铟研究的目的和意义
问题描述:
铟主要用作镀层或与其他金属形成合金，以增强耐腐蚀性；铟具有极好的反射性，可以用来制作镜子。铟合金可用作反应堆控制棒；在无线电和半导体技术中，铟和铟化合物也有重要用途。
现在铟的价值越来越高，对铟的研究是目前工业发展的需要。
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分析:
铟(In)是一种稀有金属元素，属于ⅲA族，是一种银白色软金属，原子序数49，原子量114.82，熔点156.2℃，沸点2 000℃，密度7.3 g/cm3，与铊属同一家族。金属铟具有延展性和可塑性，在潮湿的空气中容易在其表面形成氢氧化物膜，加热到熔点以上可以迅速与氧气硫化。铟易溶于硝酸、盐酸和硫酸，常温下能与溴结合，加热时能与碘化物结合。常见的铟化合物主要有硫酸铟[in2 (SO4) 3]、硝酸铟[in (NO3) 3]、氯化铟InCl3、氧化铟In2O3、氢氧化铟[in (OH) 3]、磷化铟InP、砷化铟InAs等。近年来，随着科学技术的发展，铟及其化合物被广泛应用于各种合金的制造、半导体材料的合成、红外探测器和振荡器的制造，以及临床医学中肿瘤的放射治疗和放射性核素开发。其中，合金种类最多，用途最广。常见的合金有用于航空发动机轴承的银-铅-铟合金；原子能工业中有用作中子吸收材料的铟镉铋合金；有用于真空密封材料和玻璃粘合剂的铟锡合金；还有金铟、铜铟、银铟、钯铟合金[1]用来做假牙。目前，我国对铟的开发利用虽然刚刚开始，但铟的冶炼和提纯却有着悠久的历史。因此，我国铟及其化合物的职业暴露仍以铟生产行业为主。随着我国整体科技水平的不断提高，铟及其化合物将被不断开发利用，人们接触铟的机会必然增加，铟及其化合物的毒性也将越来越受到人们的关注。本文介绍了近年来关于铟及其化合物毒性的一些研究成果。
1铟及其化合物[1]的毒物动力学
1.1吸收
除三氯化铟和硫酸铟外，大部分铟盐很少被胃肠道吸收，三氧化二铟在大鼠和狗体内仅被吸收0.2% ~ 0.4%。吸入或气管内注射可溶性铟盐的大鼠，约有50%在两周内被肺吸收，其余在肺隔膜、气管、支气管的淋巴结内滞留两个月。
1.2新陈代谢
通过各种途径吸收到血液中的铟能与血浆蛋白(转铁蛋白、α-球蛋白和白蛋白)结合，并迅速转运到软组织和骨骼中。胶体铟不与血浆蛋白结合，但可被白细胞吞噬，送至肝脾网状内皮系统。进入体内的铟主要积累在骨骼中；铟在皮下注射时大多可在皮肤和肌肉中蓄积；铟腹腔注射时，多可在肠系膜和肝脏蓄积，再向脾、肾、骨转移。
1.3排泄量
进入体内的铟主要通过尿液和粪便排出体外，其通过尿液的排泄过程可分为两个时期(通过各种途径进入体内)，先有20天左右的快速排泄期，后有较长的缓慢排泄期，可达数月或数年。
铟及其化合物的毒性
2.1急性毒性
不同的铟化合物表现出不同的急性毒性。例如，胶体铟和氢氧化铟的急性毒性比离子铟高40倍。铟的急性毒性随接触途径的不同而不同。例如，小鼠皮下注射柠檬酸铟的致死量为0.6 mg/kg，几天内出现后腿麻痹、抽搐，然后窒息。静脉注射的毒性是皮下注射的4倍[1]。
ODA K [2]将344只雄性Fischer大鼠分为四组，气管内注射磷化铟(InP)粉尘，剂量分别为0，1.2，6.0，62 mg/kg。在1和暴露后第8天观察大鼠的表现。结果表明，大鼠支气管肺泡液(BALF)中超氧化物歧化酶(SOD)和乳酸脱氢酶(LDH)的活性随剂量的增加而增加，但支气管肺泡液中的炎症细胞数和总蛋白(TP)没有增加。说明中性粒细胞和肺泡巨噬细胞对磷化铟有反应，说明暴露后1天处于炎症早期。暴露后第8天，仅62 mg/kg剂量组支气管肺泡液中的中性粒细胞、淋巴细胞、总蛋白、乳酸脱氢酶、总磷脂和总胆固醇升高，同时病理检查可见肺泡腔内脱落的肺泡上皮细胞和无定形渗出液。结果表明，大鼠气管内注射高剂量(62 mg/kg)磷化铟8天可出现急性肺炎和上皮细胞损伤，低剂量(小于6 mg/kg)肺炎无变化。
有报道称[1]铟盐对动物的肝、肾、心肌有毒性作用。急性铟盐中毒动物肝脏出现明显充血、出血和局灶性坏死；肾脏可能出现表面出血和肾小管变性坏死；心肌可出现肌原纤维变性和横纹肌轻度变性。
为了验证含铟的各种合金制成的假牙是否对牙龈组织有毒性作用，Lijima S [3]将纯铟粉和其他七种纯金属分别注射到大鼠牙龈组织中，然后观察组织病理学变化。结果表明，纯铟粉对大鼠有微弱的细胞毒性。
为了研究铟和汞铟合金的细胞毒性，Nakajima等人[4]分别用纯汞和含5%、20%和50%铟的液态汞铟合金在细胞培养基中培养0 ~ 8 h、8 ~ 48 h和48 ~ 72 h，然后与小鼠成纤维细胞接触24 h，测试其细胞毒性。对照组使用聚四氟乙烯。实验结果用方差分析和T检验(α=0.05)进行统计分析和比较。结果表明，含20%铟的合金组在0 ~ 8 h和8 ~ 48 h的细胞毒性低于其他组，具有统计学意义(P < 0.05)，但与对照组相比无显著差异。与对照组相比，其他合金组的活性略有下降。在48 ~ 72 h培养期间，各合金组与对照组基本无差异。
铟及其化合物对皮肤的毒性也有报道[1]。用金属铟和铟粉尘涂抹皮肤，没有* * *效果。5%的氯化铟和硫酸铟涂抹在皮肤上不会引起局部损伤和全身反应，但氰化铟涂抹在皮肤上有剧毒。
2.2慢性毒性
大鼠口服硫酸铟25 ~ 30mg/天[1]时，直到第27天才出现毒性作用，仅在第72天，大鼠体重略有下降，毛发变得不活跃、粗糙，尸检未发现病理变化。大鼠吸入不溶性三氧化二铟(In2O3)粉尘(0.5微米)3个月，导致肺部出现非典型炎症反应，伴有广泛的肺泡蛋白沉积症，但未发现纤维化。Tanaka等人[5]通过气管内注射给雄性叙利亚金黄地鼠施用了7.5 mg砷化铟(InAs)和磷化铟(InP)，持续65，438+05周，而对照组则给予磷酸盐缓冲液。在仓鼠的整个存活期内，砷化铟组仓鼠的体重增长明显慢于对照组，差异有统计学意义。然而，磷化铟组和对照组之间的体重增加没有显著差异。病理检查发现砷化铟组和磷化铟组仓鼠肺出现蛋白质沉积、肺泡和支气管细胞增生、肺炎肺气肿和肺组织硬化，发生率明显高于对照组。本研究结果表明，砷化铟和磷化铟可对仓鼠肺组织造成严重损伤。
慢性铟盐中毒会对肾脏产生毒性作用，并导致肾小管坏死。铟盐对肝、脾、肾上腺、心脏有慢性危害，有慢性炎症改变。青木等[6]研究了氯化铟的蛋白质合成毒性，结果表明，氯化铟浓度仅低于300 μ mol/L时，大鼠肾近端小管细胞的蛋白质合成不会发生变化。
到目前为止，还没有职业性接触铟引起慢性中毒的报道，这可能与人们对铟毒性的认识不足有关。对一批从事铟作业三年的工人进行了全面体检，未发现异常。一批从事铟研究十几年的工人，肝功能、尿常规检查无异常变化。而冶炼厂回收铟的工人全身无力，关节疼痛，但不确定是否与铟暴露有关[1]。
2.3生殖毒性
目前，关于铟及其化合物生殖毒性的报道相对较多。这些结果表明，铟及其化合物具有生殖毒性。
Gilani等[7]将铟盐溶液注入鸡胚气囊(孵化第二天0.1ml/蛋)，对照组给予生理盐水(0.1ml/蛋)。实验结果表明，铟具有胚胎毒性，可导致胚胎大小异常、短肢畸形、颈部弯曲、鸡胚出血、睑内翻和小眼畸形。铟对鸡胚的LD50为38mg/蛋，其胚胎毒性大于钼、锰、铁，但小于镉、砷、钴、铜。
Raodv [8]研究了含有放射性铟的药物，如柠檬酸铟(111In)对小鼠睾丸的生物效应。结果表明，这些含有铟的标记药物可以大大减少* * *。在体内，铟的放射性毒性远大于其他毒性。Nakajima等人[9]根据铟的毒性动力学研究了铟对大鼠胚胎的毒性作用，将怀孕9.5天的大鼠暴露于氯化铟(InCl3)，根据胚胎发育的长短将暴露浓度限制在25 ~ 50μ mol/L。实验结果表明，暴露浓度比暴露时间更重要。铟的生殖毒性直接影响胚胎或卵黄囊，研究人员认为弱生殖毒性是由于铟到达胚胎时浓度降低所致。
Chapin等人[10]给瑞士小鼠口服氯化铟(InCl3)250毫克/千克。结果表明，雄性小鼠的生殖系统和肝脏没有发生变化，N-己酰氨基葡萄糖浓度的降低可以说明小鼠的肾脏受到了影响。虽然雌性小鼠的怀孕能力不受影响，但雌性小鼠的胚胎发育受到负面影响。随着母体体重的增加，小鼠子宫内胚胎死亡率增加，即胚胎畸形率不增加，但胚胎死亡率增加，不影响母体体重的增加。体外毒性实验也表明，低剂量铟的生殖毒性直接导致胚胎死亡率增加，胚胎中也可检测到低水平的铟，其含量高于母体肝脏。
综上所述，国内外对铟及其化合物毒性的研究很少。国内在这方面的研究还是空白，既没有监测方法，也没有国家卫生标准。国外只有美国和英国公布了铟的职业接触限值为0.1 mg/m3 [11]。这两个国家的铅的标准是0.1.5 mg/m3。说明铟的毒性不可低估，应不断加强研究，为保护铟作业人员的健康提供科学依据。