微量元素研究进展

Recent Advances in Trace Elements

作者：Katarzyna Chojnacka & Agnieszka Saeid

出版社：Wiley Publication

索书号：Q581/R295 /2018/Y

ISBN：9781119133773

藏书地点：武大外教中心

在 20 世纪初，微量元素首次被定义：在不同基质中含量非常低的元素。事实上，不同的科学分支（例如地球化学、医学、农业和化学）对微量元素有不同的理解。“微量”一词通常与丰度有关，包括具有不同化学性质的元素：元素和准金属，包括微量营养素组、必需元素和有毒元素。在地球化学中，微量元素是在地壳中含量低于 0.1% 的化学元素，而在生物科学中，微量元素是在生物体中以痕量浓度存在的元素。这些差异的结果是，到目前为止，还没有提供微量元素 的精确定义。生物材料中的微量元素不一定是陆地环境中的微量元素（例如铁）。早期研究认为，这些元素由于丰度低而无法发挥重要功能，但最近的研究表明，情况并非如此。

微量元素虽然含量很低，但对生物体有显著影响。尽管微量元素在人体中的作用尚不完全清楚，但众所周知，它们对人体健康的影响可能是必需的、中性的或有害的。微量元素在许多化学、生化和酶促反应中发挥作用；生物体的生物和生理、分解代谢和代谢过程。它们的作用依赖于它们形成复合物并与大分子（例如蛋白质）结合的独特性质。经常提到的微量元素或微量营养素有：Cr、Co、Cu、F、I、Mn、Mo、Se、V和Zn。人类这些元素的主要来源是饮用水、食物和食品补充剂以及一般环境。有一些微量元素是必需的，但也有一些是非必需或潜在有毒的：Al、As、Cd、Hg和Pb。人类暴露于从街道和房屋灰尘到土壤中的大气悬浮颗粒中的微量元素，并通过吸入、摄入或皮肤吸附等不同途径暴露。考虑到城市地区对社会的潜在影响，考虑到毒性和人体暴露程度，建立微量元素排放标准非常重要。食物中的微量元素具有有益作用。然而，在某些情况下，已观察到食物链和一般环境中的杂质会产生有害影响。食物中生物利用度和物种形成之间的关系是这里的一个重要因素，尤其是与铁、硒或铬有关的因素。环境因素（例如，地理位置或季节性）、植物来源、农业实践、产品加工和储存都会影响微量元素 的含量。食物中的微量元素水平取决于特定场所的环境条件，例如土壤和水的成分。茶树含有高水平的微量元素，因为它们生长在酸性土壤中，金属离子更容易被根系吸收。一些微量元素（Al、Cu、Cd、Cr、Mn 和 Ni）是有益的；还有一些对人体健康有害，通过泡茶传播。茶中微量元素的含量已经过评估，发现它显示出营养价值，但也会对健康产生不利影响。茶叶中含有 4-9% 的无机物，其中 30% 是萃取出来的。多酚化合物（类黄酮）与金属离子结合，尤其是 Fe 和 Cu。

由于含量极为少，微量元素的检测一直以来是研究的热点问题。用于微量元素检测的方法主要包括电感耦合等离子体原子发射光谱分析(ICPAES)、电感耦合等离子体质谱(ICPMS)、原子吸收光谱(AAS)、X射线荧光(XRF)、全反射X射线荧光(TXRF)光谱和中子活化分析(NAA)，以分析和监测环境和食品样品以及人体中的微量元素。

微量元素的形态在食品、产品质量、健康和环境分析中非常重要。微量元素的移动性、生物利用度、储存、保留和毒性取决于它们的化学形态。生物化学和地球化学途径取决于物种形成。特别重要的是确定与生命化学有关的样品中的二恶英的形态。这需要精心设计足够灵敏的分离技术来测定元素，以及金属化合物的鉴定。形态分析的问题与微量元素的低总浓度有关，例如，血清中的微量元素为ng/L。给定物种的水平甚至可能低几倍。另一个问题在于微量元素在不同的基质中形成的非共价键，如组织、血液、尿液、沉积物、水和污泥，这种键不稳定，特别是在采样后。

微量元素虽然以微量形式存在，但不仅对活的有机体，而且对环境中发生的过程都有重大影响。尽管我们已经有了关于微量元素的重要科学知识，但毫无疑问，在积累科学、摄取规范以及微量元素对人类健康的影响方面还需要更多的研究。确定工商业污水附加费的作用及其作用机制，对于制定管制环境、排放、食品、水和工业产品中工商业污水附加费水平的强制性标准至关重要。这只能通过毒理学和环境科学的结合，以及在分析环境中微量元素的当前状态、确定微量元素的来源以及防止环境污染的方法之后才能实现。

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本书目录

1. 简介

2. 发展历程

3. 无机、有机和生物样品中微量元素形态分析和测定的现代分析方法

4. 环境中的微量元素——法律、法规、监测和生物监测方法

5. 水和废水处理中的微量元素问题

6. 农业和工业废物中的微量元素

7. 水生环境中的微量元素

8. 土壤中的微量金属：土壤中微量金属监测方法综述

9. 微量元素在生物体中的作用

10. 氟和硅作为必需和有毒的微量元素

11. 镉、镍、钒和钨的生物功能

12. 微量元素的生物吸附

13. 环境中微量元素的生物累积和生物放大

14. 微生物对金属的湿法冶金和生物结晶

15. 微量元素作为肥料微量营养素

16. 动物营养中的微量元素

17. 人类营养中的微量元素

18. 人体健康中的微量元素

19. 螺旋藻作为含微量元素产品的原料

20. 20 种含微量元素的膳食食品和饲料补充剂

21. 使用微量元素对食品进行生物强化

22. 微量元素状态的生物标志物

23. 人体接触牙科生物材料中的微量元素

24. 微量元素的工业用途及其对工作场所和环境的影响

25. 微量元素的形态及其在环境和生物医学科学中的重要性

26. 微量元素——是好是坏？

兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生