双(D-葡糖酸)铜（化学名称：Copper bis(D-gluconate)，CAS号：527-09-3）是一种常见的有机铜络合物，由铜(II)离子与D-葡糖酸配体形成的蓝色晶体化合物。它广泛用于营养补充剂、医药和食品添加剂中，作为铜元素的稳定来源，帮助预防和治疗铜缺乏症。从化学专业角度来看，该化合物的结构稳定，溶解度良好，在生理条件下易于吸收，但其毒性需根据暴露剂量、途径和个体因素进行全面评估。以下将从急性毒性、慢性毒性、暴露风险和安全指南等方面进行分析。
化学与生物学基础
双(D-葡糖酸)铜的分子式为C_{12}H_{22}CuO_{14}，分子量约为485.85 g/mol。它是一种螯合络合物，其中两个D-葡糖酸分子通过羟基和羧基与Cu^{2+}离子配位，形成稳定的五元或六元环结构。这种结构提高了铜离子的生物利用率，使其在肠道吸收率高于无机铜盐（如硫酸铜），但也意味着过量摄入时铜离子更容易进入生物系统。
铜作为微量元素，是多种酶（如超氧化物歧化酶和细胞色素c氧化酶）的必需辅因子。然而，铜的稳态平衡至关重要：体内铜浓度过高会干扰锌和铁的代谢，引发氧化应激和细胞毒性。双(D-葡糖酸)铜的毒性主要源于Cu^{2+}离子的释放，而非葡糖酸部分，后者本身是人体代谢中间体，无显著毒性。
急性毒性评估
急性毒性指短期高剂量暴露下的反应。根据毒理学数据库（如PubChem和ECHA），双(D-葡糖酸)铜的急性口服LD50（半数致死剂量）在小鼠中约为5000 mg/kg体重，远高于许多无机铜化合物的200-1000 mg/kg。这表明其急性毒性较低，属于低毒范畴（GHS分类：无急性毒性）。
摄入途径：口服是主要暴露方式。成人一次摄入超过10 g可能引起胃肠道刺激，如恶心、呕吐和腹泻，这是由于铜离子刺激胃黏膜和干扰离子通道。极高剂量（>20 g）可导致溶血性贫血和急性肝衰竭，但此类事件罕见，多见于意外过量或工业事故。
吸入和皮肤接触：粉尘吸入可能刺激呼吸道，引起咳嗽和支气管炎，但LC50（吸入半数致死浓度）数据表明阈值高（>5 mg/L，4小时暴露）。皮肤接触通常无渗透性毒性，仅可能引起局部过敏或刺激，尤其对敏感个体。
机制：急性毒性涉及铜离子诱导的活性氧（ROS）产生，导致脂质过氧化和DNA损伤。动物实验显示，LD50剂量下，小鼠肝酶（如ALT）短暂升高，但多为可逆性。
总体而言，双(D-葡糖酸)铜的急性毒性不如氯化铜或硝酸铜剧烈，其络合形式缓冲了铜离子的即时释放，使其在医疗剂量（每日1-2 mg铜当量）下安全。
慢性毒性与长期风险
慢性暴露指长期低剂量摄入，常見于膳食补充或职业环境中。世界卫生组织（WHO）和美国环境保护署（EPA）将铜的耐受摄入量（TDI）定为每日0.5 mg/kg体重，相当于成人每周不超过5 g双(D-葡糖酸)铜（以铜计）。
主要效应：长期过量可导致威尔逊病样症状，包括肝脏铜积累（肝硬化风险增加2-5倍）、肾小管损伤和神经毒性（如帕金森样震颤）。流行病学研究显示，补充剂滥用者中，10-20%出现血清铜升高（>150 μg/dL），伴随锌缺乏（铜竞争锌转运蛋白ZIP4）。
生殖与发育毒性：动物生殖研究（大鼠，暴露90天）未见显著致畸作用，但高剂量（>100 mg/kg/日）下，胚胎铜水平异常可能影响神经发育。人类数据有限，但孕妇补充需谨慎，避免超过推荐摄入量（RDA：成人900 μg/日）。
致癌性：国际癌症研究机构（IARC）未将其列为致癌物。体外实验显示，Cu^{2+}可促进某些癌细胞增殖（如乳腺癌），但络合形式下无明确证据。慢性暴露的职业工人（如化工操作员）需监测血铜水平。
从毒代动力学角度，铜经肠道吸收后，主要由金属硫蛋白结合，经胆汁排泄。双(D-葡糖酸)铜的半衰期约为2-3天，积累风险低于持久性污染物。
暴露途径与风险群体
消费品暴露：作为食品强化剂（欧盟E578），每日摄入<2 mg铜安全。但自制药或非法补充剂可能超标。
工业暴露：用于电镀和催化剂生产，空气中铜粉尘限值（OSHA PEL：1 mg/m³）。皮肤或吸入暴露需PPE防护。
高风险群体：儿童（吸收率高，RDA较低）、肝肾功能不全者和遗传性铜代谢障碍患者（如Menkes病）需避免自行补充。环境暴露（如污染水源）中，铜浓度>2 mg/L可致鱼类毒性，间接影响人类食物链。
安全指南与管理
为最小化风险，化学专业人士建议：
- 剂量控制：遵循标签指示，成人每日铜不超过10 mg。监测血清铜蓝蛋白水平。
- 急救措施：误食后立即稀释并就医，使用螯合剂（如D-青霉胺）解毒。
- 储存与处理：避光、密封储存于凉爽处。实验室操作戴手套和护目镜。
- 监管标准：中国GB 2760-2014允许其作为食品添加剂，限量依用途而定；美国FDA视其为GRAS（一般公认安全）物质。
结论
双(D-葡糖酸)铜的毒性程度整体较低，在推荐剂量下作为铜补充剂安全可靠，但过量暴露（尤其是慢性）可引发显著健康风险。化学从业者和消费者应基于个体健康状况评估使用，并咨询毒理专家。进一步研究可聚焦其纳米级应用中的潜在新毒性。参考文献包括《铜毒理学》（Elsevier, 2018）和ECHAREACH数据库。