一种优化用于汞生物监测的干血斑采样的现场方法

root 提交于 周二, 06/02/2026 - 06:47
摘要 1. 重金属是广泛存在的环境污染物,能够损害全球生物体的健康。作为强效神经毒素汞(Hg)最大的人工来源,金矿开采已在整个热带地区加剧了这些威胁。因此,监测地球上生物多样性最丰富群落中的汞污染需求正不断增加。静脉全血能够可靠且非致死性地测量近期由食物摄入和采样地点来源导致的污染暴露,但在野外条件下,样品采集和冷藏保存往往难以实施。 2. 为克服这些挑战,我们开发并评估了一种通过在野外测量干血斑(DBS)体积来检测有血管生物汞暴露的方法,该类样品可在分析前于环境温度下保存。我们通过在伯利兹和秘鲁沿营养级梯度(即从食谷动物到食鱼动物)采集鸟类的配对全血和干血斑等分样本,探讨了该方法在估算全血汞浓度方面的精密度和准确性(n = 527个体,140个物种)。 3. 采用贝叶斯线性混合效应模型,我们发现干血斑与全血总汞浓度之间存在高度精确且无偏的关系,且以完全一致为中心(R2 = 0.99;{beta} = 1.00 {+/-} 0.03;95% CrI:0.95–1.05)。个体配对等分样本之间的一致性变异较大,其中约12%含有至少1 ng总汞(THg)的干血斑样本与全血测值相差超过{+/-}20%。然而,在较高总汞浓度下,干血斑的准确性有所提高,这表明低浓度下的不一致可能是由于接近仪器分析检出限时测量误差较高所导致的预期结果。 4. 与全血采集和分析流程相比,干血斑通过消除对冷链的依赖,并减轻运输负担、实验室处理时间以及总体运行成本,具有显著的后勤优势。因此,体积测量的干血斑为监测人类和野生动物体内的汞污染提供了一种实用且高度可靠的替代方案,尤其适用于偏远地区和资源受限环境中的生态学及种群水平研究。

摘要 1. 重金属是广泛存在的环境污染物,会损害全球生物体的健康。作为强效神经毒素汞(Hg)的最大人为来源,金矿开采在整个热带地区加剧了这些威胁。因此,监测地球上生物多样性最丰富群落中的汞污染已成为日益迫切的需求。静脉全血能够为近期来自食物摄入和栖息地来源的污染暴露提供一种可靠、非致死性的测量方式,但在野外条件下采集并冷藏保存样本往往并不现实。

2. 为克服这些挑战,我们开发并评估了一种通过在野外测量干血斑(DBS)体积来检测有血管生物汞暴露的方法,该类样本可在分析前于环境温度下保存。我们通过在伯利兹和秘鲁沿营养级梯度(即从食谷动物到食鱼动物)采集鸟类的配对全血和DBS等分样本(n = 527个体,140个物种),探讨了该方法在估算全血汞浓度方面的精密度和准确度。

3. 采用贝叶斯线性混合效应模型,我们发现DBS与全血总汞浓度之间存在高度精密且无偏的关系,其中心接近完全一致(R2 = 0.99;β = 1.00 ± 0.03;95% CrI:0.95–1.05)。个体配对等分样本之间的一致性变异较大,其中约12%的DBS样本在总汞(THg)含量至少为1 ng时,与全血结果的差异超过±20%。然而,在较高THg浓度下,DBS的准确性有所提高,这表明低浓度下的不一致可能是预期现象,其原因在于接近仪器分析检出限时测量误差更高。

4. 与全血采集和分析流程相比,DBS具有显著的后勤优势,因为其无需依赖冷链,并可减少运输负担、实验室处理时间以及总体运行成本。因此,体积测量型DBS为监测人类和野生动物的汞污染提供了一种实用且高度可靠的替代方案,尤其适用于偏远且资源有限环境中的生态学和种群水平应用。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.27.727713v1?rss=1

🏷️ 汞生物监测 干血斑采样 重金属污染 鸟类生态毒理 野外监测方法 贝叶斯混合模型