继发龋牙本质中有机酸含量的气相色谱法研究
来源:  时间:2007-04-23 15:10:45
[摘要] 目的利用气相色谱法对继发龋牙本质中的有机酸进行定性和定量分析,探讨继发龋形成原因。方法收集45颗牙齿继发龋牙本质标本,用25g/L偏磷酸溶解并匀化,低温离心,取上清液加入100g/L高碘酸混匀后进样作样品乳酸分析,其他有机酸直接进样上清液分析。结果  大多数继发龋牙本质标本中检测到乳酸、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸存在,少数标本中检测到戊酸。测得的有机酸含量由高到低依次为甲酸(23.27±4.36)g/L;乙酸(3.65±1.49)g/L;丙酸(2.38±0.48)g/L;乳酸(1.25±1.20)g/L;丁酸(0.89±0.36)g/L和戊酸(0.05土0.13)g/L。结论  继发龋牙本质中的有机酸以甲酸、乙酸和丙酸为主,占所有有机酸组成的93%,主要是细菌利用龋损中胶原等内源性物质产生。
[关键词]  继发龋;牙本质;有机酸;气相色谱法
[中图分类号]  R781.1[文献标识码][文章编号] 1003—9872(2003)03 继发龋的发生与多种因素有关。微生物产生的有机酸在继发龋发生、发展过程中具有重要作用。我们利用气相色谱法对继发龋牙本质中的有机酸组成和含量进行研究,以期进一步了解继发龋的发病机制。
1 材料和方法
1.1  仪器与试剂岛津GC—14A型气相色谱仪,C—R4A型数据处理机,不锈钢螺旋柱2mX 3mm,填充GDX—101(80—100目)。
    偏磷酸(AR),高碘酸(AR),乙醛(AR),双蒸水。标准品乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸均为分析纯,用时以25g/L偏磷酸稀释至0.25mol/L。1.2 色谱条件 气体流速:载气(N2)50ml/min,H2 45 ml/min,空气500ml/min。温度:测乳酸时柱温140℃,汽化室温度150℃,氢焰检测器温度160℃;测其他有机酸时柱温190℃,汽化室温度220℃,氢焰检测器温度220℃,衰减:0,量程:10,纸速:3mm/min。
1.3定性与定量
    利用保留时间一致和峰加高法定性。在样品中加入标准酸,根据峰高是否增加定性。用外标法定量测定,以单点校正法,用峰面积计算有机酸含量。
1.4标本的收集
    收集30例患者(年龄22~60岁)的45颗牙齿继发龋牙本质标本进行实验。患牙均具有银汞合金或树脂充填体,或金属全冠修复体。标本的收集采用两种方法进行:①在患牙治疗前收集:将患牙区行阻滞或浸润麻醉,用刮匙去除表面菌斑及污物,去除原充填体或修复体,干棉球隔离患牙,气枪吹干牙表面,挖匙挖取软化牙本质;②从拔除的牙齿上收集:拔除患继发龋的牙齿,刮匙去除表面菌斑及污物,纵向劈开牙齿,去除原充填体或修复体后,用挖匙收集所有龋洞内的软化牙本质。继发龋的判断参照Hojo等「1」描述的方法。
    5例正常牙本质标本取自己萌出的无龋阻生第三磨牙作对照,将取下的正常牙本质块用金刚砂车针磨成碎片,在研钵中研碎。标本收集后立即称重,放置于具盖密封的试管中—20℃贮存备测。1.5样品处理和分析 将标本用25g/L的偏磷酸配成150g/L的混悬液,匀化5 h后,10 000 r/min,4℃离心10min。取5ul上清液加5ul 100g/L的高碘酸混合后进样1ul,在上述色谱条件下作样品乳酸分析,其他有机酸直接进样1/ul上清液分析。
2  结果
2.1  精密度与准确性测定结果
    对一已知含量样品作标准加入回收实验,并重复测定5次,测其含量,浓度差即为检出量。标本中甲酸、乙酸、丙酸的回收率均在96%以上,因样品中乳酸、丁酸和戊酸含量较少,因此误差较大,但回收率仍大于92%。乳酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸的变异系数(%)分别为2.8、1.3、3.0、2.5、3.2和3.9,结果表明本法能获得满意的精密度和准确性。

2.2  继发龋牙本质标本中有机酸测量结果
    所有继发龋牙本质标本中均检测到乳酸、甲酸、乙酸、丙酸和丁酸存在,10例标本中还检测到戊酸,正常牙本质标本中仅检测到极少量乙酸,其含量为(0.002 2±0.0400)g/L.各组分有机酸的保留时间及平均含量见表1。由表1可知,继发龋牙本质标本中测得的有机酸含量由高到低依次为甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、丁酸和戊酸。其中以甲酸、乙酸和丙酸含量较高,是继发龋牙本质中的主要有机酸,占所有有机酸组成的93%。 表1 各组分有机酸的保留时间及平均含量 讨论 测定有机酸的方法很多,一般有比色法、柱色谱法、纸色谱法和目前常用的气相色谱法。比色法只能测单个酸,不能测定混合酸;柱色谱法和纸色谱法分离时间长,试剂用量大,准确度低,重现性差「2」。气相色谱法分析有机酸一般采用衍生化法,其中包括甲酯化法、已酯化法和苄酯化法。这些方法样品处理都很复杂,所需时间长「3」。前3种方法均需加入催化剂在高温下反应,苄酯化法虽可在常温常压下反应,但需使用剧毒的苄基溴。我们根据高分子多孔微球的特性及应用,进行直接进样法的研究,选择了最佳操作条件,成功地分离龋牙本质标本中的短链有机酸。对于样品处理,我们采用保留值小、影响小的双蒸水作为溶剂,样品加偏磷酸酸化,离心后直接进样。我们探索了在龋牙本质样品中乳酸的气相色谱单独分析方法,在样品中加入过量高碘酸,混匀后直接进样,试验证明样品经简单的前处理即可进行分析,该法简单、灵敏、快速、分析周期短(2.11 min),结果令人满意,对于测量龋损标本中的乳酸含量有实际应用价值。 本实验结果表明,所有继发龋牙本质标本中均检测到有机酸存在,支持有机酸在龋病发生、发展过程中具有重要作用的观点。 银汞合金、树脂充填体、金属全冠修复体修复的患牙,其继发龋牙本质中具有相似的有机酸组成,即甲酸、乙酸和丙酸含量较高,丁酸、乳酸和戊酸含量较低,表明各类继发龋微生物的组成是相似的。由于充填体或修复体下方外源性碳水化合物的来源有限,因此,细菌降解内源性胶原蛋白可能是这些有机酸的主要来源。据报道,深层龋牙本质中内源性蛋白酶活性高于浅层龋损牙本质,丙酸杆菌、珠网菌和优杆菌较多见于深层龋损牙本质,而这些细菌在没有外源性碳水化合物存在的情况下,能够降解胶原蛋白产生乙酸、丙酸和丁酸,胶原降解性细菌在继发
龋的发生、发展过程中具有更为重要的作用「4」。 近来Hahn等「5」报道了两种牙本质龋类型,其中一种牙本质龋含有大量的产乳酸菌如链球菌、乳酸杆菌,另一类乳酸杆菌的含量很少。在碳水化合物存在的情况下,变形链球菌和乳酸杆菌能将其分解产生大量乳酸。根据本文的研究结果,继发龋中有机酸以甲酸、乙酸和丙酸为主。

 
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