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甾族性激素是一类由细胞分泌的具有重要生理作用的生物活性物质，是调节机体正常活动的重要物质。随着科学技术的发展，用于药用目的的人工合成甾族性激素大量生产，并被广泛使用，主要包括避孕药、激素生长剂和各种激素类药物，其未经代谢的原药以及动物和人类自身产生的甾体性激素一直源源不断的排放到环境中，成为一类具有强致畸、致突变效应的ECDs。本研究工作建立了环境水体中甾族雌激素、孕激素和雄激素的液相色谱/串联质谱检测方法，并就该类化合物在电喷雾电离模式下产生的碎片离子进行碎裂机理的推断。同时，还进行了各种甾族性激素对水体中大型蚤的生殖毒性研究。全文共分为五章，简述如下：
第一章详细介绍了水体中甾族性激素分析技术的进展，尤其是水体中甾族性激素液相色谱/质谱检测方法及其电喷雾电离模式下碎片离子碎裂规律的研究进展，同时概述了环境水体中甾族性激素的污染情况和去除方法。
第二章建立了环境水体中15种甾族性激素（5种雌激素和10种孕激素）的液相色谱/串联质谱检测方法，并就北京地区部分环境水样进行了测定。5种雌激素包括雌酮、雌二醇、雌三醇、炔雌醇和苯甲酸雌二醇。10种孕激素包括炔诺酮、孕二烯酮、左炔诺孕酮、甲孕酮、醋酸环丙孕酮、醋酸甲地孕酮、孕酮、醋酸炔诺酮、醋酸氯地孕酮和己酸孕酮。该方法采用固相膜萃取，提取和净化一步完成，高效地处理大体积水样。使用高效液相色谱/三重串联四极杆质谱进行定量测定，采用电喷雾电离模式。对固相萃取材料进行了筛选，比较了C18固相萃取膜、C8固相萃取膜和C18固相萃取小柱的提取净化效果，实验数据表明C18固相萃取膜是最佳选择，回收率可达到75.6-101.4％，对IL水样的处理时间仅为15分钟。本方法有较高的方法准确度和精密度。在1.0-50.0 ng/L的浓度范围内，有良好的线性，方法检测限为0.5～3.4 ng/L。采用该方法对北京地区的10个水样进行了检测，所有环境水样中都含有雌二醇(5.0～127.9 ng/L)，部分样品中含有雌酮，一个水样中含有雌三醇，未发现含孕激素的样品。
第三章建立了环境水体中15种甾族雄激素的液相色谱/串联质谱检测方法，并就北京地区部分环境水样进行了测定。甾族雄激素包括雄烯二酮、雄诺龙、宝丹酮、氯司替勃、达那唑、醋酸脱氢诺龙、氟甲睾酮、甲睾酮、诺龙、丙酸诺龙、睾酮、醋酸睾酮、丙酸睾酮、群勃龙和醋酸群勃龙。氘代甲基睾酮([2H3]MT)作为内标。该方法采用固相膜萃取，提取和净化一步完成。采用高效液相色谱/三重串联四极杆质谱进行定量测定，采用电喷雾电离模式。本方法有较高的方法准确度和精密度，回收率可达到78.0～107.7%，相对标准偏差0.8～14.7%。使用内标法定量，各目标化合物的标准曲线都具有良好的线性，方法检测限为0.5～4.0ng/L。采用该方法对北京地区的部分水样进行了检测，ASD、FT、MT、T、N的浓度分别为1.6～3.5、7.6-66.7、4.1～7.0、1.2～4.3、1.7ng/L。
第四章由于本文建立的两个甾族性激素检测方法所采用的电离模式都为电喷雾电离(ESI)，本章就甾族性激素的ESI碎裂规律进行了研究。甾族性激素是一类具有环戊烷并氢化菲的环系结构的化合物，当采用ESI方式时，其甾核的多环结构难以将电荷保持在固定基团上，导致碎片离子的碎裂机理变得复杂。本章针对具有睾酮类似结构的8种雄激素、6种孕激素和具有雌酮类似结构的4种雌激素在ESI模式下得到的碎片离子进行分析，推断其碎裂机理。实验数据表明具有睾酮类似结构的雄激素、孕激素主要按照两种碎裂机理进行，分别得到特征离子m/z=97和m/z=109，部分化合物由于取代基的差别，得到m/z=83(97-CH3)、m/z=131(97+C1)、m/z=123(109+ CH3)和m/z=143(109+CI)。具有雌酮类似结构的雌激素的特征碎片离子是m/z=143、145、171、183，雌酮、雌二醇、雌三醇和炔雌醇都经历相同的碎裂过程得到以上碎片离子，17位上的取代基对特征碎片离子的碎裂方式没有影响。通过以上两类甾族性激素的碎裂机理的推断和碎裂规律的总结，为该类化合物的质谱解析提供了有效途径，并对同类化合物的定性和筛查提供数据支持。
第五章选用大型蚤为实验生物，在模拟生态环境的条件下，进行了29种甾族性激素的慢性毒性试验。讨论不同浓度的甾族性激素（5种雌激素、9种孕激素和15种雄激素）对大型蚤体长、第一次怀卵时间、第一次产卵时间、胎数/母蚤比、产蚤总数和内禀增长率等指标的影响。雄烯二酮、雄诺龙、宝丹酮、醋酸脱氢诺龙、诺龙、睾酮、醋酸睾酮、丙酸睾酮、醋酸群勃龙、雌二醇、炔雌醇、醋酸甲地孕酮和苯甲酸雌二醇对大型蚤的身长都产生了明显的影响，变化趋势表现为随浓度的增加，体长缩短，并呈现显著性差异，其中雄烯二酮、雄诺龙、诺龙、睾酮、苯甲酸雌二醇在1mg/L浓度下达到了极显著差异。诺龙、睾酮、醋酸睾酮、丙酸睾酮、醋酸群勃龙对大型蚤的内分泌干扰效果随浓度增加而加强，存在明显剂量效应关系。其它指标也随着甾族性激素浓度的增加，受到不同程度的影响。尤其所选的5种雌激素，对内禀增长率都呈极显著影响，表明雌激素对种群总体状态具有影响较大。