新型滅火劑一溴三氟丙烯的急性吸入對大鼠肺部的影響

江 璐 方晶晶

海軍醫(yī)學(xué)研究所 （上海 200433）

工作研究

新型滅火劑一溴三氟丙烯的急性吸入對大鼠肺部的影響

江 璐 方晶晶

海軍醫(yī)學(xué)研究所 （上海 200433）

為了研究一溴三氟丙烯對大鼠肺部的影響，將體積分?jǐn)?shù)分別為2.5%、5.0%、7.5%、10.0%、15.0%的一溴三氟丙烯通入實驗箱內(nèi)，對大鼠進行急性染毒實驗。染毒結(jié)束對大鼠肺部切片進行蘇木素-伊紅（HE）染色，觀察一溴三氟丙烯急性吸入對大鼠肺部的影響。根據(jù)染毒氣體體積分?jǐn)?shù)的不同，實驗組大鼠肺部組織出現(xiàn)不同程度的小血管充血現(xiàn)象和少許灰白色病灶，肺部切片出現(xiàn)不同程度的肺泡壁增厚、破裂，支氣管黏膜上皮細(xì)胞脫落，炎性細(xì)胞浸潤，肺泡塌陷等現(xiàn)象。可見急性吸入一溴三氟丙烯的大鼠肺部存在一定的損傷，且體積分?jǐn)?shù)越高損傷越嚴(yán)重。

一溴三氟丙烯 急性吸入 大鼠肺部

一溴三氟丙烯（2-bromo-3,3,3-trifluoropropene，簡稱BTP）是近年來研制成功的能夠替代哈龍的新型滅火劑之一，其相對分子質(zhì)量為174.95，沸點為33.5℃。一溴三氟丙烯分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵，在與火焰接觸過程中，其分解中間產(chǎn)物可以高效切斷燃燒鏈，因而具有很高的滅火效率，且其釋放到空氣中后，在氫氧自由基和光的作用下能迅速分解，臭氧消耗潛能值（ODP）為0.0037，對臭氧層不會造成傷害；哈龍在大氣中的存活壽命長達數(shù)十年，一溴三氟丙烯在大氣中的壽命僅為3.2天，因此一溴三氟丙烯被認(rèn)為是理想的可替代哈龍的新型滅火劑之一，具有廣闊的市場前景[1-2]。目前對一溴三氟丙烯毒性的研究并不多，本文對大鼠進行急性吸入毒性實驗，以期為一溴三氟丙烯在實際滅火時的安全性提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

GC-9800氣相色譜儀，上海科創(chuàng)色譜儀器有限公司；HH-2電子恒溫水浴鍋，上海喬躍電子有限公司；定制1 m3有機玻璃實驗艙（內(nèi)裝小型攪拌風(fēng)扇）上海慶如儀器設(shè)備有限公司；JPB-607型便攜式測氧儀，上海海恒機電儀表有限公司；一溴三氟丙烯液體，浙江環(huán)新氟材料股份有限公司。

1.2 實驗對象

選擇上海西普爾-必凱實驗動物有限公司的SD大鼠60只，體重18～22 g，雌雄各半。將60只大鼠按數(shù)字表法進行隨機分組，每組10只，雌雄各半，隨機選擇一組為對照組，其余為實驗組，分別標(biāo)記為C1，C2，C3，C4，C5組。

1.3 實驗配氣體積分?jǐn)?shù)

文獻顯示一溴三氟丙烯的滅火體積分?jǐn)?shù)較低，與哈龍1301接近；美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）火災(zāi)研究中心發(fā)現(xiàn)其最小有害作用體積分?jǐn)?shù)（LOAEL）為4.0%。實驗選擇的配氣體積分?jǐn)?shù)分別為2.5%、5.0%、7.5%、10.0%、15.0%，從而觀察比較不同體積分?jǐn)?shù)的一溴三氟丙烯對大鼠肺部的影響。

1.4 實驗方法

將錐形瓶置于45℃的恒溫水浴鍋中，倒入一定體積的一溴三氟丙烯后開始計時，加熱分解產(chǎn)生的氣體通過連接管進入玻璃實驗艙內(nèi)，并始終開啟風(fēng)扇，保持艙內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)均勻，使大鼠染毒2 h。

實驗開始后，分別在10 min、0.5 h、1 h、1.5 h、2 h時取1 mL氣樣，稀釋100倍后，再取1 mL稀釋氣體，利用GC-9800氣相色譜儀進行檢測，從而計算該時間點實驗艙內(nèi)氣體的體積分?jǐn)?shù)。

染毒期間，觀察大鼠活動狀態(tài)和死亡時間。染毒結(jié)束后，對不同組大鼠（包含對照組）進行肺部組織病理切片檢查。

2 實驗結(jié)果

2.1 染毒期間觀察

實驗開始數(shù)分鐘后，大鼠即開始興奮、不安、躁動，在籠中跳躍，找尋實驗艙出口等，而后表現(xiàn)為瞇眼、閉眼，相互倚靠，高體積分?jǐn)?shù)實驗組還伴有呼吸急促。實驗組大鼠均無死亡現(xiàn)象。

2.2 氣相色譜檢測結(jié)果

表1為大鼠染毒實驗期間，實驗艙內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)的檢測結(jié)果，可見染毒期間實驗艙內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)與設(shè)定的體積分?jǐn)?shù)較為一致。

表1 實驗期間氣體體積分?jǐn)?shù)檢測結(jié)果 %

2.3 大鼠肺部病理檢查

實驗結(jié)束后對大鼠進行解剖，發(fā)現(xiàn)對照組大鼠肺部形態(tài)均正常，無外觀病變和充血等現(xiàn)象。實驗組少數(shù)大鼠肺部可見灰白色病灶，染毒時配氣體積分?jǐn)?shù)高的組別中，大鼠肺部外觀腫脹、充血現(xiàn)象較為普遍，C1和C2組配氣體積分?jǐn)?shù)較低，大鼠肺部無明顯外觀腫脹及充血現(xiàn)象。對實驗組大鼠肺部中葉取樣進行常規(guī)蘇木素-伊紅（HE）染色，顯微鏡放大200倍、400倍后觀察，結(jié)果如圖1所示。配氣體積分?jǐn)?shù)較低的C1，C2組大鼠肺泡壁均不同程度增厚，肺內(nèi)小血管擴張充血，少數(shù)肺泡壁斷裂，支氣管黏膜上皮細(xì)胞部分脫落，C2組充血現(xiàn)象較C1組嚴(yán)重；C3，C4組大鼠肺部支氣管內(nèi)充血，肺泡壁斷裂，支氣管黏膜上皮細(xì)胞部分脫落；C5組肺泡壁增厚及斷裂，肺泡塌陷，炎性細(xì)胞浸潤，充血現(xiàn)象較前幾組更為嚴(yán)重。此外，C3，C4，C5組雄性大鼠HE染色充血現(xiàn)象較雌性大鼠嚴(yán)重。可見一溴三氟丙烯對大鼠肺部能夠產(chǎn)生一定的影響，且體積分?jǐn)?shù)越高影響越嚴(yán)重[3-4]。

圖1 各實驗組大鼠肺部HE染色切片

3 討論

由于哈龍等滅火劑對大氣臭氧層破壞嚴(yán)重，因而國際上一直在尋找一種能夠替代哈龍的新型滅火劑。一溴三氟丙烯因其良好的滅火性能和環(huán)保性而被列為理想的新型滅火劑之一，本文為研究一溴三氟丙烯對大鼠肺部的影響，選擇由低到高的五組配氣體積分?jǐn)?shù)對大鼠進行染毒實驗，發(fā)現(xiàn)根據(jù)染毒氣體體積分?jǐn)?shù)的不同，實驗組大鼠肺部組織出現(xiàn)不同程度的病變，如肺泡壁增厚、破裂，支氣管黏膜上皮細(xì)胞脫落，炎性細(xì)胞浸潤，肺泡塌陷等，且氣體體積分?jǐn)?shù)高的實驗組大鼠出現(xiàn)的病理現(xiàn)象更多且嚴(yán)重。實驗還發(fā)現(xiàn)，雄性大鼠肺部切片充血情況均比雌性大鼠嚴(yán)重，因此認(rèn)為一溴三氟丙烯對大鼠的肺部存在一定程度的損傷，尤其是對雄性大鼠。建議在使用一溴三氟丙烯時應(yīng)當(dāng)穿著防護衣、配戴防護面罩等，以保證人員不會急性吸入高體積分?jǐn)?shù)的一溴三氟丙烯；使用一溴三氟丙烯滅火后，應(yīng)對滅火場所保持通風(fēng)，數(shù)小時后再入內(nèi)。

[1]杜建科.新一代哈龍?zhí)娲鷾缁饎┭芯窟M展 [J].化工新型材料,2013,41(8):19-21.

[2]歸小平,楊政.三氟溴代烯烴作為潔凈氣體滅火劑的應(yīng)用研究[J].消防科學(xué)與技術(shù),2013,32(8):890-893.

[3]宋文華,丁峰,白茹,等.多壁碳納米管對小鼠肺部急性損傷的研究[J].南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,41(3): 19-23.

[4]張建全,何志義,柳廣南,等.紅霉素對被動吸煙所致大鼠肺部炎癥的影響 [J].廣東醫(yī)學(xué),2006,27(11): 1655-1656.

Effects of Acute Inhalation of a New Type of Extinguishing Agent 2-Bromo-3,3,3-trifluoropropene on Rat Lung

Jiang Lu Fang Jingjing

In order to study the effects of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene on the lungs of rats,experiments were conducted on rats exposed to 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene with volume fractions of 2.5%,5%,7.5%,10%and 15%respectively.After the exposure,the lung slices of rats were stained with HE,and the effects of acute inhalation of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene on the lungs of rats were observed.According to the different volume fractions of toxic gases, the lung tissue of experimental rats showed varying degrees of congestion of small blood vessels and gray lesions.The lung slices showed different degrees of thickening and rupture of the alveolar wall,bronchial mucosa epithelial cell shedding, inflammatory cell infiltration,alveolar collapse and so on.It could be concluded that the acute inhalation of 2-bromo-3,3,3-trifluoropropene gas had a certain injury to rats lungs,and the higher the gas volume fraction was,the more serious the injury was.

2-Bromo-3,3,3-trifluoropropene;Acute inhalation;Rat lung

R 362

2017年4月

江璐 女 1984年生 本科 實驗師 研究方向：艦艇有害氣體檢測與控制