微量营养素的代谢排出物鉴定与检测芯片的研制文献综述

 2022-11-24 21:00:25

文献综述

1 硒及含硒生物分子

1.1硒

化学元素硒(Se)可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。硒有六种稳定同位素以及其他放射性同位素,其中75Se在生物学研究中常用来作为示踪剂[1]。1817年,瑞典化学之父Berzlius[2]从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物物质中制得硒;1973年,我国科研工作者进行大量临床研究,首次提出克山病的发生与元素Se密不可分;同年,Se被确认为人体必需的第一类微量元素[3-4]。硒的营养供应取决于食物中硒的浓度,居住在土壤中硒浓度较低或较高地区的人口有可能产生硒缺乏或硒过量症状。硒具有剧毒性,适当水平和毒性水平之间的界限极为狭窄。研究表明,低硒或缺硒人群可以适量补充元素硒,不但能够预防癌症的发生,而且可以提高人体免疫力,维护器官正常功能,常用于肿瘤癌症、心血管病、糖尿病等40多种疾病,尤其在预防克山病以及延缓衰老中起着重要作用。

1.2有机硒代谢物

通过证据表明,硒在生物系统中被甲基化,主要的甲基化硒代谢物是通过呼吸排出的二甲基硒化物和通过尿液排泄的甲基硒(TMSe)。尿液是硒的主要排泄途径,对尿液中硒代谢物的研究是一个重要的研究领域。

体内排泄的硒的命运可以用甲基化来描述,排泄到尿液中的硒以单甲基化硒为主要形式。1969年,Byard等人[5]在给大鼠的饮用水中加入含有痕量75Se的亚硒酸钠,并收集了大量尿液,通过75Se跟踪法,使用离子交换色谱等分离方法分离出尿液中的硒代谢物,将尿硒代谢物鉴定为TMSe。Palmer等人[6]同样在大鼠尿液中鉴定出TMSe,且在1970年的后续报告中,研究了使用的硒化合物类型对大鼠硒排泄产物的影响,他们不仅使用75Se标记物用于硒酸盐和硒代甲硫氨酸,还通过荧光技术进行化学分析监测硒。

1.3硒单糖

硒单糖是一种在人体尿液中占主导丰度的硒代谢标志物,通过质子解耦实验以及对质子信号的多重性分析,发现该代谢产物是一种简称为“1beta;minus;甲基硒minus;Nminus;乙酰基minus;Dminus;半乳糖胺”的含硒单糖分子。”

1.4硒蛋白P

硒蛋白P(SePP,SelP)作为硒的生物标志物。SelP以糖基化的形式经肝脏分泌进入血浆,然而其表达在所有组织中均可以检测到。SelP不同于其它形式的硒蛋白,因为在其每蛋白分子内有多个Secys残基掺入。目前认为,SelP的主要作用是将肝脏产生的硒运送到身体各部分[7-8]。这在数个利用SelP敲除小鼠模型的研究中已经得到明确的证实。除了硒转运以外,据推测SelP能够与金属形成无毒的硒·金属复合物,起到重金属的鳌合剂的作用,因此可预防神经毒性,并且还可以抵抗过氧化亚硝酸盐介导的氧化与硝化作用。

2 硒的检测方法

硒是人体必需的微量矿物质,土壤中的硒浓度决定饮食中硒的成分与形式。硒缺乏所致的“克山病”在我国北方和中西部偏远地区普遍发生,因此建立评价硒营养水平的生化指标极其必要。目前,通常可用原子光谱分析法[9-13]、催化分光光度法、高效液相色谱法等测定各种体液内的硒含量。

2.1原子光谱分析法

原子光谱分析法包括原子发射光谱法(ICP-AES和HG-AES)、原子吸收光谱法(AAS)和原子荧光光谱法(AFS)。

原子发射光谱法主要有电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)和氢化物发生-原子发射光谱法(HG-AES)。ICP-AES法灵敏度高、化学干扰少、线性范围宽、方便快捷,可进行多种微量元素的同时测定。原子吸收光谱法具有样品预处理简单、取量少、灵敏度高等优点,该方法已成为测定生物样品中硒的主要方法之一,主要包括石墨炉原子吸收法(GF-AAS)和氢化物发生-原子吸收法(HG-AAS)。原子荧光光谱法具备谱线简单、灵敏度较高、光谱干扰较少等优势,广泛应用于多种痕量元素的测定,常与氢化物联用,不仅能有效提高准确度,还能大大降低硒的检出限。

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