亚甲基蓝的应用及危害

【背景及概述】^[1][2]

 亚甲基蓝(methylene blue，MB)属于噻嗪类染料，最早用于治疗细菌性痢疾，之后亚甲基蓝也经常应用于治疗癌症、细菌和病毒感染以及中枢神经疾病等。此外，亚甲基蓝也被用于水产品养殖中，用来治疗某些鱼病或者作为消毒剂使用。目前美国食品监督管理局(FDA)、欧盟6/23/EC指令和日本《肯定列表》都对亚甲基蓝在水产品中残留量制订了检测标准。

而国内对亚甲基蓝的残留限量目前尚未有相关规定，由于高浓度亚甲基蓝会使动物中毒并导致死亡，并且关于亚甲基蓝在动物体内代谢的研究相对较少，因此需要对亚甲基蓝的检测及其在动物体内代谢问题进行深入研究。亚甲基蓝是阳离子型化合物，在空气中比较稳定，可溶于水、乙醇、氯仿，不溶于醚类。它最重要的性质是氧化还原性，在好氧菌的作用下能将其氧化成无色亚甲基蓝。此外，亚甲基蓝具有 3 种代谢物，亚甲基蓝的去二甲基代谢物(天青A (Azure A，AZA))、去一甲基代谢物(天青B(Azure B，AZB))与去三甲基代谢物(天青C (Azure C，AZC))。

【应用】^[1]

1 亚甲基蓝的应用

1.1 工业领域

亚甲基蓝属于染料类化合物，工业级亚甲基蓝经常会用于棉、蚕丝、纸张等的染色，也可应用在竹木的着色和制造墨水、色淀等。另外，也常被用作细菌染色剂、指示剂等。

1.2医药领域

亚甲基蓝很早之前就在医学领域得到了应用。早在19世纪90年代初，亚甲基蓝就被用于治疗细菌性疟疾，并获得了成功，这是利用人工合成的染料化合物对疾病治疗的首次案例，从此人们对染料治疗疾病的研究就一直延续至今。由于亚甲基蓝的氧化还原特性，可用于解除氰化物、亚硝酸盐、苯胺、乙酰苯胺中毒，或因磺胺类等药物而导致的高铁血红蛋白症。近年来，学者们也对亚甲基蓝及其代谢物在各种细菌和病毒感染，癌症和中枢神经系统疾病如抑郁症、精神分裂症、阿尔茨海默病等疾病中的应用进行了研究。此外，亚甲基蓝也被用于对其他方面的疾病治疗，例如 Dinc 等发现亚甲基蓝能够通过减少炎症细胞因子和反作用氧化应激对乙酸诱导的结肠炎起到保护作用。也有研究人员利用亚甲基蓝治疗全脑缺血 (global cerebral ischemia，GCI)和修复百草枯(paraquat，PQ)中毒患者引起的肝损伤。

1.3 水产养殖领域

亚甲基蓝在水产品养殖中能被用作消毒药，其原理是亚甲基蓝在水溶液中形成的离子型化合物可以与微生物酶系统竞争氢离子，使酶失活，进而导致微生物丧失生存能力。20世纪90年代以来，亚甲基蓝代替孔雀石绿、结晶紫等被用于水产养殖中进行防治水霉病、赛霉病和小瓜虫等鱼类疾病，也用于活鱼运输、环境消毒等。其在治疗小瓜虫病、斜管虫病、红嘴病、水霉病和凡纳滨对虾幼体粘脏病等鱼病也具有一定的疗效，也可用作抗真菌药物,降低鱼类运输中的死亡率。

1.4 皮肤护理领域

有研究表明，亚甲基蓝在皮肤护理方面也存在一定潜力。Xiong 等发现亚甲基蓝能够清除自由基、刺激年轻和老年真皮成纤维细胞中的细胞增殖，从而对改善皮肤活力、促进皮肤弹性和胶原蛋白的合成以及通过基质金属蛋白酶(matrix metallo preteinases，MMP)的降解保护皮肤基质等方面具有一定的作用。因此，亚甲基蓝可以成为抗衰老化妆品中有前景的药剂。

【危害】^[1]

亚甲基蓝虽然在治疗高铁血红蛋白方面具有很好的疗效，但若使用的亚甲基蓝剂量过高，却会引发此症。也有报道称亚甲基蓝会导致亨氏小体贫血(Heinz-body anemia)、红细胞形态改变以及坏死性浓肿等症状。

Chung 等报道了亚甲基蓝具有致突变性，向人体静脉注射剂量高于 500 mg/kg 的亚甲基蓝后，会使人感到恶心、眩晕、胸口疼痛等。刘建勇等[19]通过实验得出亚甲基蓝对糠虾幼体和南美白对虾幼体的安全浓度分别为 0.029、0.025 mg/L。陈万光等研究表明亚甲基蓝对高体鰟鲏等鱼类的安全浓度为 0.96 mg/L。殷华等研究得出亚甲基蓝对水丝蚓的安全浓度为2.64 mg/L。通过比较对不同鱼虾等水生动物的急性毒性实验发现，亚甲基蓝对不同水生动物的毒性具有一定差异，并且达到一定浓度时，稍有增加就会引发动物大量死亡。因此，使用亚甲基蓝时需要在其安全浓度的范围内使用。

【降解方法】^[2]

石墨相氮化碳（g-C₃N₄）作为一种新型半导体光催化剂，其禁带宽度约为2.7eV，具有可见光吸收能力，是一种典型的可见光响应半导体材料。纳米片状的g-C₃N₄可以降解以亚甲基蓝（MB）为模拟降解物。

g-C₃N₄纳米片在可见光照射下对MB的催化降解能力， 结果如图8所示． 从图可见，5mg g-C3N4 纳米片催化剂加入到100ml（10mg·L^-1）的MB溶液中， 可见光照射120min，降解率为47%；降解体系中加入H₂O₂助催化剂后，促进作用纳米片光催化降解MB分子。

【主要参考资料】

[1]杨卫军，张静余，严敏鸣.亚甲基蓝检测方法及代谢动力学研究进展[J].食品安全质量检测学报，2018，9(10):2419-2425.

[2]李锋,李长鸣,吕畅,杨在兴,李洪仁.g-C_3N_4纳米片的合成及可见光催化降解亚甲基蓝[J].沈阳大学学报(自然科学版),2018,30(04):263-267.