关键词：磷烧伤 31P NMR 创伤面 肝脏
[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31 P NMR研究小鼠背部磷烧伤时创伤面及肝脏部位H3 PO4 和P4 分子的变化。结果：表明磷烧伤后，创伤面产生大量H3 PO4 ，而且肝脏H3 PO4 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31 P 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。
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 causesof death. We used surface coil 31 P NMRto study the changes of H3 PO4 and P4 content at theposition of burn wound and in the liver of the mice which had been burned by phosphorus onback. The results showed that after phosphorus burn, much H3 PO4 appeared at the burn wound and H3 PO4 level in the liver increased.Residual phosphorus could be absorbed quickly by the tissue and transferred to the liver.
[Key words] Phosphorus burn 31 PNMR 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(P2 O5 )，空气不充足时，则生成三氧化二磷(P2 O3 )。P2 O5 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32 P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H3 32 PO4 和32 P4 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31 P 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H3 OP4 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31 P 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Na2 S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%H3 PO4 烫伤(阳性对照)，将麻醉后的动物背部浸泡在80℃45% H3 PO4 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、31 P NMR测定 (1)测定H3 PO4 ：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H3 PO4 和P4 分子含量变化 磷烧伤后创面产生大量H3 PO4 ，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，H3 PO4 峰高与MDPA峰高比值反映H3 PO4 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H3 PO4 (图1C)约为水烫伤产生H3 PO4 量的10倍以上，与H3 PO4 烫伤在烫后面存留大量H3 PO4 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H3 PO4 和P4 分子含量变化
A.水烫伤后创伤面H3 PO4 含量变化； B.45% H3 PO4 烫伤后创伤面H3 PO4 含量变化；
C.磷烧伤后创面的H3 PO4 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H3 PO4 含量变化 水烫伤后表面线圈测定肝脏部位的H3 PO4 含量变化不明显(图2A)，而45% H3 PO4 烫伤和磷烧伤后肝脏部位H3 PO4 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H3 PO4 明显转化的迹象(图3D、3E)。
(A)
(B)
(C)
图2 磷烧伤后肝部的H3 PO4 含量变化
A.水烫伤后肝部的H3 PO4 含量变化； B.45% H3 PO4 烫伤后肝部的H3 PO4 含量变化； C.磷烧伤后肝部的H3 PO4 含量变化
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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31 P MRS；B.注射于小鼠背部的黄磷的31 PMRS；C.肝脏部位的P4 分子含量；D.注射部位H3 PO4 的31 PMRS；E.肝脏部位H3 PO4 的31 PMRS
小 结
建立了无损伤测定组织中H3 PO4 和P4 分子的表面线圈31 P NMR方法。通过实验，可以看到磷烧伤后创伤面产生大量H3 PO4 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
[1]徐西胜，等.50例黄磷烧伤的早期削痂与涂布MEBO的治疗体会.中国烧伤疮疡杂志，1995，2：34
[2]夏淑芳，等.磷烧伤对大鼠全身影响的实验研究.中华外科杂志，1982，20(7)：411
[3]Ben-HurN,et al.Biochemistry,histopathology and treatment of phosphorus burns.Isr J MedSci,1973,9:40
[4]颜贤忠，等.活体动物代谢过程中的31 PNMR研究——方法与初步结果.波谱学杂志，1994，11(3)：257