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［摘　要］　目的：为了解黄磷在体内的吸收、转运和分布情况，并做出定量估计。方法：建立磷烧伤动物模型，利用表面线圈³¹P NMR研究小鼠背部磷烧伤时创伤面及肝脏部位H₃PO₄和P₄分子的变化。结果：表明磷烧伤后，创伤面产生大量H₃PO₄，而且肝脏H₃PO₄也升高；燃烧不完全剩余的少量磷以分子状态被创面组织吸收，并可转运到肝脏。结论：核磁共振(NMR)是无损伤、无破坏性可连续进行测定的技术，表面线圈³¹P NMR可选择性地测定活体动物或人体局部组织中所含磷化物量的变化。
　　

［关键词］　磷烧伤　³¹P NMR　创伤面　肝脏
　　
In Vivo ³¹　P MRS Studies of Phosphorus Burns Tian Jianguang, et al. National Center for Biomedical Analysis, Beijing 100850

　　［Abstract］　When phosphorus burn occurs, phosphorism is one of the main causes of death. We used surface coil ³¹　P NMR to study the changes of H₃PO₄ and P₄ content at the position of burn wound and in the liver of the mice which had been burned by phosphorus on back. The results showed that after phosphorus burn, much H₃PO₄ appeared at the burn wound and H₃PO₄ level in the liver increased. Residual phosphorus could be absorbed quickly by the tissue and transferred to the liver.
　　［Key words］　Phosphorus burn　³¹P NMR　burn wound　liver

　　黄磷在工业、农业、军事上用途很广，烧伤事故时有报道^［1］。黄磷是一个分子晶体，由P₄分子借助范德华引力聚集而成，分子结构呈正四面体，分子具有张力，因此化学性质很活泼。在空气中燃烧磷得五氧化二磷(P₂O₅)，空气不充足时，则生成三氧化二磷(P₂O₃)。P₂O₅遇水生成磷酸，反应过程中产生大量热。磷烧伤是化学和热力共同对组织的破坏。黄磷易溶于脂类，在皮下脂肪组织内可迅速吸收扩散，造成全身性磷中毒，尤其需要注意的是黄磷是一种“趋肝性”毒物^［2］。由于黄磷毒性甚大且目前尚没有非常有效的方法解除磷中毒，因而需要了解黄磷在体内的吸收、转运和分布情况，并做出定量估计。文献中多用³²P同位素测定磷含量^［2］，放射自显影技术^［3］研究磷分布。但这种技术存在操作繁复、工作量大、安全度低，且有时无法区分H₃³²PO₄和³²P₄分子等不足，因而需要找一种安全、快速的方法来研究黄磷的分布和含量变化。核磁共振(NMR)是无损伤、无破坏性的可连续进行测定的技术，表面线圈³¹P NMR可选择性地测定活体动物或人的局部组织中含磷化合物含量的变化^［4］。本文初步研究了小鼠背部磷烧伤时创伤面及肝部H₃OP₄和P₄分子的含量变化。

实验材料与方法

一、仪器　日本JEOL公司的JNM-GX400型超导核磁共振仪。探头：自制³¹P NMR表面线圈探头，平面环形线圈2匝，由直径为1.5mm的铜漆包线绕成，内径为9.5mm。
　　二、动物　昆明种小鼠，雌性，体重20±2g，军事医学科学院动物中心繁殖。于烧伤前一天用Na₂S脱掉小鼠背部毛。实验时腹腔注射0.5%戊巴比妥钠麻醉动物。烫伤模型：(1)80℃水普通烫伤(空白对照)，将麻醉后的动物背部浸泡在80℃水中约20～30s；(2)80℃45%H₃PO₄烫伤(阳性对照)，将麻醉后的动物背部浸泡在80℃45% H₃PO₄中约20～30s;(3)磷烧伤，将储存在水中的黄磷粉末均匀涂布在小鼠背部，用火柴点燃黄磷。在烫伤后马上腹腔补液(氯化钠-葡萄糖注射液)。
　　三、³¹P NMR测定　(1)测定H₃PO₄：观测频率161.83 MHz，数据点4k，谱宽10 kHz，扫描次数200，脉冲宽度10μs，脉冲间隔0.5s,傅立叶变换前加指数窗函数(增宽因子40Hz)和梯形窗函数。(2)测定P₄分子：观测频率161.76MHz，数据点4k，谱宽10 kHz，扫描次数200或1000，脉冲宽度10μs，脉冲间隔0.5s，傅立叶变换前加指数窗函数(增宽因子40Hz)。

结果与讨论

一、磷烧伤后创面的H₃PO₄和P₄分子含量变化　磷烧伤后创面产生大量H₃PO₄，而且可检测到分子状态的磷存在。从图1A可以看到，水烫伤后创伤面磷酸有轻度升高(谱图最左侧的峰为外标MDPA，H₃PO₄峰高与MDPA峰高比值反映H₃PO₄含量的变化)，这可能是创伤面组织坏死的结果。与水烫伤相比较，磷烧伤后创面产生大量H₃PO₄(图1C)约为水烫伤产生H₃PO₄量的10倍以上，与H₃PO₄烫伤在烫后面存留大量H₃PO₄结果相似(图1B)。磷烧伤后创面有P₄分子存在，可能是未燃烧的黄磷被创伤面组织吸收，以分子状态存在，10h后仍有少量存在(图1D)。另外，在图1C中还出现了两个峰，其化学成分有待于进一步鉴定。

(A)	(B)
(C)	(D)

图1　磷烧伤后创面的H3PO4和P4分子含量变化
A.水烫伤后创伤面H3PO4含量变化；	B.45% H3PO4烫伤后创伤面H3PO4含量变化；
C.磷烧伤后创面的H3PO4含量变化；	D.磷烧伤后创面的P4分子含量变化

二、磷烧伤后肝部的H₃PO₄含量变化　水烫伤后表面线圈测定肝脏部位的H₃PO₄含量变化不明显(图2A)，而45% H₃PO₄烫伤和磷烧伤后肝脏部位H₃PO₄含量升高(图2B、2C)。高能磷酸化合物(ATP)含量没有显著性降低，说明磷酸含量升高不是由于高能磷酸化合物降解产生，而可能是通过血液从创伤面转运而来。
　　三、磷烧伤后肝脏部位的P₄分子含量变化　用表面线圈测定磷烧伤后肝脏部位未检测大到P₄分子，可能是由于含量太低的原因，为了进一步验证P₄分子能否从创伤部位吸收到肝脏，将黄磷粉未直接注射到正常小鼠背部皮下，结果发现，注射部位具有很高水平的P₄分子(图3B)，说明黄磷被组织以分子状态迅速吸收。检测肝脏部位可看到少量P₄分子(图3C)，说明黄磷可以分子状态在体内转运。结果还发现P₄分子在体内没有向H₃PO₄明显转化的迹象(图3D、3E)。

(A)	(B)
(C)

图2　磷烧伤后肝部的H3PO4含量变化

A.水烫伤后肝部的H3PO4含量变化；

B.45% H3PO4烫伤后肝部的H3PO4含量变化；

C.磷烧伤后肝部的H3PO4含量变化

(A)
(B)	(C)
(D)	(E)

图3　肝脏部位的P4分了含量变化
A.黄磷溶于无水乙醇中的31PMRS；	B.注射于小鼠背部的黄磷的31PMRS；	C.肝脏部位的P4分子含量；
D.注射部位H3PO4的31P MRS；	E.肝脏部位H3PO4的31P MRS

小　　结

建立了无损伤测定组织中H₃PO₄和P₄分子的表面线圈³¹P NMR方法。通过实验，可以看到磷烧伤后创伤面产生大量H₃PO₄并可吸收进入体内，一方面可改变组织的pH，更主要的是与组织内的游离钙结合，使游离钙水平降低，从而扰乱生理生化过程，产生毒性作用；由于燃烧不完全，创伤面仍有少量黄磷存留，并以分子状态被创面组织迅速吸收，在体内转运，可在肝脏部位检测到P₄分子。

参考文献