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生物材料检验
Analysis of biological material
第一章
绪
论
第一节 概 述
一、基本概念
生物材料（biological material）： 人体体液（如血液）、排泄物（如呼出气、尿 液）、毛发、指甲以及组织脏器等的总称。 生物材料检验（analysis of biological material）： 生物材料中化学物质及其代谢产物或由化学物 质引起机体产生的生物学效应指标变化的检验 方法。
通过对不同生物材料中有毒物质的检
验，不仅更确切地反映从各种途径摄 入体内的化学物质的内剂量，而且能 更科学地评价外源性化合物的健康危 险性。
9
生物监测（biological monitoring ）：
环境监测和生物监测的结果应该是相
关的。
两者相辅相成，共同提供评价职业有
害因素对人体危害的基础资料。
者，对氧化剂、芳香族氨基和硝基化合 物的氧化应急作用的抵抗力下降，红细 胞溶血的易感性增高等。
23
某些情况下，各类生物标志物之间 并无明确的区别，
例如，血液胆碱酯酶活力和碳氧血红蛋白
含量，即可反映接触水平，作为接触的生 物标志物，又与健康状态密切相关，作为 早期生物学效应和疾病的标志物。
凡能作为生物监测的指标，均是标志物；
• 为制订相关卫生标准、参考值和生物接触限值
等提供科学依据。
5
生物监测 biological monitoring
系统收集人体生物材料样品，定期检
测其中毒物或其代谢物的含量，或由 它们所引起的生物效应水平，以评价 人体接触化学物质的程度及对健康的 影响。
6
生物材料检验是生物监测的重要组成
部分，生物监测需要通过生物材料检 验来实现。
12
生物标志物 （biomarker)
指生物系统接触外源性物质后出现的一 种改变，主要是化学物质在生物体内形 成的代谢产物，以及可测定的生化、生 理、免疫、细胞或分子的变化，主要用 于接触评价、健康危害评价以及临床诊 断等。
13
WHO 1993年定义为：
几乎包括了反映环境因素 （物理的、化学的和生物的）与 生物系统（人体）之间相互所用 的所有指标。
• 生物材料检验：可反映外来物质和代谢产物在
体内的剂量，并提供靶组织或器官中化学物质 或代谢产物的实际含量 。
4
生物材料ຫໍສະໝຸດ Baidu验
• 根据结果，评价机体接触有害物质的水平及其
进入机体后对人体造成的危害程度，为职业中 毒诊断和疗效观察提供重要参考依据；
• 通过测定其中微量元素的含量，为地方病和营
养元素缺乏病的诊断和防治提供科学依据；
21
(3) 疾病（disease）：
指出现临床表现时各种检测指标。
• 接触苯出现再障贫血时各项血液学检
查指标，
• 中毒性肝病和肾病患者各项肝功能和
肾功能检查指标等。
22
3.敏感性生物标志物：
生物体先天固有或后天获得的对外界有害 因素所引起的有害效应的反应能力。
• 先天性红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷
2
职业卫生的一个重要任务：
监测作业环境中的有害因素， 以控制有害因素接触水平，保 护作业工人的身体健康。
3
监测作业场所中有毒有害物质
• 传统做法：测定作业工人所处环境中（如空气）
毒物浓度水平，这种外暴露水平仅为机体接受 有害物质的可能剂量，无法真实反映机体吸收、 代谢、排泄、生物利用、生物转化和个体差异 等信息。
同健康危害或疾病有关的可测定
性的生化、生理、行为以及其它 生物学变化。
19
(1)早期生物学效应 （early biological effect）：
一般指组织、细胞或分子中可检出的与健康损 害有关，并可能预测健康状态变化的早期反 应。
接触铅后，氨基酮戊酸脱水酶（ALAD）的
抑制，使尿中δ-ALA增加；
7
生物监测与职业环境监测
既有联系又有区别
环境监测（environmental monitoring）：
强调空气、水等生产环境中毒物的含量
水平，估计毒物进入体内的接触水平， 评价的是毒物的外剂量水平。 不能反映不同劳动强度、接触时间、接 触频度和个体差异等因素所致的实际体 内负荷。
8
生物监测（biological monitoring ）：
• 少数可直接测定外，如X-ray荧光分析法
测活体骨骼中的铅含量等，一般用替代品 （surrogate）的浓度来推测效应部位的 浓度，例如用血清蛋白或血红蛋白与化学 物的加合物或外周白细胞中DNA加合物 代替靶组织DNA与化学物的加合物。
18
2. 效应性生物标志物 （biomarker of effect）：
10
生物监测的局限性
一般无机气体（如SO2）不能或难以
进行生物监测；
吸入体内后不易溶解的物质如石英、
石棉、碳黑、玻璃纤维等沉积在肺 组织中，也难以制定生物接触限值；
11
生物监测的局限性
不能反映作业场所空气中化学物质的
瞬间浓度和浓度的变化规律；
指标个体间差异大，影响因素多，有
些指标的参考值随地区和测定方法而 异，取样时间、运输和保存条件等因 素均可影响测定结果。
镉的内剂量；
尿中扁桃酸和三氯乙酸浓度，可分
别作为接触苯乙烯和三氯乙烯的内 剂量。
16
(2) 生物效应剂量 （biologically effective dose）：
• 指到达机体效应的部位（组织、细胞
和分子）并与其相互作用的外源性物 质或其代谢产物的含量。
17
(2) 生物效应剂量 （biologically effective dose）：
接触联苯胺后H-ras癌基因的激活等。
20
(2) 结构和（或）功能改变（altered structure/function）：
通常指出现疾病前机体特定器官或组织的 结构和（或）功能的变化，这些变化一 般是可逆的。
• 接触铅后，神经传导速度减慢； • 接触二溴丙烷，男工精子计数下降、活
力降低等。
14
根据其性质，生物标志物可为三类： 1.接触性生物标志物(biomarker of exposure) 生物体内可分析测定的有害物质、 代谢产物以及它们同生物体内分子或 细胞相互作用所形成的中间物等。
15
(1) 内剂量（internal dose）：
表示吸收到体内的外源性物质含量。
血铅、血镉，可分别作为接触铅、
Analysis of biological material
第一章
绪
论
第一节 概 述
一、基本概念
生物材料（biological material）： 人体体液（如血液）、排泄物（如呼出气、尿 液）、毛发、指甲以及组织脏器等的总称。 生物材料检验（analysis of biological material）： 生物材料中化学物质及其代谢产物或由化学物 质引起机体产生的生物学效应指标变化的检验 方法。
通过对不同生物材料中有毒物质的检
验，不仅更确切地反映从各种途径摄 入体内的化学物质的内剂量，而且能 更科学地评价外源性化合物的健康危 险性。
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生物监测（biological monitoring ）：
环境监测和生物监测的结果应该是相
关的。
两者相辅相成，共同提供评价职业有
害因素对人体危害的基础资料。
者，对氧化剂、芳香族氨基和硝基化合 物的氧化应急作用的抵抗力下降，红细 胞溶血的易感性增高等。
23
某些情况下，各类生物标志物之间 并无明确的区别，
例如，血液胆碱酯酶活力和碳氧血红蛋白
含量，即可反映接触水平，作为接触的生 物标志物，又与健康状态密切相关，作为 早期生物学效应和疾病的标志物。
凡能作为生物监测的指标，均是标志物；
• 为制订相关卫生标准、参考值和生物接触限值
等提供科学依据。
5
生物监测 biological monitoring
系统收集人体生物材料样品，定期检
测其中毒物或其代谢物的含量，或由 它们所引起的生物效应水平，以评价 人体接触化学物质的程度及对健康的 影响。
6
生物材料检验是生物监测的重要组成
部分，生物监测需要通过生物材料检 验来实现。
12
生物标志物 （biomarker)
指生物系统接触外源性物质后出现的一 种改变，主要是化学物质在生物体内形 成的代谢产物，以及可测定的生化、生 理、免疫、细胞或分子的变化，主要用 于接触评价、健康危害评价以及临床诊 断等。
13
WHO 1993年定义为：
几乎包括了反映环境因素 （物理的、化学的和生物的）与 生物系统（人体）之间相互所用 的所有指标。
• 生物材料检验：可反映外来物质和代谢产物在
体内的剂量，并提供靶组织或器官中化学物质 或代谢产物的实际含量 。
4
生物材料ຫໍສະໝຸດ Baidu验
• 根据结果，评价机体接触有害物质的水平及其
进入机体后对人体造成的危害程度，为职业中 毒诊断和疗效观察提供重要参考依据；
• 通过测定其中微量元素的含量，为地方病和营
养元素缺乏病的诊断和防治提供科学依据；
21
(3) 疾病（disease）：
指出现临床表现时各种检测指标。
• 接触苯出现再障贫血时各项血液学检
查指标，
• 中毒性肝病和肾病患者各项肝功能和
肾功能检查指标等。
22
3.敏感性生物标志物：
生物体先天固有或后天获得的对外界有害 因素所引起的有害效应的反应能力。
• 先天性红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷
2
职业卫生的一个重要任务：
监测作业环境中的有害因素， 以控制有害因素接触水平，保 护作业工人的身体健康。
3
监测作业场所中有毒有害物质
• 传统做法：测定作业工人所处环境中（如空气）
毒物浓度水平，这种外暴露水平仅为机体接受 有害物质的可能剂量，无法真实反映机体吸收、 代谢、排泄、生物利用、生物转化和个体差异 等信息。
同健康危害或疾病有关的可测定
性的生化、生理、行为以及其它 生物学变化。
19
(1)早期生物学效应 （early biological effect）：
一般指组织、细胞或分子中可检出的与健康损 害有关，并可能预测健康状态变化的早期反 应。
接触铅后，氨基酮戊酸脱水酶（ALAD）的
抑制，使尿中δ-ALA增加；
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生物监测与职业环境监测
既有联系又有区别
环境监测（environmental monitoring）：
强调空气、水等生产环境中毒物的含量
水平，估计毒物进入体内的接触水平， 评价的是毒物的外剂量水平。 不能反映不同劳动强度、接触时间、接 触频度和个体差异等因素所致的实际体 内负荷。
8
生物监测（biological monitoring ）：
• 少数可直接测定外，如X-ray荧光分析法
测活体骨骼中的铅含量等，一般用替代品 （surrogate）的浓度来推测效应部位的 浓度，例如用血清蛋白或血红蛋白与化学 物的加合物或外周白细胞中DNA加合物 代替靶组织DNA与化学物的加合物。
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2. 效应性生物标志物 （biomarker of effect）：
10
生物监测的局限性
一般无机气体（如SO2）不能或难以
进行生物监测；
吸入体内后不易溶解的物质如石英、
石棉、碳黑、玻璃纤维等沉积在肺 组织中，也难以制定生物接触限值；
11
生物监测的局限性
不能反映作业场所空气中化学物质的
瞬间浓度和浓度的变化规律；
指标个体间差异大，影响因素多，有
些指标的参考值随地区和测定方法而 异，取样时间、运输和保存条件等因 素均可影响测定结果。
镉的内剂量；
尿中扁桃酸和三氯乙酸浓度，可分
别作为接触苯乙烯和三氯乙烯的内 剂量。
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(2) 生物效应剂量 （biologically effective dose）：
• 指到达机体效应的部位（组织、细胞
和分子）并与其相互作用的外源性物 质或其代谢产物的含量。
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(2) 生物效应剂量 （biologically effective dose）：
接触联苯胺后H-ras癌基因的激活等。
20
(2) 结构和（或）功能改变（altered structure/function）：
通常指出现疾病前机体特定器官或组织的 结构和（或）功能的变化，这些变化一 般是可逆的。
• 接触铅后，神经传导速度减慢； • 接触二溴丙烷，男工精子计数下降、活
力降低等。
14
根据其性质，生物标志物可为三类： 1.接触性生物标志物(biomarker of exposure) 生物体内可分析测定的有害物质、 代谢产物以及它们同生物体内分子或 细胞相互作用所形成的中间物等。
15
(1) 内剂量（internal dose）：
表示吸收到体内的外源性物质含量。
血铅、血镉，可分别作为接触铅、