PAGEPAGE30PAGE環(huán)境內(nèi)分泌干擾物研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（EEDs），又稱環(huán)境激素，被歸類為對動物和人類健康造成不利影響并且直接影響其內(nèi)分泌系統(tǒng)的物質(zhì)[6]。被確定為EEDs的物質(zhì)可以代替人和動物體內(nèi)的天然激素，能夠阻止或模仿負(fù)責(zé)身體某些器官功能[7,8]。1.1.1環(huán)境內(nèi)分泌干擾物來源及危害環(huán)境內(nèi)分泌干擾物雖然都是化學(xué)物質(zhì)，但它們沒有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)或性質(zhì)以至于不能通過這種方式進(jìn)行分類[9]。因此，它們被分為合成物質(zhì)和天然物質(zhì)[10]，也可以根據(jù)它們的用途來進(jìn)行分類[11,12]。此外，還可以根據(jù)它們的來源不同將它們分為不同的類別：具有荷爾蒙副作用的藥物（如美托洛爾，萘普生等）；工業(yè)和家用化學(xué)品（阻燃劑，雙酚A，鄰苯二甲酸鹽，多氯聯(lián)苯等）；工業(yè)和家庭過程的副產(chǎn)品（二惡英，五氯苯等）；農(nóng)藥（農(nóng)藥，除草劑等）；以及人工和天然激素（避孕藥，睪丸激素，3-ω脂肪酸等的成分）。隨著工業(yè)的發(fā)展和人們每天增加的新合成物質(zhì)的生產(chǎn)和消費，導(dǎo)致潛在的EEDs的數(shù)量增加，使它們在環(huán)境中無處不在。這些物質(zhì)最終排入污水或水體中，它們對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成的危害是未知的[13]。一些典型的合成EEDs類主要存在于農(nóng)藥，兒童產(chǎn)品，食品接觸材料，電子產(chǎn)品，建筑材料，個人護(hù)理，化妝品，藥劑和紡織服裝中。被分類為內(nèi)分泌干擾物的天然激素有雌酮（E1），17β-雌二醇（E2）和雌三醇（E3）[14]，圖1-1是它們的化學(xué)式。天然激素E1和E2以及合成激素17α-炔雌醇（EE2）具有類似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，有一個芳香環(huán)，兩個環(huán)己烷環(huán)和一個環(huán)戊烷環(huán)。EE2是具有高雌激素活性的天然激素E2的合成衍生物，通常用于口服避孕藥和一般藥物。盡管E2和EE2具有相似的結(jié)構(gòu)，但EE2對生物降解的抵抗力更大，因此它在環(huán)境中的積累更容易。己烯雌酚（DES）被認(rèn)為是合成內(nèi)分泌干擾物的典型例子，己烯雌酚在動物中廣泛用作生長刺激劑，在獸醫(yī)學(xué)中用作治療雌激素缺乏癥，以及用于性交后避孕。但是，由于其致癌性和其他不利影響，它已被非法用作生肉動物的重新分配劑[15]。圖1-1雌酮（E1），17β-雌二醇（E2）和EE2（17α-炔雌醇）化學(xué)式Figure1-1Thechemicalformulasofestrone(E1),17β-estradiol(E2)andEE2(17α-ethinylestradiol)農(nóng)藥是最大的內(nèi)分泌干擾物。它們被廣泛用于農(nóng)業(yè)，在某些食品和飲用水中也有使用。雙對氯苯基三氯乙烷（DDT）是一種非常常見的農(nóng)藥，在第二次世界大戰(zhàn)后被大量使用，但由于其對人類和野生動植物健康的影響，70年代在許多國家禁止使用它，但是，有很多不發(fā)達(dá)國家仍在用DDT治療瘧疾[16]。敵草隆是是一種毒性持久的除草劑，常用于柑橘類水果、水稻、棉花、大豆、甘蔗、馬鈴薯、小麥、茶葉和咖啡等作物的雜草控制，以及機(jī)場跑道、鐵路和管道沿線的雜草控制，被歐洲委員會列為優(yōu)先危險物質(zhì)。敵草隆還用于作物和非作物地區(qū)的緊急防治，其半衰期大于300天[16-18]。多氯聯(lián)苯（PCB）已經(jīng)不再被人們所使用了。但是過去它們廣泛用于熱傳遞和電氣設(shè)備，變壓器，電容器和塑料中，至今在較舊的裝置或電子材料中以及在電機(jī)中使用的隔熱材料和機(jī)油中仍可以找到它[19]。鄰苯二甲酸酯在聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)中用作添加劑，因此會存在于兒童產(chǎn)品和包裝材料中。它也用于化妝品，醫(yī)療設(shè)備，食品和建材中[20]。美國加利福尼亞州也禁止在化妝品配方中使用鄰苯二甲酸酯類[21]。雙酚A（BPA）是塑料工業(yè)中廣泛合成的一種物質(zhì)，主要存在于聚碳酸酯和環(huán)氧樹脂中。因此，它是日常使用產(chǎn)品的一部分，包括食品包裝，熱敏紙，CD和DVD，管道，汽車面板，牙科密封劑，醫(yī)療設(shè)備等。自2011年起，歐洲禁止在生產(chǎn)聚碳酸酯奶瓶時使用BPA[22]。在美國，根據(jù)食品和藥物管理局（FDA）的規(guī)定，禁止在嬰兒奶瓶、吸管杯和嬰兒配方奶粉包裝的生產(chǎn)中使用BPA。因此，近年來被稱為BPA相關(guān)化合物或由兩個通過碳橋或另一種結(jié)構(gòu)連接在一起的兩個酚環(huán)組成的雙酚類似物（如雙酚S、雙酚B、雙酚F、雙酚AF）的其他雙酚已被用于樹脂和塑料的生產(chǎn)中[23,24]。這些雙酚化合物通常存在于在水生環(huán)境中，據(jù)報道，這類雙酚類化合物對許多水生生物的健康都有影響。由于雙酚類化合物具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和與雌激素受體結(jié)合的親和力，因此它們對生物體的生理作用可能相似[25]。烷基酚是由酚環(huán)和烷基鏈結(jié)合形成的化學(xué)結(jié)構(gòu)，主要用于生產(chǎn)烷基酚乙氧基酸等酚醛樹脂，并廣泛用作工業(yè)表面活性劑。特別是在洗滌劑、肥皂、塑料、紡織產(chǎn)品、樹脂以及各種容器和瓶子中發(fā)現(xiàn)了壬基酚（NP）和辛基酚（OP）的先導(dǎo)化合物和其他烷基酚[26]。由于人類對環(huán)境的破壞和污染，在土壤、水、沉積物等多種基質(zhì)中都可以發(fā)現(xiàn)它們；此外，烷基酚在水生環(huán)境中，由于其親脂性和能在水中停留很長時間的能力會讓它更加危險[27]。烷基酚類被歸為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物優(yōu)先危險物質(zhì)，因為它們直接干擾人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)，這可能會導(dǎo)致男性生育率下降和女性化;另一方面，辛基酚會導(dǎo)致精子產(chǎn)量下降[28]。歐洲聯(lián)盟的指導(dǎo)方針規(guī)定了NP和OP允許的最高濃度。地表水中NP和OP的最大使用量為0.3mg/L和0.1mg/L。然而，在工業(yè)地區(qū)，由于較高的污染，這些值可高達(dá)30mg/L，這造成了較高的接觸風(fēng)險和內(nèi)分泌干擾效應(yīng)[29]。對羥基苯甲酸酯是化妝品中用作防腐劑的化合物，某些其他類型還用于食品，藥品和個人護(hù)理產(chǎn)品中[30]。對羥基苯甲酸酯的其他類似物質(zhì)（如對羥基苯甲酸甲酯）在個人護(hù)理產(chǎn)品、化妝品和食物中也有使用[31]。可以歸類為環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的另一類物質(zhì)是重金屬，比如鎘（Cd）、鉛（Pb）、銅（Cu）、汞（Hg）等。持續(xù)的工業(yè)化導(dǎo)致許多重金屬污染物從工業(yè)廢料中釋放到自然環(huán)境中，這些污染物可能威脅人類健康[32,33]。與有機(jī)化合物不同，重金屬離子不可生物降解，并且容易通過食物鏈在人體中積累。即使在微量濃度下，這些重金屬離子都是有毒的[34,35]。例如,過度暴露于Pb2+,即使在微量濃度下，也會引發(fā)一系列的疾病，如肌肉麻痹、神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙和貧血等[36]；Cd2+會造成腎功能不全和代謝紊亂[37]；Cu2+是生物過程中必不可少的元素，然而高濃度的Cu2+可能會導(dǎo)致癌癥和遺傳疾病[38]；Hg2+可能會干擾神經(jīng)、免疫和內(nèi)分泌系統(tǒng)[39]。鎘通常用于生產(chǎn)電池、顏料、涂料、電鍍以及作為塑料和有色合金的穩(wěn)定劑[40]；鉛可用于生產(chǎn)塑料、玻璃、電池、陶瓷搪瓷和金屬合金的焊接；汞被用于溫度計和壓力計，甚至在牙科產(chǎn)品和中間化合物的產(chǎn)生[2]。重金屬離子主要通過消化道、呼吸道、皮膚等渠道進(jìn)入人體，然后儲存在肝、腎、腦等器官和組織中。這些重金屬通常存在于環(huán)境和日常飲食中，是生物體維持健康所需的微量元素。但當(dāng)它們的濃度超過一定的量時，就會對人體器官造成危害，最終導(dǎo)致嚴(yán)重的功能障礙，甚至致命的危險[41,42]。1.1.2環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的傳統(tǒng)檢測方法環(huán)境內(nèi)分泌干擾物存在于我們生活的方方面面且會對我們?nèi)梭w以及環(huán)境造成一定的危害。目前已經(jīng)有一些檢測技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)。環(huán)境內(nèi)分泌干擾物在環(huán)境中一般存在于濃度很低的情況，低至μg/L甚至ng/L。檢測血液、組織和尿液基質(zhì)中這些化合物的存在而開發(fā)的幾種分析方法已適用于環(huán)境基質(zhì)中。如固相萃取[43]，紫外分光光度法[44]，氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用[45]，高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用[46]，酶聯(lián)免疫吸附法[47]是最常用的一些分析方法。固相萃取是1976年首次采用的樣品制備方法，是對液-液萃?。↙LE）方法的補(bǔ)充和增強(qiáng)，該方法雖然存在一些缺點，但至今仍被廣泛應(yīng)用[48]。作為一種用途廣泛的分析方法，它可以用于多個研究領(lǐng)域，如有機(jī)化合物、食品和藥物的分析；以及生物和環(huán)境樣本，如飲用水和廢水[49]。該分析方法可用于特定化合物的提取和濃縮，用于評估或凈化樣品[50]。固相萃取的操作原理和液液萃取相似，兩者的不同在于樣品的分離，在固相萃取中，它分為液相和固相。這種劃分是由于分析物與固相吸附劑的親和力，而這種吸附劑的選擇是控制選擇性和萃取能力。該方法的優(yōu)點之一是易于應(yīng)用，但是使用有毒的溶劑是一個缺點[51]。紫外分光光度法經(jīng)常用來分析物質(zhì)中的活性成分，因為它的用途僅限于分析能夠在紫外可見光區(qū)域吸收光的物質(zhì)，所以分光光度法不能用于直接測定光吸收能力弱的物質(zhì)，該方法的優(yōu)點是檢測儀器的價格不昂貴[52]。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法于1950年開始被人們使用，經(jīng)過20年的發(fā)展開始出現(xiàn)商業(yè)化。它是一種用于定性定量測定具有揮發(fā)性物質(zhì)的手段[53,54]。由于在這兩種技術(shù)中分析的組件遵循相同的“規(guī)則”并使用相同的操作階段，因此這兩種技術(shù)非常適合組合使用。唯一不同的是兩種方法所采用的壓強(qiáng)不同，氣相色譜柱是大氣壓出來的，而質(zhì)譜的電離室必須在10-5~10-6托（真空壓強(qiáng)的單位）之間。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的優(yōu)勢在于其檢出限低，此外還能夠以較高的靈敏度和選擇性測量復(fù)雜的樣品，因此它可用于很多方面，比如法醫(yī)和刑事案件，環(huán)境監(jiān)測，生物和農(nóng)藥檢測以及工業(yè)應(yīng)用等，但是它也有一定的缺點，如儀器龐大，操作比較復(fù)雜[55]。高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用是一種檢測方法，也用于鑒定化合物的純度，由于難以獲得含有低揮發(fā)性和溫度敏感化合物的液體流的電離源，這兩種方法的結(jié)合花費了較長時間才得以應(yīng)用[56,57]。生物方法可以通過在體外和體內(nèi)的生物反應(yīng)來量化復(fù)雜混合物的潛在毒性和累積效應(yīng)[58]。酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA）是一種定性或者定量的生化方法，于1972年被開發(fā)用于檢測激素，抗體，肽等。ELISA是基于抗原和抗體的相互作用，使用一種酶作為催化劑。與酶結(jié)合的抗體與它們各自的抗原（底物）結(jié)合在無色樣品中，形成彩色產(chǎn)物，并測定抗原的數(shù)量[59]。ELISA方法的一個缺點是需要產(chǎn)生已知的抗體或抗原來檢測特定的抗體或抗原[60]。1.1.3電化學(xué)檢測方法電化學(xué)方法以其成本低，易于操作，靈敏度高和響應(yīng)速度快而比其他分析方法更具優(yōu)勢。此外，它允許傳感器的小型化和電極表面的修飾，并使用各種納米材料來增強(qiáng)靈敏度和選擇性。如今，傳感器開發(fā)研究側(cè)重于易用性，高的靈敏度和低的檢測限，最新研究旨在開發(fā)便攜式甚至可穿戴傳感器技術(shù)。在這種情況下，電化學(xué)傳感器憑借其靈活性，多功能性和易用性等特點，優(yōu)于其他分析技術(shù)[61]。除此之外，電化學(xué)應(yīng)用被認(rèn)為是清潔技術(shù)，因為它們不會造成有害廢物，并且允許使用少量化學(xué)藥品和樣品進(jìn)行測量[29]。電化學(xué)傳感器是對目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行定性或定量分析的裝置。其實質(zhì)是被測物質(zhì)與特定的傳感元件反應(yīng)而產(chǎn)生的傳感信號，通過特定的傳感器轉(zhuǎn)換成與目標(biāo)物質(zhì)濃度成正比的可識別電信號；一套完整的電化學(xué)分析系統(tǒng)包括電化學(xué)傳感設(shè)備、電化學(xué)檢測儀器和電解液。其中，電化學(xué)檢測儀器即電極裝置，通常是三電極體系，包括工作電極、參比電極和對電極；一般來說，工作電極是電化學(xué)傳感器的核心部件，工作電極的性能決定了整個傳感器的水平[5,62]。Alves等研究了用碳糊修飾電極（CPE）檢測雙酚A（BPA），采用循環(huán)伏安技術(shù)（CV）、交流阻抗技術(shù)（EIS）和方波脈沖伏安技術(shù)（SWV）研究了電極的特性。用該修飾電極對水、血清和尿液樣品進(jìn)行了檢測，實驗結(jié)果令人滿意，表明該方法用望應(yīng)用到實際樣品的測定[63]。Ponnaiah等制備了釕納米粒子/聚苯胺/氮化碳（Ru0/PANI/g-C3N4）復(fù)合材料（圖1-2是合成原理圖），將材料修飾到玻碳電極（GCE）表面用于BPA的測定,合成的Ru0/PANI/g-C3N4對BPA的氧化表現(xiàn)出較好的電催化活性。用CV探討了不同電極上BPA的響應(yīng)情況，采用示差脈沖伏安法（DPV）對BPA進(jìn)行線性測定，線性范圍是0.01-1.1μmol/L，基于三倍信噪比（S/N=3）計算出最低檢出限是0.18nmol/L。此外，將Ru0/PANI/g-C3N4傳感器應(yīng)用于飲用水中BPA的檢測，獲得了較好的結(jié)果[64]。圖1-2超聲波合成Ru0/PANI/g-C3N4納米復(fù)合材料的原理圖[64]Figuer1-2.TheschematicrepresentationoftheultrasonicallysynthesizedRu0/PANI@g-C3N4nanocomposite.Lu等利用金屬-有機(jī)骨架（MOFs）和殼聚糖構(gòu)建了酪氨酸酶納米傳感器，如圖1-3所示是CuMOF的化學(xué)結(jié)構(gòu)（A）、XRD（B）、SEM（C）和TEM（D）。首次研究了九種雙酚類化合物（BPs）的電化學(xué)響應(yīng)和機(jī)理。結(jié)果表明，響應(yīng)靈敏度與它們各自的對數(shù)logKow值（正辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)）有很大關(guān)系；不同雙酚類化合物的電化學(xué)響應(yīng)不僅受分子結(jié)構(gòu)特別是酚羥基的鄰位的影響，還受雙酚骨架上取代基（電子受體或電子給體）的影響[65]。圖1-3（A）CuMOF的化學(xué)結(jié)構(gòu):Cu（綠色），O（紅色），N（藍(lán)色），C（灰色）；（B）CuMOF的XRD譜圖；（C）和（D）分別為CuMOF的SEM和TEM圖[65]Figure1-3.(A)ChemicalstructureofCuMOF:Cu(green),O(red),N(blue),andC(gray);

(B)XRDpatternofCuMOF.

(C)and(D)areSEMandTEMimagesofCuMOF,respectively.Xu等成功的合成了氧化銅納米片/單壁碳納米管（CuONFs/c-SMCNTs）復(fù)合材料，他們將0.05wt%的萘酚修飾到玻碳電極表面，再將一定比例的CuONFs/c-SMCNTs修飾在萘酚表面，將該修飾電極用于有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱的檢測（圖1-4是檢測原理圖）。用示差脈沖伏安法對實驗條件進(jìn)行一系列的優(yōu)化，在最佳條件下，得到線性范圍在0.1ng/mL到150ng/mL內(nèi)呈現(xiàn)良好線性關(guān)系，最低檢出限是70pg/mL。該方法具有較高的選擇性和良好的重復(fù)性，可用于蘋果和白菜中毒死蜱的檢測，回收率令人滿意。此外，該傳感器可以很容易地通過尿素再生，以實現(xiàn)連續(xù)使用[66]。圖1-4選擇性檢測毒死蜱的再生電化學(xué)感應(yīng)傳感器原理圖[66]Figure1-4.Schematicillustrationoftheregenerativeelectrochemicalaptasensorforselectivedetectionof

chlorpyrifos.Liu等成功制備了3,6-二氨基-9-乙基咔唑及其作為新型單體制備分子印跡聚合物（MIP）電化學(xué)傳感器，圖1-5是二氨基-9-乙基咔唑的合成路線及MIP傳感器的制備工藝路線。將制備的分子印跡聚合物傳感器采用交流阻抗技術(shù)（EIS）用于17β-雌二醇的檢測，該傳感器表現(xiàn)出超高的靈敏度（10-18mol/L）和選擇性。EIS測得的線性范圍是0.1amol/L-10.0mmol/L，最低檢測限是0.36aM（10-18mol/L）[67]。圖1-53,6-二氨基-9-乙基咔唑的合成路線及MIP傳感器的制備工藝[67]Figure1-5.Syntheticroutefor3,6-diamino-9-ethylcarbazoleandpreparationprocessoftheMIPsensor.參考文獻(xiàn)[1] KasongaTK,CoetzeeMAA,KamikaI,etal.Endocrine-disruptivechemicalsascontaminantsofemergingconcerninwastewaterandsurfacewater:Areview[J].JournalofEnvironmentalManagement,2021,277,111485.[2] VieiraWT,deFariasMB,SpaolonziMP,etal.Endocrine-disruptingcompounds:Occurrence,detectionmethods,effectsandpromisingtreatmentpathways—Acriticalreview[J].JournalofEnvironmentalChemicalEngineering,2020,104558.[3] HerseyM,BergerSN,HolmesJ,etal.Recentdevelopmentsincarbonsensorsforat-sourceelectroanalysis[J].AnalyticalChemistry,2018,91(1):27-43.[4] RichardsonSD,KimuraSY.Wateranalysis:Emergingcontaminantsandcurrentissues[J].AnalyticalChemistry,2019,92(1):473-505.[5] WangQ,XueQ,ChenT,etal.Recentadvancesinelectrochemicalsensorsforantibioticsandtheirapplications[J].ChineseChemicalLetters,2020,143129.[6] VeiterL,RajamanickamV,HerwigC.Thefilamentousfungalpellet—relationshipbetweenmorphologyandproductivity[J].AppliedMicrobiologyandBiotechnology,2018,102(7):2997-3006.[7] LocatelliM,SciasciaF,CifelliR,etal.Analyticalmethodsfortheendocrinedisruptorcompoundsdeterminationinenvironmentalwatersamples[J].JournalofChromatographyA,2016,1434,1-18.[8] SalehiASM,YangSO,EarlCC,etal.Biosensingestrogenicendocrinedisruptorsinhumanbloodandurine:Arapidcell-freeproteinsynthesisapproach[J].ToxicologyandAppliedPharmacology,2018,345,19-25.[9] KabirER,RahmanMS,RahmanI.Areviewonendocrinedisruptorsandtheirpossibleimpactsonhumanhealth[J].EnvironmentalToxicologyandPharmacology,2015,40(1):241-258.[10] CalimanFA,GavrilescuM.Pharmaceuticals,personalcareproductsandendocrinedisruptingagentsintheenvironment-Areview[J].CLEAN-Soil,Air,Water,2009,37(4-5):277-303.[11] LaurettaR,SansoneA,SansoneM,etal.Endocrinedisruptingchemicals:effectsonendocrineglands[J].FrontiersinEndocrinology,2019,10,178.[12] KassotisCD,VandenbergLN,DemeneixBA,etal.Endocrine-disruptingchemicals:economic,regulatory,andpolicyimplications[J].TheLancetDiabetes&Endocrinology,2020,8(8):719-730.[13] LawlerCP,HeindelJJ,GrayK,etal.Elucidatingthelinksbetweenendocrinedisruptorsandneurodevelopment[J].Endocrinology,2015,156(6):1941-1951.[14] FurstAL,HoepkerAC,FrancisMB.Quantifyinghormonedisruptorswithanengineeredbacterialbiosensor[J].ACSCentralScience,2017,3(2):110-116.[15] ArisAZ,ShamsuddinAS,PraveenaSM.Occurrenceof17α-ethynylestradiol(EE2)intheenvironmentandeffectonexpos