作者：Carina Wolf， Corinna Brungs， Uwe Karst
纹身很受欢迎：根据最近的研究，大约 12% 的欧洲人有纹身，而且这一趋势正在上升。然而，这些风险尚未得到充分调查。如果纹身的皮肤发痒或肿胀，对皮肤活检的分析将有助于确定原因。
纹身墨水是纹身过程中留在人体中的不同物质的复杂混合物。它们含有载体液体，通常是水或短链醇。此外，还有影响涂料技术性能的着色颜料和添加剂。这些主要是粘合剂，悬浮剂，消泡剂或防腐剂。
图1： 当纹身墨水刺入皮肤时，会引起不必要的皮肤反应。照片：patronestaff/Adobe Stock
大多数纹身墨水由颜料组成，其特点是它们在水和许多有机溶剂中的溶解度低。这个属性对于纹身持续一生至关重要。
颜料可分为无机颜料和有机颜料。虽然历史上主要使用硫化镉或硫化汞等无机颜料，但今天的纹身墨水含有氧化铁，如红色（赤铁矿，Fe2O 3）到黑色（磁铁矿Fe3 O4）颜料以及二氧化钛作为白色颜料。主要的黑色颜料是炭黑，它是从有机材料的不完全燃烧过程中获得的。
纹身颜色的多样性主要是由于有机颜料，有机颜料分为不同的物质类别。根据其结构，它们可分为多环颜料，例如酞菁或五酸酯和偶氮颜料（图1）。偶氮色素（-N = N-）主要以其互变异构腙形式（-NH-N =）存在。1-3）
图2： 纹身墨水的成分。对于有机颜料，显示了多环颜料和偶氮颜料物质类别的示例性结构（PR = 颜料红，PB = 颜料蓝，PV = 颜料紫，PY = 颜料黄）。此外，还列出了最常用的无机颜料以及经常出现的添加剂的例子。1-3）
污染物和副产品所有颜料都是工业制造的，主要用于印刷油墨、汽车油漆或墙面涂料。颜料的纯度通常在70%至90%之间。产生哪些杂质取决于物质类别。例如，多环芳烃（PAHs）存在于炭黑中，伯芳香胺（PAA）存在于偶氮颜料中，重金属如镍、钴和铬存在于铁基颜料中。此外，还存在合成的副产物和前体。因此，根据合成路线和制造商的不同，杂质分布是不同的。
由于颜料的溶解度低，它们大多通过沉淀过程产生，通常无需进一步纯化即可使用。结果，色素，包括它们的杂质，最终会进入纹身墨水，并在纹身过程中进入皮肤和整个生物体。此外，它们可能会分解成毒理学可疑的产品，因为去除纹身时来自太阳的紫外线或激光照射。1,3）
纹身油墨的消费者保护自2009年<>月起，《纹身墨水条例》在德国生效，其中包括一个负面清单，限制纹身墨水中的特定颜料。这是基于一项不具约束力的欧洲决议，该决议已转化为十个欧洲国家的国家法律。尽管有这些规定，但各种研究一再发现所用颜料的违规和虚假声明。
为了加强对消费者的保护，2020年的新法规（EU）2081/2020首次为欧洲统一的纹身油墨立法奠定了基础。法规（EC）1907/2006的附件XVII没有单独制定法规，而是涉及化学品的注册，评估，授权和限制（Reach）。因此，在2023年生效和特殊过渡期之后，超过4000种物质将被限制用于纹身墨水。对于许多禁用的色素，仍然缺乏毒性和皮内暴露数据来实际评估危害并得出限值。因此，该法规将对消费者保护产生什么影响尚不清楚，纹身艺术家，制造商，皮肤科医生和化学家之间有争议地讨论。4.5）
皮肤反应纹身可能会出现并发症，从阳光下的纹身瘙痒到严重的（皮肤）反应。症状可能在纹身后不久出现，但有时仅在纹身后数年至数十年后发生。
并发症可分为感染性和非感染性反应。感染反应包括皮肤局部细菌感染和全身性感染，如肝炎和艾滋病毒。原因可能是油漆生产过程中、穿孔或后期护理期间卫生不足。非感染性皮肤反应的触发因素在很大程度上尚不清楚。后者包括过敏反应，异物反应或自身免疫性疾病的表现。
过敏性皮肤反应在红色纹身中尤其常见。在迟发性过敏性皮肤反应的情况下，假设由于持久性成分的反应，触发过敏原在较长时间内在皮肤中形成。6-8）
分析方法为了化学表征持久性成分，特别是皮肤中的色素，检查不良皮肤反应的活检。由于皮肤样品中色素的溶解度有限、基质复杂且在组织中分布不均匀，因此开发用于鉴定皮肤样品中色素的分析方法具有挑战性。为了全面分析和检测可能的反应原因，必须应用特定于元素和分子的方法（图2）。
图3： 分析具有皮肤反应的纹身皮肤样品的可能步骤。
样本采集后，例如穿刺活检，样品可以化学消化或酶消化。另一种选择是薄切片，也适用于组织学检查。在大多数情况下，使用福尔马林固定的石蜡包埋（FFPE）样品，可能需要在分析前对其进行去石蜡处理。
X射线荧光分析（XRF）适用于识别配方或皮肤样品中的无机色素。一种成像变体是微XRF（μXRF），其中空间分辨率可以区分人体自身的元素，并在光学显微镜中将元素信号与可见色素沉积物相关联。由于定量复杂且灵敏度有限，该方法主要用作无机颜料中元素和有机颜料中杂原子的无损筛选方法。9）
为了确定金属杂质，可以使用更可检测的方法，例如电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）。组织材料可以事先用微波分解或用激光烧蚀（LA）-ICP-MS检查。通过使用基质调整标准品进行外部校准，可以直接在组织中定量金属，而无需提取步骤。（约翰福音 7：10）
有机颜料可以使用振动光谱技术进行鉴定，例如拉曼光谱或红外光谱（IR）。这些方法具有高分析速度但选择性低，因为它们检测官能团而不是单个分子。
由于分析物的溶解度低，液相色谱方法仅限于少数颜料，需要复杂的样品制备，例如酶消化或从组织中提取。
表征有机分子的另一种更通用的方法是激光解吸/电离（LDI）-MS，或基质辅助LDI-MS（Maldi-MS）。与LDI-MS相比，在Maldi-MS中添加高吸收性基质可能会增加颜料的信号强度。由于大型共轭π系统和所用激光器波长范围内的最大吸收，大多数颜料可以在没有额外基质的情况下选择性电离。在这里，提取和消化步骤也是不必要的，可以直接在组织上进行分析。
为了涵盖有机颜料的结构多样性，建议使用光谱数据库。9,11,12）为此，测量纯颜料并将生成的光谱存储在数据库中。然后可以将纹身皮肤的光谱与数据库进行比较并分配。9）
皮肤样品中的色素在μXRF和LDI-MS的组合方法中，检查了68例纹身区域有不耐受反应的皮肤活检。在元素方面，检测到钛（56%的样品）和铁（35%）。这清楚地表明使用了二氧化钛和氧化铁。
最常见的有机颜料是喹吖啶酮颜料红（PR）122（40%）和颜料紫（PV）19（31%），以及基于萘酚AS的颜料PR 170（40%）和PR 266（28%）。颜料蓝（PB）15作为酞菁也在31%的样品中检测到。PR 122 和 Ti 以及 PR 170 和 PR 266 常见。两种萘酚AS颜料PR 170和PR 266的混合物用于纹身油墨，名称为PR 210。因此，它们经常一起出现在皮肤样本中。在化学上，两种结构之间的唯一区别是乙氧基或甲氧基取代。9）研究的工作流程如图3所示。
图4： 纹身皮肤活检补充生物成像的示例工作流程，其中纹身区域的皮肤已显示出不良反应。1.光学显微镜用于定位表皮下方皮肤上层的色素。2. μXRF无损检测高浓度元素。元素硫用于表示组织结构。3. 在同一部分，通过LDI-MS和随后的数据库匹配来识别有机颜料。当比较钛信号和两种有机颜料的信号时，明显的分布相似，这与光学显微镜中的颜料沉积相吻合。
化学分析是拼图的一部分皮肤反应是否以及以何种方式与鉴定的色素或其降解产物和杂质有关尚不清楚。频繁检测某些颜料可以指示可能存在的危险或联系。找出皮肤反应的确切原因需要跨学科的方法。医学诊断和组织学检查应始终伴有化学特征。此外，如果出现过敏反应，应进行过敏测试。
不仅皮肤对纹身反应的原因仍未探索，而且缺乏数据来了解生物体中纹身墨水的新陈代谢和降解。这些知识空白需要填补，以便更好地保护消费者，正确评估纹身油墨的风险并减少不良（皮肤）反应的数量。 编译 陈讲运
作者本文由Carina Wolf（照片），Corinna Brungs和Uwe Karst撰写。沃尔夫正在明斯特大学的喀斯特小组攻读博士学位，并正在开发分析方法，用来检查纹身皮肤样本。Brungs在明斯特大学喀斯特小组获得纹身色素分析领域的博士学位。她目前是捷克科学院有机化学和生物化学研究所的博士后。Karst是明斯特大学无机和分析化学研究所的分析化学教授，开发用于研究生物，环境和材料样品的分析耦合技术。
纹身油墨是无机或有机颜料和赋形剂的复杂混合物。最重要的是，不溶性彩色颜料在纹身过程中终生留在体内。
纹身后，可能会出现令人不快的皮肤反应。其原因在很大程度上尚不清楚。
元素和分子特异性分析方法可用于识别皮肤活检中的色素和杂质。
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