化学实验中常用有毒物质及安全基础

2023-10-28 理论教育版权反馈

【摘要】：“质粒DNA的分离、纯化和鉴定”属综合性实验。在实验中使用及实验结束后处理应注意以下事项。在聚丙烯酰胺凝胶制备过程中用到以下有毒、有害物质。（四）其他有毒、有害物质“氨基酸的分离与鉴定”也是生物化学的基础实验，茚三酮是氨基酸的显色剂，一般是配成溶液在喷雾器中喷雾使用。生物化学实验中除上述有毒

（一）溴化乙啶

“DNA的琼脂糖凝胶电泳”是生物化学实验中的基础型实验。“质粒DNA的分离、纯化和鉴定”属综合性实验。上述实验均涉及DNA的提纯及鉴定，实验中会使用高度灵敏的荧光染色剂溴化乙啶（Ethidium bromide，EB）对DNA进行染色，化学结构如图4-5所示。EB是强诱变剂，具有高致癌性，会在60～70℃蒸发，所以在实验中要特别注意其安全使用，严禁随便丢弃。在实验中使用及实验结束后处理应注意以下事项。

pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102

图4-5　溴化乙啶（Ethidium bromide，EB）化学结构

1.使用中的注意事项

实验室涉及EB的操作应统一固定在实验室的某一角落，称量固体时要戴面罩和手套，使用含有EB的溶液务必戴上手套。同时要告诉学生不要在胶太热的时候加EB，以防止因蒸发被吸入。接触到EB的玻璃器皿应集中放置并专门使用，污染到EB的枪头、抹布、手套及EB染色跑完的胶，应回收至棕色的玻璃瓶中，定期进行焚烧处理。桌面或物体表面污染到EB时，可用活性炭进行处理。

2.废EB溶液处理

EB浓溶液（浓度大于0.5mg/mL）的净化处理。

先将EB溶液用水稀释至浓度低于0.5mg/mL，加入1倍体积的5%次高锰酸钾，小心混匀后再加1倍体积的2.5mol/L盐酸。小心混匀，于室温放置数小时；加入1倍体积的2.5mol/L氢氧化钠，小心混匀后可丢弃该溶液，统一处理。

EB稀溶液（浓度小于0.5mg/mL）的净化处理按1mg/mL的量加入活性炭，不时轻摇混匀，室温放置1h；用whatman 1号滤纸过滤溶液，丢弃滤液并将活性炭与滤纸密封后丢弃，统一处理。

3.EB替代试剂

现在已有替代EB的核酸染料，如sYBR Green核酸染料″1，它耐高温，可以在化胶时加入；Gold-View TM核酸染料使用方法与EB完全相同，在紫外透射光下双链DNA呈现绿色荧光，而单链DNA呈红色荧光。这些新型核酸染料虽然比EB毒性低，但价格高，灵敏度目前比不上EB，有条件的实验室可以考虑替代EB使用。

（二）聚丙烯酰胺凝胶电泳与有毒、有害物质

聚丙烯酰胺凝胶电泳在生物化学实验中是常用的实验手段，涉及蛋白质分离纯化及鉴定、蛋白质分子量及等电点测定的实验都会使用到该电泳方法，如“聚丙烯酰胺凝胶电泳分离蛋白质”“SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质的相对分子量”“聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦法测定蛋白质等电点”等常开设的基础实验。在聚丙烯酰胺凝胶制备过程中用到以下有毒、有害物质。

1.丙烯酰胺

丙烯酰胺的化学结构如图4-6所示，具有很强的神经毒性，同时还有生殖、发育毒性。神经毒性作用表现为周围神经退行性变化和脑中涉及学习、记忆和其他认知功能部位的退行性变化。实验还显示丙烯酰胺是一种可能致癌物。丙烯酰胺可通过皮肤吸收及呼吸道进入人体，且累积毒性，不容易排毒。因此，称量固体丙烯酰胺粉末和处理它们的溶液时必须戴手套和口罩。当丙烯酰胺聚合为聚丙烯酰胺凝胶时则为无毒的，但操作时仍要小心，凝胶内可能有少量未聚合的丙烯酰胺。

2.亚甲基双丙烯酰胺

亚甲基双丙烯酰胺是丙烯酰胺形成凝胶的交联剂，化学结构如图4-6所示，因有取代基丙烯酰胺，因此具有一定的毒性，能轻微刺激眼睛、皮肤和黏膜。称量固体粉末和处理它们的溶液时需戴手套和口罩，应避免与人体长时间直接接触，误碰触时应用清水洗净。

pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103

图4-6　丙烯酰胺（左）和亚甲基双丙烯酰胺化学结构（右）

3.四甲基乙二胺（简称TEMED）(www.chuimin.cn)

四甲基乙二胺是形成凝胶反应所用的加速剂，也具有强神经毒性，应防止误吸，操作时快速，存放时密封。

4.过硫酸铵

过硫酸铵是丙烯酰胺与亚甲基双丙烯酰胺进行化学聚合的引发剂，对黏膜和上呼吸道组织、眼睛和皮肤有极大危害性。吸入可致命。操作时需戴合适的手套、安全眼镜和面罩，始终在通风橱里操作，操作完后彻底洗手。

5.十二烷基硫酸钠（SDS）

十二烷基硫酸钠是一种阴离子表面活性剂，与蛋白形成复合物，用于测定蛋白质分子量。SDS有毒，是一种刺激物，能对眼睛造成严重损伤，可因吸入、咽下或皮肤吸收而损害健康。称量及配溶液时不要吸入其粉末，需戴合适的手套、面罩和护目镜。

6.巯基乙醇

巯基乙醇在测定蛋白质分子量时用于处理样品，吸入、摄入或经皮肤吸收后会中毒。其中毒表现有发绀、呕吐、震颤、头痛、惊厥、昏迷，甚至死亡；对眼、皮肤有强烈刺激性；对环境有危害；对水体可造成污染。应在通风橱里操作，佩戴面罩，戴乳胶手套。

（三）RNA提取与有毒、有害溶剂

“动物肝脏RNA的制备和纯度测定”是生物化学实验课中必开的基础实验，RNA的提取过程需要用到溶剂去除蛋白质，这些溶剂对人体具有一定的毒性。

1.氯仿

氯仿对皮肤、眼睛、黏膜和呼吸道有刺激作用，是一种致癌剂，可损害肝和肾。它也易挥发，应避免吸入挥发的气体；操作时需戴合适的手套和安全眼镜并始终在化学通风橱里进行。

2.异戊醇

异戊醇被吸入、口服或经皮肤吸收有麻醉作用。其蒸气或雾对眼睛、皮肤、黏膜和呼吸道有刺激作用，可引起神经系统功能紊乱，长时间接触有麻醉作用。操作时应戴合适的手套和安全眼镜并始终在化学通风橱里进行。

3.含水酚液

含水酚液含有苯酚，对皮肤、黏膜有强烈的腐蚀作用，可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。吸入高浓度苯酚蒸气可致头痛、头晕、乏力、视物模糊、肺水肿等疾病。其慢性中毒可引起头痛、头晕、咳嗽、恶心、呕吐。称量苯酚时应佩戴防尘口罩，操作溶液时戴合适的手套和安全眼镜，并始终在化学通风橱里进行。它一旦接触皮肤，立即用大量流动清水冲洗，至少15min。实验结束后产生的含酚废液可加入次氯酸钠或漂白粉煮一下，使酚分解为二氧化碳和水再进行排放。

有机溶剂及实验废液等实验完成后应倒入盛放废液的容器中，然后统一回收，集中处理。

（四）其他有毒、有害物质

“氨基酸的分离与鉴定”也是生物化学的基础实验，茚三酮是氨基酸的显色剂，一般是配成溶液在喷雾器中喷雾使用。茚三酮，化学结构如图4-7所示，经消化道摄入和吸入都有害，对眼、呼吸系统和皮肤有刺激作用；皮肤反复接触能引起皮肤过敏。使用中应避免吸入雾滴或蒸气；避免与眼接触；使用橡胶或塑料手套、面罩以及护目镜。生物化学实验中除上述有毒、有害物质外，还有一些物质也有一定的毒性，在使用中注意防护，如在蛋白质染色过程中用到的考马斯亮蓝，脂肪提取中用到的乙醚，鸡卵黏蛋白分离中使用的三氯乙酸等。

pagenumber_ebook=110,pagenumber_book=104

图4-7　茚三酮（左）和考马斯亮蓝（右）

化学实验中常用有毒物质及安全基础

相关推荐