手性農(nóng)藥對(duì)映異構(gòu)體的拆分及在動(dòng)物組織中的殘留分析方法

1、項(xiàng)目研究意義目的：項(xiàng)目研究意義目的：以高效液相色譜手性固定相法建立6種手性農(nóng)藥對(duì)映異構(gòu)體的拆分及在動(dòng)物組織中的殘留分析方法，手性農(nóng)藥分別包括兩種殺蟲(chóng)劑馬拉硫磷和水胺硫磷、兩種除草劑乳氟禾草靈和乙氧呋草黃及兩種殺菌劑甲霜靈和己唑醇。通過(guò)口服和注射兩種途徑對(duì)大鼠和家兔進(jìn)行手性農(nóng)藥對(duì)映體的選擇性代謝行為研究。測(cè)定排泄物包括尿液和糞便、血樣中對(duì)映體的含量及相對(duì)比值（ER值）隨時(shí)間的變化情況，最終檢測(cè)肝臟、心臟、肌肉、脂肪、腦等組織中農(nóng)藥對(duì)映體的

2、含量及ER值并確定對(duì)映體的選擇性代謝及殘留行為，代謝產(chǎn)物通過(guò)質(zhì)譜進(jìn)行確證，探討代謝機(jī)理。研究手性農(nóng)藥對(duì)映體在動(dòng)物體內(nèi)的選擇性代謝行為能更加真實(shí)的反映相關(guān)農(nóng)藥污染對(duì)人類(lèi)健康的影響，為其污染治理、指導(dǎo)合理用藥、制定相關(guān)的分析方法及殘留限量等標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，將農(nóng)藥污染等副作用對(duì)人類(lèi)的影響減至最小。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞手性農(nóng)藥；代謝；選擇性；動(dòng)物（一）立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容（一）立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容（40008000字）：1.項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)（研究

3、意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析，附主要參考文獻(xiàn)目錄。）農(nóng)藥是防治病、蟲(chóng)、草、鼠害不可缺少的重要手段，為農(nóng)業(yè)的增收作出巨大貢獻(xiàn)，但是由于農(nóng)藥的大量使用，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，直接或間接地威脅了人類(lèi)的健康。絕大多數(shù)農(nóng)藥是有機(jī)化合物，普遍存在著手性現(xiàn)象。在以往的研究中，通常不區(qū)分手性農(nóng)藥的對(duì)映異構(gòu)體，正因如此，對(duì)農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所依據(jù)的數(shù)據(jù)是不完全真實(shí)的。由于立體化學(xué)的發(fā)展手性現(xiàn)象已引起了人們的廣泛關(guān)注，手性是指呈鏡像而不重合的關(guān)系，如同人的左右

4、手互為鏡像但又不能重合。手性化合物中存在兩種或以上不同構(gòu)象的分子，這些分子以鏡像關(guān)系成對(duì)的存在，互稱(chēng)為對(duì)映異構(gòu)體。醫(yī)藥、農(nóng)藥等研究已深入到分子立體異構(gòu)領(lǐng)域，尤其是在醫(yī)藥方面，主要表現(xiàn)在大量手性藥物單一異構(gòu)體的研究和使用上，很多手性藥物對(duì)映體的性質(zhì)已研究的比較清楚。在農(nóng)藥領(lǐng)域相關(guān)方面的研究相對(duì)滯后，手性農(nóng)藥的各種性質(zhì)通常是以外消旋體的形式加以研究的，缺乏單一對(duì)映體的詳細(xì)數(shù)據(jù)。手性農(nóng)藥對(duì)映異構(gòu)具有完全相同的化學(xué)和物理性質(zhì)，但在生物體系中可能

5、存在截然不同的生物活性、毒性、毒理及代謝途徑等，如具有一個(gè)手性中心的多蟲(chóng)畏、蓋草能、敵草胺、甲霜靈等生物活性主要集中于其中的12對(duì)映體，而另一個(gè)對(duì)映體幾乎無(wú)效；通常生產(chǎn)的氯菊酯、速滅殺丁等只有14是高效體其余3個(gè)則為低效或無(wú)效成分；氯氰菊酯、溴氰菊酯和丙烯菊酯等僅18是高效體其余的7個(gè)異構(gòu)體則相對(duì)低效或幾乎無(wú)效。在目前通常使用的農(nóng)藥中，約25％具有手性，其中只有少數(shù)品種具有光學(xué)純的商品，而且主要集中于菊酯類(lèi)殺蟲(chóng)劑，絕大部分是以外消旋體的

6、形式銷(xiāo)售和使用。投入使用的外消旋體中的低效或無(wú)效異構(gòu)體不僅不能有效地防治作物病蟲(chóng)草害，浪費(fèi)人力物力，而且污染環(huán)境、降低農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，還可能產(chǎn)生毒副作用，引起藥害，嚴(yán)重影響了人類(lèi)的健康。目前，通常通過(guò)直接測(cè)定農(nóng)藥對(duì)高等動(dòng)物的毒性、毒理及體內(nèi)代謝途徑等來(lái)評(píng)價(jià)對(duì)人類(lèi)可能造成的影響，在這些研究中農(nóng)藥的手性特征往往被忽略，同時(shí)對(duì)映體間不同的毒性、毒理及代謝方式因而也被忽略。農(nóng)藥可以在使用過(guò)程中直接或殘留于農(nóng)產(chǎn)品、環(huán)境介質(zhì)中間接的進(jìn)入人體，由于人體內(nèi)

7、的很多酶、蛋白等都普遍存在著手性，是一個(gè)手性環(huán)境，因此手性農(nóng)藥對(duì)映體進(jìn)入人體后可能存在著選擇性的代謝行為。這種選擇性表現(xiàn)在幾個(gè)方面，一方面，農(nóng)藥外消旋體發(fā)生了構(gòu)型轉(zhuǎn)化，原本為1：1的兩種對(duì)映異構(gòu)體，經(jīng)過(guò)代謝作用，某種對(duì)映異構(gòu)體可能占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)；或者，光學(xué)純異構(gòu)體可能發(fā)生外消旋化或完全轉(zhuǎn)化成另一種對(duì)映異構(gòu)體；另一方面，其中一種優(yōu)先被代謝成其它代謝產(chǎn)物，另一種則相對(duì)穩(wěn)定而不被代謝或代謝較慢。目前在進(jìn)行手性農(nóng)藥的毒性毒理評(píng)價(jià)時(shí)，是將含有兩種或

8、兩種以上對(duì)映異構(gòu)體的外消旋體農(nóng)藥當(dāng)作一種農(nóng)藥來(lái)處理，沒(méi)有考慮到對(duì)映異構(gòu)體的構(gòu)型轉(zhuǎn)化或優(yōu)先代謝的特性，因此使得傳統(tǒng)上對(duì)手性農(nóng)藥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是不可靠的，即在進(jìn)行手性農(nóng)藥的毒性毒理評(píng)價(jià)時(shí)所得的數(shù)據(jù)是不真實(shí)的。這種對(duì)映體的代謝及轉(zhuǎn)化行為使得對(duì)手性農(nóng)藥的研究變得更為復(fù)雜。研究手性農(nóng)藥對(duì)映異構(gòu)體在動(dòng)物體內(nèi)構(gòu)型轉(zhuǎn)化或優(yōu)先代謝等行為能夠更真實(shí)的反映其對(duì)人類(lèi)健康的2、項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)、項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo)以及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題。以及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)

9、題。研究?jī)?nèi)容（1）基于以往對(duì)數(shù)十種手性農(nóng)藥的分離、分析基礎(chǔ)，利用高效液相色譜手性固定相法建立并優(yōu)化6種選定農(nóng)藥對(duì)映異構(gòu)體的手性分離、分析方法。（2）建立選定手性農(nóng)藥對(duì)映體殘留于動(dòng)物組織中的提取、凈化及檢測(cè)方法。（3）對(duì)試驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行飼養(yǎng)，通過(guò)飼喂和靜脈注射兩種途徑進(jìn)行所選農(nóng)藥的代謝研究，對(duì)喂養(yǎng)和注射農(nóng)藥的濃度進(jìn)行試驗(yàn)篩選。（4）測(cè)定排泄物包括尿液和糞便、血樣中對(duì)映體的含量及相對(duì)比值（ER值）隨時(shí)間的變化情況，最終檢測(cè)肝臟、心臟、肌肉、脂肪

10、、腦等組織中農(nóng)藥對(duì)映體的含量及ER值并確定對(duì)映體間的轉(zhuǎn)化、選擇性代謝及殘留行為。（5）通過(guò)質(zhì)譜確證代謝產(chǎn)物。（6）進(jìn)行同一種動(dòng)物對(duì)不同手性農(nóng)藥及同一種手性農(nóng)藥在不同動(dòng)物中的選擇性代謝行為的系統(tǒng)研究，加以比較，探討代謝機(jī)理。研究目標(biāo)：（1）建立所選定的6種手性農(nóng)藥對(duì)映體的分離分析方法；（2）建立手性農(nóng)藥對(duì)映體在動(dòng)物組織中的殘留分析方法；（3）測(cè)定手性農(nóng)藥對(duì)映異構(gòu)體在動(dòng)物體內(nèi)的變化趨勢(shì)，研究手性農(nóng)藥對(duì)映體在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化、選擇性代謝及殘留行

11、為；（4）通過(guò)對(duì)不同的手性農(nóng)藥對(duì)映體在不同動(dòng)物體內(nèi)及不同的組織中的選擇性代謝行為差異的比較，探討選擇性轉(zhuǎn)化、代謝及殘留機(jī)理；（5）為制定手性農(nóng)藥相關(guān)的法規(guī)提供依據(jù)，指導(dǎo)合理用藥，提高安全性，減少污染。擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題：(1)手性農(nóng)藥光學(xué)對(duì)映體的分離。由于對(duì)映體具有相同的物理化學(xué)性質(zhì)，將其分離一直是相關(guān)研究的難題。結(jié)合以前手性農(nóng)藥的拆分基礎(chǔ)，建立選定手性農(nóng)藥的分析方法，即ER值的測(cè)定方法，是進(jìn)行手性農(nóng)藥對(duì)映體殘留行為研究的基礎(chǔ)。(2)手性

12、農(nóng)藥使用濃度的確定、測(cè)定樣本的收集。由于研究對(duì)象是活體的動(dòng)物，農(nóng)藥使用的濃度若太高會(huì)導(dǎo)致死亡，若太低則檢測(cè)困難；其尿液、糞便、血樣的收集相對(duì)較麻煩。(3)動(dòng)物組織中的手性農(nóng)藥的提取、凈化和檢測(cè)。本項(xiàng)目檢測(cè)殘留于動(dòng)物組織的手性農(nóng)藥要依賴(lài)于高效液相色譜法，與傳統(tǒng)主要用于殘留農(nóng)藥分析的氣相色譜法（GC）相比，對(duì)提取、凈化尤其是檢測(cè)方法的要求要高的多。(4)機(jī)理討論。3、擬采取的研究方案及可行性分析。擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法