三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的急性毒性研究

綦 峥, 于 淼，邹 翔，曲中原，季宇彬

(1. 哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心，哈尔滨 150076；2. 哈尔滨商业大学 药学院，哈尔滨 150076)

三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的急性毒性研究

綦 峥1, 于 淼1，邹 翔1，曲中原2，季宇彬1

(1. 哈尔滨商业大学 生命科学与环境科学研究中心，哈尔滨 150076；2. 哈尔滨商业大学 药学院，哈尔滨 150076)

探讨三-(2, 3-二溴丙基)异氰脲酸酯(TBC)的急性毒性.预实验分别采用5、10、15 g/kg·bw三个剂量，每个剂量组对10只昆明小鼠进行经口一次灌胃染毒，连续观察1周动物的死亡情况.正式试验采用限量法测定经口半数致死量，共用40只实验动物，其中Wistar大鼠20只，昆明小鼠20只，均雌雄各半.染毒剂量为15 g/(kg·bw)，染毒后观察24 h内死亡数量，并持续观察两周.预实验中三个剂量组24 h内均无动物死亡，且观察一周内小鼠状态良好.正式试验中大鼠和小鼠在15 g/(kg·bw) 的染毒剂量下也均无死亡，观察两周内大鼠和小鼠的状态良好.TBC的急性毒性分级为无毒，此研究为TBC的进一步毒理学研究奠定了基础.

三-(2, 3-二溴丙基)异氰酸酯；急性毒性；毒理学； 阻燃剂

三-(2, 3-二溴丙基)异氰脲酸酯(Tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate，TBC)是广泛用于聚苯乙烯、聚烯烃、不饱和聚酯、聚氨酯等塑料的添加剂，泡沫塑料，合成橡胶和光纤等的中间体，近年来也是广泛应用的阻燃剂[1].早在1991年中国TBC的年总产量为500 t，成为产量仅次于四溴双酚A和十溟联苯醚的溴化阻燃剂[2].2009年, TBC在中国湖南省浏阳市的河水，地表沉积物，土壤，工业生产区附近的蛆蝴及鲤鱼样本中均有发现，其环境样品检测结果表明TBC具有环境持久性和生物蓄积性，并通过血脑屏障富集于脑组织中[3].TBC的广泛应用使人们不可避免的直接或者间接接触到, 因此对TBC的毒理学研究显得尤为重要.

斯德哥尔摩公约对全氟辛基磺酸类物质除了特定豁免用途和可接受用途，规定一些发展中国家在一定禁止使用.与此同时，各个成员国都在积极的研制新的替代品. TBC是近几年新出现的全氟辛基磺酸类物质(PFOS)低毒替代产物，分子式：C12H15BrN3O3(见图1)，分子质量728.69.TBC为白色粉末状，熔点≥105 ℃， 是一种带三嗪环的溴系阻燃剂，有很低的挥发性，挥发分(80 ℃2 h)/%≤0.3，不溶于水，易溶于乙醇及植物油等，相对密度2.50(20 ℃)，以及耐久、耐光、耐水和低毒等特性.近年来对TBC合成方法及环境内的检测方法国内外的研究报道很多，但是对于TBC的毒理学研究却少有报道，而且对于TBC的毒理学研究主要集中在采用藻类和斑马鱼为研究对象[4].国内外均没有对其急性毒性试验进行报道，但慢性毒性试验证实对昆明小鼠和Wistar大鼠的肝脏，肺，脾，肾等器官有不同程度的伤害[5].本文对TBC的急性毒性进行研究，旨在确定TBC急性毒性分级，并为进一步的毒理学研究奠定基础 .

图1 TBC分子结构

1 材料与方法

1.1 实验动物

预实验采用清洁级昆明小鼠30只，体重17～19 g，雌雄各半.正式试验采用清洁级昆明小鼠20只，体重(20±2)g；Wistar大鼠20只，体重160～180 g；均雌雄各半.实验动物购于辽宁长生生物技术有限公司(实验动物许可证SCXK(辽)2010-0001)，动物单笼饲养，动物房温度保持在(24±2) ℃和相对湿度(45±10)%(动物房许可证SYXK(黑)2011-007).动物购进后饲养观察1周开始实验.

1.2 试剂

三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯(TBC) 分析纯，质量分数为97%，CAS分类号52434-90-9，日本生产，购自北京百灵威科技有限公司.玉米油为市售.

1.3 试验方法

1.3.1急性毒性试验预实验

因没有参考文献报道TBC的LD50及其95%可信区间，预实验按照国标GB/T21757-2008进行设计剂量[6].昆明小鼠实验前禁食不禁水16 h， 提前一天配置TBC的玉米油溶液，其质量浓度分别为0.25、0.50、0.375 g/mL，放置于冰箱中冷藏.根据国标GB25293.3-2014中的上-下法(up-down procedure)[7]，共进行3次预试验，每次10只动物，雌雄各半，第一次和第二次预试验剂量分别为5、10 g/(kg·bw)，分别一次灌胃0.25 g/mL和 0.50 g/mL的TBC玉米油溶液, 灌胃容积为20 mL/(kg·bw).第三次预试验剂量为15 g/(kg·bw)，二次灌胃0.375 g/mL的TBC玉米油溶液，间隔6 h，灌胃容积为20 mL/(kg·bw).所有实验动物染毒后连续观察一周后处死.

1.3.2急性毒性试验正式试验

试验共采用40只实验用鼠，其中20只昆明小鼠，20只Wistar大鼠，雌雄各半，根据预实验的实验结果采用限量法设计正式试验的染毒剂量为15 g/(kg·bw)(样品配制同预试验，即浓度为0.375 g/mL的TBC玉米油溶液).所有试验用鼠灌胃前禁食不禁水16 h，24 h内分两次灌胃，灌胃容积为20 mL/(kg·bw)，间隔6 h.观察动物的死亡情况及一般状况，连续观察两周.

2 结 果

2.1 急性毒性预试验结果

急性毒性试验的初始浓度从5 g/(kg·bw)开始，10只昆明小鼠一次性灌胃后，24 h内无死亡，连续观察一周后仍无死亡.根据国标GB25293.3-2014中的上-下法原则，进行第二次预实验，采用染毒剂量10 g/(kg·bw)，10只昆明小鼠24 h内无死亡， 连续观察一周后仍无死亡.第三次预实验染毒剂量15 g/(kg·bw)，24 h内动物仍无死亡， 连续观察一周也无死亡，见表1.由此确定，对三-(2, 3-二溴丙基)异氰脲酸酯急性毒性正式试验的染毒剂量可为15 g/kg·bw.

表1 TBC急性毒性试验预实验结果

2.2 急性毒性试验正式试验结果

试验分别采用20只昆明小鼠和20只Wistar大鼠24 h内二次性经口灌胃染毒，总剂量为15 g/(kg·bw).观察24 h内无动物死亡，持续观察两周后也均无动物死亡，见表2.由此判定TBC的急性毒性分级为无毒.尽管动物没有死亡，但动物的一般状况欠佳，表现为毛发失去光泽，食欲下降，精神略为萎靡等.大鼠的体重在灌胃后持续增长，但第二周增重有所下降，而雌性小鼠第二周的体重下降，出现了负增重(见表3).

表2 TBC急性毒性试验动物死亡情况

表3 TBC急性毒性试验体重变化

3 讨 论

TBC是近年来新出现的PFOS的替代产物，目前对TBC的合成技术报道很多，但是对TBC的毒理学研究正处于初始状态.对斑马鱼的毒理学研究证实，TBC对斑马鱼的鳃，肝，肠，性腺，鱼鳔具有毒性，而且对17β-雌二醇(E2)有拮抗性，抑制了卵黄蛋白原蛋白表达，具有潜在的内分泌干扰效应.TBC对小鼠和大鼠的肝脏，肺，脾，肾等器官有不同程度的伤害[8].然而对TBC的急性毒性研究却未见报道，本文采用昆明小鼠和Wistar大鼠作为动物模型，采用限量法(15 g/(kg·bw)染毒剂量)进行经口急性毒性试验， 24 h内和连续两周内均无动物死亡，但灌胃后动物的毛发失去光泽，食欲有所下降，且受试动物的第二周增重有所降低，尤其雌性昆明小鼠的第二周体重出现了下降. 这些结果提示，虽然TBC的急性毒性分级为实际无毒，对人类不会造成急性致死及急性损伤，但其可能具有潜在的生物蓄积性和慢性毒性.鉴于其对环境具有持久性污染的特点，有必要对TBC的毒性进行系统的安全性评价.本文报道的急性毒性研究结果为进一步的毒理学研究奠定了基础，并为下一步毒性实验研究的剂量设计提供依据.

[1] 雄孝勇. 微胶囊化 TBC 阻燃剂及其应用[J].阻燃材料与技术, 1999, 3: 1-3.

[2] CAO J. The developmental trend of plastics additives [J]. China Chem.Ind. 1996, 8: 48-50.

[3] RUAN T, WANG Y W, WANG C,etal. Identification and evaluation of a novel heterocyclic brominated flame retardant tris(2,3-dibromopropyl)isocyanurate in environmental matrices near a manufacturing plant in southern China [J]. Environ Sci Technol, 2009, 43(9): 3080-3086.

[4] JUAN L, XU Z, JIE Q B,etal. Toxicity of new emerging pollutant tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate on BALB/c mice [J]. Journal of Applied Toxicology. 2015, 35:375-382.

[5] 黎 娟. 溴化阻燃剂三-( 2，3-二溴丙基) 异氰脲酸酯(TBC)对斑马鱼胚胎、小鼠及大鼠的毒性效应研究[M]. 武汉: 华中农业大学, 2011.

[6] GB/T21757-2008, 2008.

[7] GB 15193.3-2014, 2014.

[8] 綦 峥, 于 淼, 邹 翔, 等. 三-(2,3-二溴丙基)异氰脲酸酯的毒理学研究[J]. 哈尔滨商业大学学报：自然科学版, 2015, 31(4): 442-444.

Acute toxicity study on tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate

QI Zheng1, YU Miao1, ZOU Xiang1, QU Zhong-yuan2, JI Yu-bin1

(1. Research Center on Life Sciences and Environmental Sciences, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China;2. School of Pharmacy, Harbin University of Commerce, Harbin 150076, China)

This paper focused on the acute toxicity of tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate(TBC). The preliminary experiment used three exposure dosages of 5, 10, 15 g/kg·bw, respectively. There were 10 Kunming mice in every dose group, and continuous observed for one week.The exposure dosages of the formal experiment according to the results of preliminary experiments, 20 Wistar rats and 20 Kunming mice were used in formal experiment, which half male and half female. The exposure dosage was 15g/kg·bw within 24 hours, and continuous observation for two weeks. There was no death in preliminary experiment and all the mice in good conditions within one week. There were no death of mice and rats in formal experiment, and also in good conditions within two weeks. Acute toxicity experiment confirmed that the toxicity of TBC was graded as non-toxic. This paper provided foundation research on further toxicological study of TBC.

tris-(2, 3-dibromopropyl) isocyanurate; acute toxicity; toxicology; flame retardant

2015-08-10.

黑龙江省博士后落户基金(LBH-Q14093)；黑龙江省青年基金项目(QC2012C002)；国家自然科学基金项目(81274067)；国家教育部重点科研课题(210059)

綦 峥(1981-)，女，博士，副教授，研究方向：环境毒理学.

X171.5

A

1672-0946(2015)06-0641-03