分析。每个分析批次(15个样品)均包含质量控制样品和溶剂注射,以确保数据的准确性和重复性。

  4. 数据分析
    使用GraphPad Prism 9.2.0软件进行统计分析,包括描述性统计和非参数Mann-Whitney检验,以比较不同地区绵羊羊毛中BPA和PBs的浓度差异。统计显著性设定为p < 0.05。

主要结果
1. BPA和PBs的总体浓度
在所有样品中,BPA的浓度范围在46.9至502纳克/克之间,平均值为132 ± 70.5纳克/克,显著高于PBs的浓度。MeP的浓度范围为3.4至71.1纳克/克,平均值为19.9 ± 13.8纳克/克。EtP的浓度较低,平均值为1.3 ± 0.6纳克/克,而PrP和BuP在所有样品中均未超过方法定量限(MQL)。

  1. 地区间差异
    吉尔吉斯斯坦和波兰绵羊羊毛中的BPA和MeP浓度存在显著差异。波兰绵羊羊毛中的BPA平均浓度为144.2 ± 61.8纳克/克,显著高于吉尔吉斯斯坦的119.8 ± 76.9纳克/克。MeP的浓度在波兰也显著高于吉尔吉斯斯坦(25.2 ± 13.9纳克/克 vs. 14.6 ± 11.6纳克/克)。然而,EtP的浓度在吉尔吉斯斯坦显著高于波兰(1.7 ± 0.6纳克/克 vs. 0.9 ± 0.5纳克/克)。

  2. 同一国家内的差异
    在吉尔吉斯斯坦,阿拉梅丁和索库卢克地区的BPA浓度无显著差异,但MeP浓度在阿拉梅丁显著高于索库卢克。在波兰,奥斯特罗达县的BPA和MeP浓度显著高于伊瓦瓦县。

结论
本研究首次证实了绵羊原毛在动物生命周期中可能被BPA和PBs污染,且这种污染水平在不同地区存在显著差异。研究结果表明,绵羊长期暴露于这些化学物质,可能对其健康产生负面影响。此外,羊毛作为天然材料,可能成为人类暴露于BPA和PBs的潜在来源,尤其是在羊毛加工和服装生产过程中。这一发现对环境毒理学和公共卫生领域具有重要意义,为未来进一步研究农场动物内分泌干扰物暴露及其对人类健康的影响提供了重要依据。

研究亮点
1. 首次对绵羊原毛中BPA和PBs的污染进行了系统评估。
2. 比较了吉尔吉斯斯坦和波兰两个地理区域的绵羊暴露差异,揭示了环境因素对暴露水平的影响。
3. 使用LC-MS/MS方法对羊毛样品进行了高灵敏度分析,确保了数据的准确性和可靠性。
4. 研究结果为绵羊长期暴露于内分泌干扰物的生物监测提供了新的方法学支持。

其他价值
本研究不仅填补了绵羊暴露于BPA和PBs的研究空白,还为羊毛作为人类暴露于这些化学物质的潜在来源提供了新的视角。未来研究可以进一步探讨羊毛加工过程中BPA和PBs的释放机制,以及其对人类健康的潜在影响。

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