沙林
| 沙林 |
沙林，又叫沙林毒氣，學名甲氟膦酸異丙酯，英文名稱Sarin，屬於G類神經性毒劑，可以麻痹人的中樞神經。結構式：(CH3)2CHOOPF(CH3) ，它是一種神經麻痹性毒劑，按傷害作用分類為神經性毒劑。具有極微弱的水果香味，為無色透明液體，易同水混合，並能溶於有機溶劑，易滲入多孔表面和塗漆表面。所有神經麻痹性毒劑中，沙林的揮發度最高。
對人的瞳孔具有強烈的收縮作用。當沙林以各種方式侵入人的機體時，其毒害作用是能損傷神經傳導。沙林的潛伏期極短。沙林經呼吸道致毒時，其絕對致死量為0.1 mg·min/L，半數致死劑量視體重的不同為0.025~0.07 mg·min/L。防毒面具可用來對沙林進行防護。
目錄
目錄
研究簡史
物理性質
反應機制
中毒症狀
安全信息
物質毒性
重大事件
研究簡史
1938年，沙林由德國法本公司的研究者G.施拉德(Gerhard Schrader)、O.安布羅斯(Otto Ambros)、G.呂第格(Gerhard Ritter)、范·德爾·林德(Van der Linde)首次發現，系研製新型殺蟲劑的副產物，這種毒劑就是以上述4個人的姓中的5個字母命名為「Sarin」。德國人很快發現這種毒氣的軍事價值，並投入生產，但是二戰期間並未使用。二戰後，這種毒劑才開始在世界範圍內生產。美軍代號GB，蘇軍代號P-35。（著名射擊遊戲《使命召喚：黑色行動》中則將其冠名為「諾娃六號」毒氣）
物理性質
蒸氣壓：2.10 mm Hg（20℃）
揮發度：22000 mg/m[1]
反應機制
沙林對機體的作用主要有三個方面：一是選擇性抑制膽鹼酯酶活性，使乙酰膽鹼（Ach）在體內蓄積，引起膽鹼能神經系統功能紊亂；二是毒劑作用於膽鹼能受體；三是毒劑對非膽鹼能神經系統的作用。沙林毒氣是一種劇毒神經毒劑，通過過度刺激肌肉和重要器官影響神經系統產生致命效果。沙林是有機磷酸鹽會破壞生物體內的神經傳遞物質乙酰膽鹼酯脢，生物的所有自主跟非自主肌肉運動是乙酰膽鹼跟乙酰膽鹼酯脢之間的一個平衡，破壞這個平衡的話，肌肉會只收縮而無法擴張。主要會癱瘓呼吸功能，縮瞳，腸胃痙攣劇痛，分泌眼淚汗水跟唾液的管道也會大量排放，會非常痛苦的死亡，而且立即發作發作到死亡劑量足夠的話是2分鐘左右。
二次大戰期間，用來當化學武器與殺蟲劑的這類有機磷化合物，提供研究人員一個線索而發現「醯基化酵素」（acyl enzyme）的化學結構，我們以DFP（Diisopropyl phosphorofluoridate）為模型來解釋這個過程。體內的一些水解酶（hydrolase）可對酯類水解成酸與醇，以提供體內所需生化反應的物質，例如脂肪水解成脂肪酸與甘油，乙酰膽鹼（Acetylcholine，Ach）水解成膽鹼；而水解反應過程中會在酵素的活化中心，形成所謂醯基化酵素的中間產物。反應方程式中水解上絲胺酸的羥基與酯反應形成醯基化酵素，再催化水解作用。不過，DFP會與酯競爭結合水解，因而使得正常酯類無法進行水解反應。
乙酰膽鹼是神經傳導物質（Neurotransmitter）的一種，傳遞訊息的神經末梢都內含有乙酰膽鹼的小泡。當神經脈衝（Nerve impulse）要在神經元之間傳遞時，小泡就會釋出乙酰膽鹼，乙酰膽鹼再越過突觸（synapse）與受體結合，刺激更進一步的生化過程；或是Ach與乙酰膽鹼酯酶（acetyl cholinesterase）結合，進行水解反應，形成膽鹼（choline）以利回收、重新合成Ach，見圖六所示。而這一步水解反應相當快，以確保此神經刺激反應非常短。但如果乙酰膽鹼酯被外來的化合物抑制了（例如沙林、DFP等有機膦會與乙酰膽鹼結合），則乙酰膽鹼水解反應就被迫停止了，但此時受體卻繼續不斷地接受乙酰膽鹼的刺激而無法水解釋回膽鹼，如此一來會很快地造成生理上的不平衡，使乙酰膽鹼在突觸和神經肌肉接頭堆積而過度興奮麻痹，導致死亡。當然如果此時能迅速利用一些解毒劑如阿托品（atropine）等來解除乙酰膽鹼與受體之作用，就可避免死亡。
中毒症狀
小鼠皮下注射沙林LD50為0.172mg/kg,大鼠吸入LD50為13-15mg/m3, 人體在吸入55～100（毫克·分鐘/立方米）的沙林後（或皮膚接觸1.7克），在1～15分鐘之內便會死亡，死前會出現抽搐、口吐白沫和視力模糊等症狀；低濃度下（0.0005mg/L）暴露在沙林氣溶膠2分鐘內，便會引起瞳孔縮小、在暗處視力困難、胸部緊塞、頭痛、噁心以及嘔吐等症狀。而且這些毒性會在體內累積，如果更大濃度時會使人暈眩、焦慮、心智損傷、肌肉痙攣、呼吸困難，最後導致死亡。
一般說來，沙林是可以通過呼吸或透過皮膚和眼結膜侵入人體，對乙酰膽鹼酯酶（AchE）造成不可逆的抑制作用是其毒性的主要機制。受其侵襲後，會出現瞳孔縮小、呼吸困難、支氣管縮小和劇烈抽搐等症狀，嚴重時幾分鐘內會窒息而死，須立即使用阿托品、肟等進行治療和進行人工呼吸方能有救。但是，事後這種毒氣還可能對神經、大腦和肝臟造成損傷。
安全信息
敵機在城市上低空飛並布灑大量煙霧；敵機通過後或炸彈爆炸後，地面有大片均勻的油狀斑點，多數人突然聞到異常氣味或眼睛、呼吸道受到刺激；看到大量動物異常變化（如蜂、蠅飛行困難，抖動翅膀，或麻雀、雞、羊等動物中毒死亡）；花草、樹葉發生大面積變色或枯萎等等。總之，對於大面積同時發生的異常現象，都可懷疑是化學毒區，應及時採取防護措施，報告人防部門偵察斷定。
防護
防護是阻止毒劑通過各種途徑與人員接觸的措施。防護措施有兩種
1、 集體防護：就是組織人員迅速進入有三防設施的人防工事，以便有效地防護各種狀態的所有毒劑。
2、 個人防護：即用防毒面具保護人的呼吸道和眼睛，用防毒衣保護人的身體。
消毒
使毒劑失去毒害作用的措施叫做消毒。
1、 對人員消毒：當毒劑液滴落到人員身上時，應立即脫去染毒衣服，用棉花或乾淨土塊吸去皮膚上的毒劑液滴（吸擦時應防止擴大染毒面積），然後用棉球醮專門的消毒藥液擦拭消毒，用小蘇打水、肥皂水或大量清潔水沖洗。
2、 對染毒服裝的消毒：在遠離居住區的下風方向，用熱鹼水煮沸1-2小時即可消毒。
3、 對染毒食品的消毒：對有包裝的罐頭類食品，只需對表面消毒後，就可以食用。對沒有包裝的食品，一般應銷毀。
4、 對染毒水消毒：染毒水的消毒方法是在水中加入適量的漂白粉和混凝劑，然後攪拌，待沉澱後過濾。用明礬沉澱或長時間煮沸的方法，也可對染毒水消毒。無論用哪種方法消毒，都必須經過檢驗後才能食用。
物質毒性
文獻、期刊報道的毒性作用試驗數據 毒性類型 測試方法 測試對象 使用劑量 毒性作用 急性毒性 口服 人類 2 ug/kg 行為毒性——肌肉無力;肺部、胸部或者呼吸毒性——支氣管收縮;胃腸道毒性——噁心、嘔吐 口服 成年男性 102 ug/kg/3D-I 血液毒性——其他變化; 生化毒性——抑制或誘導膽鹼酯酶 吸入 成年男性 90 ug/m3 眼毒性——瞳孔縮小;生化毒性——抑制或誘導膽鹼酯酶 皮膚表面 人類 28 mg/kg 肺部、胸部或者呼吸毒性——呼吸困難 肌肉注射 成年男性 30 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 口服 大鼠 550 ug/kg 行為毒性——昏迷;肺部、胸部或者呼吸毒性——刺激呼吸道; 胃腸道毒性——唾液腺的結構或功能發生變化 皮膚表面 大鼠 2500 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 腹腔注射 大鼠 218 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 靜脈注射 大鼠 39 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 肌肉注射 大鼠 108 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 吸入 小鼠 5 mg/m3/30M 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮膚表面 小鼠 1080 ug/kg 行為毒性——昏迷;肺部、胸部或者呼吸毒性——刺激呼吸道;胃腸道毒性——唾液腺的結構或功能發生變化 腹腔注射 小鼠 283 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮下注射 小鼠 60 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 靜脈注射 小鼠 109 ug/kg 眼毒性——流淚;肺部、胸部或者呼吸毒性——其他變化;腎、輸尿管和膀胱毒性——失禁 肌肉注射 小鼠 164 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 靜脈注射 狗 19 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 靜脈注射 猴 20 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 肌肉注射 猴 22300 ng/kg 1.行為毒性——驚厥或癲癇發作閾值受到影響2.胃腸道毒性——唾液腺的結構或功能發生變化3.皮膚和附件毒性——毛髮變化 皮下注射 貓 30 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 靜脈注射 貓 22 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮膚表面 兔 925 ug/kg 行為毒性——昏迷;肺部、胸部或者呼吸毒性——刺激呼吸道;胃腸道毒性——唾液腺的結構或功能發生變化 皮下注射 兔 30 ug/kg 行為毒性——驚厥或癲癇發作閾值受到影響;行為毒性——肌肉無力 靜脈注射 兔 15 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮膚表面 豬 116 mg/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 靜脈注射 豬 15 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 吸入 豚鼠 128 mg/m3/2M 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮下注射 豚鼠 30 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮下注射 倉鼠 95 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 皮下注射 雞 16673 ug/kg 詳細作用沒有報告除致死劑量以外的其他值 慢性毒性 口服 大鼠 4875 ug/kg/13W-I 大腦毒性——其他退行性改變;周圍神經毒性—— 痙攣性癱瘓或感覺無變化;肺部、胸部或者呼吸毒性——呼吸困難 皮下注射 大鼠 4250 ug/kg/85D-I 大腦毒性——其他退行性改變;生化毒性——抑制或誘導膽鹼酯酶;慢性病相關毒性——死亡 皮下注射 大鼠 1 mg/kg/40D-I 行為毒性——驚厥或癲癇發作閾值受到影響;慢性病相關毒性——死亡 吸入 小鼠 5 mg/m3/20M/10D-I 大腦毒性——其他退行性改變;脊髓神經毒—其他脊髓退行性改變;生化毒性——抑制或誘導酯酶 皮下注射 貓 35 ug/kg/10D-I 周圍神經毒性——感官發生變化
重大事件
伊拉克前政府曾宣布，在1984年至1990年，它共生產了795噸沙林毒氣，大約有732噸被裝入炸彈、火箭和導彈彈頭內。在1985年至1988年共使用了650噸，另有35噸在1991年海灣戰爭中被聯軍的空襲所炸毀。在聯合國的監督下，伊拉克才摧毀了127噸的沙林毒氣。
1994年6月27日，邪教組織「奧姆真理教」於該日黃昏時分至次日清晨在長野縣松本市北深志的住宅街內散布沙林毒氣，導致8人死亡，660人受傷（松本沙林毒氣事件）；1995年3月20日清晨，原奧姆真理教部分信徒受麻原彰晃指使，在東京市區3條地鐵電車內發生施放神經性毒氣「沙林」事件，造成12人死亡、約5500人中毒、1036人住院治療。毒氣事件策劃者奧姆真理教教主麻原彰晃及執行任務的5名教徒先後被判死刑；另3名施襲者則判處無期徒刑，而最後1名疑犯（高橋克也）於2012年06月15日也在東京都大田區被捕，結束了17年的逃亡生涯。東京地鐵沙林毒氣事件也是日本自從第二次世界大戰結束後最嚴重的恐怖襲擊事件。
美軍沙林化學武器大約有7200噸，毒劑彈藥27種，主要有MZ12型沙林毒劑導彈彈頭，內裝330枚M139型小炸彈，共裝毒劑195千克SE27型沙林毒劑導彈彈頭SM121A1型和M426型沙林炮彈，內裝毒劑95千克和72千克；MC－1型和MK－94型沙林毒劑炸彈，內裝毒劑分別為220千克和11千克。