第二期原子光谱沙龙活动报道
利用HPLC-ID-ICP-MS方法分析汞暴露地区硒干预人群生物样品中硒的化学形态
中国科学院高能物理研究所 胡良博士
中国科学院高能物理研究所的胡良博士带来了题为《利用HPLC-ID-ICP-MS方法分析汞暴露地区硒干预人群生物样品中硒的化学形态》的报告，同大家一起交流了使用高效液相色谱与等离子联用技术进行元素硒的形态分析。
胡博士所在课题组的研究方向是利用核分析和现代仪器分析结合生物化学手段，研究微量元素的形态与健康的关系和纳米材料的毒理学和生物利用等。主要是通过生物样品中Se-Hg相关性研究，来探索重金属暴露对人体健康影响的易感性生物标志物。
硒与人体健康的关系
胡博士介绍说到，硒与人体健康的关系有着密切的关系，因此他主要研究硒的形态，首先，胡博士列举了硒与人体健康密切相关的几个方面，包括：消除体内自由基、提高基体免疫力、预防癌症、汞铅等重金属天然解毒剂、预防心血管疾病、治疗克山病和大骨病等。
实验方法简介
联用技术包括联用系统中的分离技术和检测技术这两方面，近年来液质联用技术已经逐渐发展成为最重要的定性、定量分析方法之一，在食品安全、生物、医药、化工等领域中均得到了广泛的应用，在组合化学、蛋白质组学和代谢化学的研究工作中，液质联用已经成为最重要的研究方法之一。
同位素稀释分析法(IDA)是一种能够提供精确浓度值的痕量分析技术。它的分析基础是在待测样品中加入待测元素的同位素稀释剂，当样品中同位素组分混合均匀后，用质谱法准确测定这种元素的同位素丰度比，利用同位素比率定量的测定待测元素的浓度。根据加入同位素稀释剂的形式，可以将同位素稀释法分为特异示踪模式和非特异示踪模式。
本实验中所使用的生物样品来源贵州省贵阳、铜仁、万山汞矿周边地区当地居民的头发、血液、红细胞及尿液等。
结果与讨论
硒的形态实验是通过对志愿者补硒，再采集头发、血液、红细胞及尿液样品进行检测。在线同时分析尿液中硒和汞的小分子形态。在补硒90天后，尿液中的汞的浓度增加，表明补硒有利于体内中汞的代谢和排泄释放。在分析尿液实际样品时，发现SeCys是尿中硒的主要形态，而无机汞是汞的主要形态。
全定量实验是为了了解硒在血清中的分布，采用不同的方法全定量硒形态，硒小分子化合物采用反相离子对色谱柱分离；含硒蛋白采用亲合色谱柱分离或同位素稀释法定量。实验结果表明，通过补硒血清中总硒含量显著增加，其中有机硒增加较明显，当增加到一定量时不再上升，而当停止补硒时其含量明显下降。
反相离子体色谱分析细胞组织和尿液中硒的生物形态实验中，细胞质中化合物种类较多，既有对硒的生物化学循环极为重要的硒酸盐，也有作为各种硒蛋白活性中心重要组成成分的SeCys,同时液存在SeUr和TMSe等代谢产物。尿中硒的主要成分是代谢产物，SeCys可能来自体内合成硒蛋白代谢产物，无机硒作为代谢的初始物质则含量很低。
为了更好的将Se(IV)、Se(VI)硒分离，采用阴离子交换色谱柱。柠檬酸铵作为流动相成功分离出四、六价硒及Se-Cys，Se-Met。实验中通过改变流动相的比例，优化分离效果。
体积排阻色谱SEC-UV-ICP-MS技术在分析富硒大米中清蛋白提取物中，从含硒蛋白的色谱和质谱图中发现，在低分子量范围内的三个蛋白峰中含有硒元素，是清蛋白提取液中的含硒蛋白组分，其中分子量为17.9KDa的蛋白含硒量占清蛋白总硒量的25.2%，分子量为12.6KDa的蛋白含硒量占总硒量的50.2%，另一种分子量为8.35KDa蛋白占总硒量的24.5%，因此分子量为12.6KDa的蛋白是清蛋白提取液中主要的含硒蛋白。
小结
最后，胡博士总结说到，该实验室已经成功的从生物样品中分离出Se(IV)、Se(VI)、SeCys、SeMet等硒形态。有文献报道，硒糖和三甲基硒离子也为生物样品中的主要硒形态，但目前还没有建立较好的方法能同时分离出上述硒的全部形态，有待于后面的方法改进，更好的揭示硒在人体内的代谢规律。
