一種通用型水基消泡劑的毒理學(xué)安全性研究

苑麟勇，安立龍，*，陳春亮

1.廣東海洋大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湛江524088

2.廣東海洋大學(xué)海洋資源與環(huán)境監(jiān)測中心，湛江524088

一種通用型水基消泡劑的毒理學(xué)安全性研究

苑麟勇1，安立龍1，*，陳春亮2

1.廣東海洋大學(xué)農(nóng)學(xué)院，湛江524088

2.廣東海洋大學(xué)海洋資源與環(huán)境監(jiān)測中心，湛江524088

為了探討一種通用型水基消泡劑DREWPLUS 5350 EP的毒理學(xué)安全性，以昆明系小鼠為研究對象，依據(jù)毒理學(xué)中國試驗標(biāo)準(zhǔn)，通過小鼠急性毒性試驗、蓄積毒性試驗、骨髓微核試驗、亞急性毒性試驗方法，研究了其對小鼠的毒性，并對其進行了評價.結(jié)果表明：急性毒性試驗小鼠經(jīng)口LD50＞24414mg·kg-1（bw），屬實際無毒級；蓄積毒性試驗、小鼠微核試驗為陰性；在高劑量大于等于5375mg·kg-1（bw）的試驗條件下，亞急性毒性試驗小鼠血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶與對照組相比差異極顯著，肝臟系數(shù)差異極顯著；其它檢測指標(biāo)均未觀察到有毒理學(xué)意義的異常變化；小鼠經(jīng)口攝入DREWPLUS 5350 EP消泡劑小于等于2688mg·kg-1（bw）是安全的.在使用過程中對環(huán)境不會造成二次污染.

消泡劑；毒理學(xué)；安全性

1 引言（Introduction）

各種工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的泡沫，為了消除生產(chǎn)中的危害泡沫，需要在生產(chǎn)中使用消泡劑（Joshietal.,2005;Denkov,2004;Bulland Kempe,2004;王蕓等，2008;黃勁松和張慶懷，1999）.消泡劑可降低表面張力，消除泡沫，目前已廣泛應(yīng)用于食品加工、蔗糖生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)、飼料工業(yè)、酶制劑、微生態(tài)制劑等一些飼料添加劑的生產(chǎn)過程中（程玉來等，2006;覃先武等，2006;趙樂義，2001;石明理和張銳奮，1984;徐江偉，2002）.其中一些產(chǎn)品可被人或畜禽直接食用，或排入江河湖海等環(huán)境中，因此可能會對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成影響.消泡劑衛(wèi)生安全問題目前已引起廣泛重視（黎鷹，2000;吳蕙嶺和楊百南，1992;葉永茂，2005）.DREWPLUS 5350 EP消泡劑是一種通用型水基消泡劑，主要用于水處理系統(tǒng)，它的消泡性能基于德魯獨特的凝膠粒子技術(shù)，當(dāng)水中的硬度比較高時，凝膠顆粒會變成非常疏水的顆粒，然后使泡沫破裂，使用效果較好.但該種消泡劑是否安全，對人、動物及環(huán)境是否有影響尚未見詳細文獻資料.為此本文選取DREWPLUS 5350 EP消泡劑，對其進行毒理學(xué)安全性研究，以便為消泡劑的安全利用提供參考.

2 材料與方法（Materials and methods）

2.1 材料及飼養(yǎng)條件

2.1.1 消泡劑

DREWPLUS 5350 EP消泡劑，由亞什蘭管理（上海）有限公司提供.物理狀態(tài)：粘性液體；顏色：白色；密度0.96g·cm-3，易溶于水.

2.1.2 樣品處理

將樣品用蒸餾水制備成各劑量組所需濃度.

2.1.3 試驗動物

體重18～32g昆明系小鼠（KM小鼠），購于廣東醫(yī)學(xué)院實驗動物中心（合格證號：2003A067）.

2.1.4 動物飼養(yǎng)環(huán)境

室溫控制在（20～25）℃，相對濕度為50%～70%.

2.1.5 基礎(chǔ)飼料

廣東醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供的常備全價飼料，其中含蛋白質(zhì)22%.

2.2 試驗方法

根據(jù)GB1519.3-2003《急性毒性試驗》進行.

2.2.1 急性毒性試驗

（1）LD50的測定：選60只體重為（20±2）g健康小鼠，雌雄各半，禁食8h，不禁水，隨機分為6組，每組10只，雌雄各半，分籠飼養(yǎng).各組劑量分別為0、10000、12500、15625、19531、24414mg·kg-1（bw），按等容量法灌胃給藥，于24h內(nèi)分兩次經(jīng)口灌胃小鼠，對照組灌胃蒸餾水.連續(xù)觀察7d小鼠中毒及死亡情況，清點各組的死亡小鼠數(shù)，按改良寇氏法計算LD50.

（2）最大耐受量（MTD）的測定：選30只體重為（20±2）g健康小鼠，隨機分為3組，每組10只，雌雄各半，以24000、21500、19265mg·kg-1（bw）3個劑量，分3次于24h內(nèi)對小鼠進行灌服給藥.實驗前禁食8h，不禁水.連續(xù)觀察7d，記錄動物反應(yīng)情況，以不產(chǎn)生死亡的最大劑量為最大耐受量.

2.2.2 蓄積毒性試驗

取體重為（20±2）g的小鼠50只，隨機分為5組，每組10只，雌雄各半，設(shè)4個暴露組和1個對照組，按0、1000、2000、4000、8000mg·kg-1（bw）的劑量連續(xù)灌胃給藥20d，給藥期間觀察小鼠的精神、食欲、飲水及死亡情況和有無異常反應(yīng)，并定期測定各組小鼠的體重和采食量.給藥停止后7d內(nèi)觀察小鼠的死亡情況及體重的一般變化.

2.2.3 小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗

選健康小鼠50只，體重為25～30g，隨機分成5組，每組10只，雌雄各半（分籠喂養(yǎng)），3個暴露組分別按1/30 MTD、1/3 MTD、MTD劑量灌胃藥液；陰性對照組灌等量蒸餾水；每天同一時間給藥，連續(xù)給藥5d.陽性對照組一次給予環(huán)磷酰胺（40mg·kg-1（bw））.最后一次給藥后24h處死動物，取股骨，用2%檸檬酸鈉將骨髓細胞沖入離心管，洗滌離心3次，最后一次離心后棄去上清液，留少量懸浮細胞液進行涂片.片晾干后在甲醇中固定10min，用10%Giemsa應(yīng)用液染色5min左右，以常水沖洗干凈，在油鏡下選擇細胞分散好，形態(tài)完整，染色良好的部位，按一定順序進行計數(shù).每只小鼠計數(shù)嗜多染紅細胞（PCE為藍灰色）及含微核細胞（MN-PCE）共1000個，計算微核的千分率（‰）（公式：嗜多染紅細胞微核率（‰）=（含微核的嗜多染紅細胞數(shù)/嗜多染紅細胞總數(shù)）×1000‰）.

2.2.4 亞急性毒性試驗

根據(jù)國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1031-2006《飼料安全性評價亞急性毒性試驗》進行.

選50只體重為（20±2）g健康小鼠，隨機分為5組，每組10只，雌雄各半（分籠喂養(yǎng)）.3個暴露組分別按1/8 MTD、1/4 MTD和1/2 MTD劑量灌胃藥液；陰性對照組灌等量蒸餾水；陽性對照組給予環(huán)磷酰胺（40mg·kg-1（bw））.每天同一時間給藥，連續(xù)給藥14d.

1）測定小鼠體重變化與飼料利用率：給藥后每天觀察小鼠的體重變化、采食量和行為等情況.在試驗開始時各組稱重1次，以后每周末稱1次體重，在第35d試驗結(jié)束時稱重1次.

2）血液生化指標(biāo)：于試驗結(jié)束時，空腹12h眼球取血，采用南京建成生物工程研究所的試驗盒，722S分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)）進行谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、肌酐（Cr）、尿素氮（BUN）測定.

3）臟器系數(shù)測定：于試驗結(jié)束處理動物前稱體重，處死小鼠后取肝、腎脾、心臟、脾、心臟精確稱重，計算相應(yīng)的臟體比（以百克體重計算），臟器系數(shù)（%）=（臟器重量/體重）×100%.

4）病理組織學(xué)：試驗結(jié)束處理動物，除肉眼觀察外，取肝、腎、脾、心臟放入波恩氏液中固定，石蠟切片，H·E·染色，在顯微鏡下觀察組織形態(tài)的變化.

3 結(jié)果與分析（Results and analysis）

3.1 急性毒性試驗結(jié)果

小鼠經(jīng)口毒性試驗，隨著劑量的加大，拉稀、精神不振趨于明顯.24414mg·kg-1（bw）組中個別可見輕微中毒反應(yīng)，并有一只雄性小鼠死亡，其它各組生長狀況良好，均無死亡發(fā)生（表1）.由表1可知小鼠經(jīng)口LD50（半數(shù)致死量）>24414mg·kg-1（bw）.根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB1519.3-2003，DREWPLUS 5350 EP消泡劑屬實際無毒級.由于無法測出LD50，需進行最大耐受量的測定.

表1 DREWPLUS 5350 EP消泡劑急性毒試驗結(jié)果Table 1The acute toxicity test results of defoamer DREWPLUS 5350 EP

3.2 最大耐受量測定結(jié)果

當(dāng)以24000mg·kg-1（bw）劑量灌胃小鼠后，有一只小鼠死亡.當(dāng)以21500mg·kg-1（bw）劑量灌胃小鼠后，小鼠活動明顯減少，24h后活動狀態(tài)恢復(fù)正常，觀察期間除有個別小鼠出現(xiàn)拉稀、精神不振外，無死亡發(fā)生.因此本試驗確定此消泡劑對小鼠的經(jīng)口MTD為21500mg·kg-1（bw）.

3.3 蓄積毒性試驗結(jié)果

在給藥期間及停藥7d內(nèi)，小鼠未出現(xiàn)死亡，除剛灌胃后出現(xiàn)精神萎靡不振和個別小鼠拉稀外無異常表現(xiàn).各組小鼠的體重變化和攝入的飼料量及藥物量見表2.

表2 DREWPLUS 5350 EP消泡劑對小鼠生長的影響Table 2Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on the growth of mice

由表2可知，連續(xù)給藥20d后各劑量組小鼠未出現(xiàn)死亡，在停止給藥后7d內(nèi)動物仍未出現(xiàn)死亡，經(jīng)20d給藥后，各劑量組小鼠的平均增加體重與對照組相比較差異均不顯著（p>0.05）.結(jié)果顯示該消泡劑對小鼠無蓄積毒性.

3.4 小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗結(jié)果

小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗鏡檢結(jié)果見表3.

表3 DREWPLUS 5350 EP消泡劑對小鼠微核率的影響Table 3Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on mouse micronucleus rate

由表3結(jié)果可見，環(huán)磷酰胺陽性對照組微核發(fā)生率明顯高于各劑量組，隨著劑量的增大，微核細胞數(shù)有增多的趨勢，但各試驗組與陰性對照組比較無顯著性差異（p＞0.05），各試驗組之間也無顯著差異（p＞0.05）.說明DREWPLUS 5350 EP消泡劑對小鼠體細胞染色體無致突變作用.

3.5 亞急性毒性試驗結(jié)果

3.5.1 對生長狀況的影響

試驗期間觀察各組動物攝食、飲水、糞便均正常，未出現(xiàn)中毒性臨床癥狀.各組小鼠的生長狀況、采食量、飼料利用率如表4所示.

表4 DREWPLUS 5350 EP消泡劑對小鼠體增重、采食量、飼料利用率的影響Table 4Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on mouse body weight gain,feed intake and feed utilization

由表4可知，各試驗組與對照組之間的體增重、采食量與飼料利用率差異均不顯著（p＞0.05），各試驗組之間差異也不顯著（p＞0.05）.表明該消泡劑對小鼠體增重、采食量、飼料利用率沒有明顯影響.

3.5.2 血液生化指標(biāo)檢測結(jié)果

試驗結(jié)束時第35d采血，檢測小鼠血液生化指標(biāo).結(jié)果如表5所示.

由表5得知，各劑量組與對照組之間血清谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿素氮、肌酐含量差異不顯著（p＞0.05），各試驗組之間谷草轉(zhuǎn)氨酶、尿素氮、肌酐含量差異也不顯著（p＞0.05）.而1/2 MTD、1/4 MTD劑量組谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量和對照組之間差異極顯著（p＜0.01）；1/2 MTD、1/4 MTD劑量組谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量和1/8 MTD之間差異極顯著（p＜0.01）；1/8 MTD劑量組谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量與對照組之間差異不顯著（p＞0.05）；1/4 MTD、1/2 MTD劑量組之間谷丙轉(zhuǎn)氨酶含量差異不顯著（p＞0.01）.各劑量組谷丙轉(zhuǎn)氨酶/谷草轉(zhuǎn)氨酶＜1.表明當(dāng)對小鼠經(jīng)口灌胃5375、10750mg·kg－1（bw）劑量時對肝功能有一定的影響.

3.5.3 對臟器發(fā)育的影響

試驗結(jié)束時第35d采血后，處死受試小鼠，取心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟稱重，進行臟器系數(shù)計算.結(jié)果如表6所示.

表6 DREWPLUS 5350 EP消泡劑對小鼠各臟體的影響Table 6Effects of defoamer DREWPLUS 5350 EP on mouse organs

由表6可知，各試驗組與對照組之間的心臟系數(shù)、脾臟系數(shù)、肺臟系數(shù)、腎臟系數(shù)差異均不顯著（p＞0.05），各試驗組之間的心臟系數(shù)、脾臟系數(shù)、肺臟系數(shù)、腎臟系數(shù)差異也不顯著（p＞0.05）.1/4 MTD、1/2 MTD劑量組與對照組之間的肝臟系數(shù)差異極顯著（p＜0.01）；1/4 MTD、1/2 MTD劑量組與1/8 MTD劑量組之間的肝臟系數(shù)差異極顯著（p＜0.01）.表明當(dāng)對小鼠經(jīng)口灌胃5375mg·kg－1（bw）劑量時對肝臟發(fā)育有一定影響.對心臟、脾臟、肺臟、腎臟發(fā)育無影響.

3.5.4 解剖及病理組織學(xué)檢查結(jié)果

大體解剖各組小鼠各臟器未見明顯異常.組織學(xué)檢查小鼠心臟、肝、腎、脾、肺，未見其他特異性病理學(xué)改變.說明該消泡劑對小鼠心臟、肝、腎、脾、肺無實質(zhì)性損害.

4 討論（Discussion）

DREWPLUS 5350 EP消泡劑含有脂肪醇、液體石蠟及微量的1,2-苯并異噻唑-3-酮（BIT）、氫氧化鈉等成份.其中BIT是重要的工業(yè)殺菌防霉、防腐劑.毒性研究表明，BIT大白鼠急性經(jīng)口LD50為1400mg·kg－1；亞急性慢性毒性研究未發(fā)現(xiàn)致癌、致畸、致突變性，被認為是安全、無害的綠色環(huán)保產(chǎn)品之一（倪越等，2004）.氫氧化鈉有詳細的毒理學(xué)資料，經(jīng)小鼠腹腔注射LD50為40mg·kg－1.但在DREWPLUS 5350 EP消泡劑中氫氧化鈉濃度低于0.1%，故對該消泡劑毒性影響不大.脂肪醇是表面活性劑的原料之一，直鏈脂肪醇的毒性隨鏈長的增加（體積增大）而增大，但是研究表明，從正十三醇開始，毒性明顯降低（王樹蘭等，1996）.然而，由于時間和試驗經(jīng)費的限制，每一種脂肪醇的毒性不可能都通過試驗而獲得，因此，王連生和支正良（1992）已采用分子連接性指數(shù)法對其進行了研究并獲得了較好的結(jié)果.另一成份液體石蠟，文獻資料顯示急性毒性試驗結(jié)果屬于低毒（王遵堯等，2004），液體石蠟油有瀉藥的作用.所以本試驗中經(jīng)口灌胃的小鼠有拉稀現(xiàn)象發(fā)生，可能與液體石蠟有關(guān).

本次毒理學(xué)試驗，除對DREWPLUS 5350 EP消泡劑進行了急性毒性和蓄積毒性的檢測外，還探討了亞急性試驗期間未觀察到毒性效應(yīng)的劑量水平，并為慢性試驗尋找了灌胃劑量及觀察指標(biāo)，此外還采用小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗，對其致突變性進行了研究.實驗結(jié)果顯示，DREWPLUS 5350 EP消泡劑毒性分級屬實際無毒級；無蓄積毒性；微核試驗檢測為陰性，表明其對細胞染色體無明顯的致突變性效應(yīng).但在亞急性試驗中，當(dāng)大劑量灌胃1/4 MTD（5375mg·kg－1（bw））、1/2 MTD（10750mg·kg－1（bw））時，血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、肝臟系數(shù)明顯升高，與對照組有極顯著差異，然而病理組織學(xué)檢查未觀察到其他特異性病理學(xué)改變，提示當(dāng)對小鼠灌胃高劑量1/4 MTD（5375mg·kg－1（bw））、1/2 MTD（10750mg·kg－1（bw））時，該消泡劑對肝臟的功能和發(fā)育會有一定的影響，但對肝臟沒有實質(zhì)性的損害.綜上所述，小鼠經(jīng)口攝入DREWPLUS 5350 EP消泡劑小于等于2688mg·kg－1（bw）是安全的.DREWPLUS 5350 EP消泡劑具有生物可降解性，在實際應(yīng)用時使用劑量很低，對環(huán)境不會造成二次污染.

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Study on the Toxicological Safety of a Common Type of Water-Based Defoamer

YUAN Lin-yong1，AN Li-long1，*，CHEN Chun-liang2

1.Agricultural College,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088
2.Monitoring Center for Marine Resources and Environments,Guangdong Ocean University,Zhanjiang 524088

In order to explore the toxicological safety of a common type of water-based defoamer DREWPLUS 5350 EP,Kunming mice was used in the study.Acute toxicity test,accumulation toxicity test,bone marrow micronucleus test and subacute toxicity test were carried out according to the China's toxicity test standards.Results showed that the LD50＞24414mg·kg-1（bw）,through acute oral toxicity test in mice,and the defoamer belonged to the actual non-toxic level substance.Theaccumulationtoxicitytestandthemicronucleustestinmicewerenegative.Thereweresignificant differences in blood alanine aminotransferase（ALT）and extremely significant differences in liver coefficient between exposuregroups（≥5375mg·kg-1（bw））andcontrol insubacutetoxicitytest.Otherindicatorswerenotdetected toxicological significance changes.Oral administration of≤2688mg·kg-1（bw）of DREWPLUS 5350 EP was relatively safe.The use of DREWPLUS 5350 EP could not cause secondary pollution.

defoamer；toxicology；security

26 February 2009accepted17 March 2009

1673-5897（2010）1-143-06

R991

A

2009-02-26錄用日期：2009-03-17

廣東省科技攻關(guān)計劃（No.2007B020815011）；廣東省科技計劃項目（No.2008B022900006）

苑麟勇（1978—），男，碩士研究生；*通訊作者（Corresponding author），E-mail:anlilong@126.com

安立龍（1966—），博士，主要從事動物生物技術(shù)與動物遺傳繁育及動物環(huán)境與營養(yǎng)等方面的教學(xué)與科研工作.