BDE-209对斑马鱼肠道的慢性毒性效应

以模式生物斑马鱼为研究对象,探究十溴联苯醚(BDE-209)慢性暴露对肠道组织的毒性效应及分子机制。将斑马鱼暴露于不同浓度的BDE-209[6、60和600μg/L,二甲基亚砜溶剂对照]溶液中28 d,利用苏木精-伊红染色对斑马鱼肠道组织进行病理学检查,并通过生物化学指标和ELISA试验对肠道内氧化应激和炎症反应相关生物标志物含量进行分析,通过实时荧光定量PCR分析肠道屏障、炎症反应和细胞凋亡相关基因的相对表达量。结果表明:BDE-209暴露造成了斑马鱼肠壁变薄、肠绒毛和肠壁外纵肌内空泡化增多以及肠壁和肠绒毛纤毛破损,同时通过下调肠道内ZO-1、Claudin-2和Tjp2a的mRNA相对表达量影响了肠道的物理屏障功能。BDE-209暴露导致肠道内活性氧、丙二醛、过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的含量增加,表明BDE-209暴露造成了肠道内氧化应激。此外,BDE-209暴露导致促炎细胞因子肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β的含量以及肠道内脂多糖含量升高,加重了肠道的炎症反应,并导致p53、Bax、Caspase3基因表达上调和Bcl2基因表达下调,促进了斑马鱼肠道的细胞凋亡。

BDE-47降解基因工程菌的构建及降解效应研究

为提高BDE-47好氧降解菌的降解效率和环境适应性,作者以实验室前期研究的BDE-47好氧降解菌GB-2为供体菌,以AntABC基因簇为目的基因,使用从电子垃圾污染的土壤中筛选的土著优势菌WT-G为受体菌,构建了一株基因工程菌,并置于BDE-47污染土壤中开展模拟降解试验。结果表明:BDE-47好氧降解基因工程菌可稳定遗传,传代30代的菌株降解率可稳定保持在72%~76%之间。在100μg/L的BDE-47中,基因工程菌的BDE-47降解率(76.78%)高于供体菌GB-2(70.17%);在1500 ng/g的BDE-47污染土壤中,基因工程菌的BDE-47降解率(47.15%)也高于供体菌GB-2(41.98%)。BDE-47好氧降解基因工程菌的降解效果优于供体菌GB-2。BDE-47好氧降解基因工程菌降解能力较稳定,且对污染环境具有较好适应性。

BDE-209暴露通过STAT3信号通路促进三阴性乳腺癌细胞的迁移

目的 通过检测在人体中含量较高的新型污染物——十溴联苯醚(BDE-209)暴露对三阴性乳腺癌细胞MDE-MB-231迁移能力的影响,探讨BDE-209暴露对三阴性乳腺癌(triple-negative breast cancer, TNBC)发展的影响及其可能的作用机制。方法 将TNBC细胞MDA-MB-231分为3组:空白对照组(仅含DMEM高糖培养液)、溶剂对照组(含2%DMSO的DMEM高糖培养液)、BDE-209暴露组(在DMEM高糖培养液中加入0.02、0.2、2、20、200、2 000 ng/mL BDE-209),暴露24 h后采用CCK-8实验根据半数抑制浓度(IC50)确定BDE-209的暴露浓度。划痕实验与Transwell小室检测BDE-209暴露对MDA-MB-231细胞迁移能力的影响。运用Western blot和细胞免疫组织化检测信号转导和转录活化因子3(signal transducers and activators of transcription 3,STAT3)及其磷酸化(p-STAT3)的表达水平。采用小鼠荷瘤实验检测BDE-209暴露对于TNBC肿瘤组织中STAT3的表达与活化的影响。结果 与空白对照组比较,BDE-209暴露即可显著提高MDA-MB-231细胞的迁移能力(P<0.01),且呈剂量依赖效应。Western blot和细胞免疫组化检测结果显示,BDE-209暴露显著提高TNBC肿瘤细胞STAT3及p-STAT3的表达(P<0.05)。TNBC荷瘤小鼠结果表明STAT3及p-STAT3在BDE-209(200 ng/mL)暴露后TNBC细胞形成的肿瘤组织中表达量均显著提高。以STAT3抑制剂(STAT3-IN-1)抑制STAT3信号通路后,BDE-209暴露后增加MDA-MB-231的迁移能力受到显著抑制(P<0.001)。结论 BDE-209暴露可通过上调STAT3的表达与活化增加TNBC细胞的迁移能力,促进TNBC的转移。

褶皱臂尾轮虫(Branchionus plicatilis)响应四溴联苯醚(BDE-47)胁迫的能量代谢变化研究

多溴联苯醚(PBDEs)作为一种典型的持久性有机污染物,对海洋生物和生态系统的可持续性构成严重威胁。以2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)作为胁迫因子,以褶皱臂尾轮虫(Branchionus plicatilis)作为受试生物,基于代谢组学技术探讨褶皱臂尾轮虫应对BDE-47胁迫时的能量代谢变化。24 h胁迫实验的结果表明:褶皱臂尾轮虫的滤水率(F)和摄食率(G)显著降低,抑制了其对能源物质的获取;褶皱臂尾轮虫α-淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶活性均受到抑制,降低了其对能源物质的消化效率;褶皱臂尾轮虫的总腺苷酸含量(TAP)随着BDE-47胁迫浓度的增加而不断下降,其能量状态发生了不利变化;褶皱臂尾轮虫的细胞能量分配(CEA)降低,是能量储备(E_(a))减少和能量消耗(E_(c))增加共同作用的结果。代谢组学分析表明褶皱臂尾轮虫的氨基酸代谢、脂质代谢和糖代谢产生了显著变化,发现了与氨基酸代谢、脂质代谢和糖代谢相关的26种差异代谢物和20条代谢通路,氨基酸、脂肪酸以及果糖水平显著下调,溶血磷脂酰胆碱(lysoPC)和磷酸乙醇胺(PE)显著上调。以上结果表明,BDE-47急性毒性胁迫影响了褶皱臂尾轮虫对于能源物质的获取和利用,对褶皱臂尾轮虫的能量状态产生负面影响,并且使其在能量分配上发生了改变。

一株BDE-209降解菌的筛选及其降解特性

为探究细菌对十溴联苯醚(BDE-209)的生物降解特性,从活性污泥中分离出一株有效降解BDE-209的好氧细菌——硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens)。研究该菌降解BDE-209的最适外加碳源,探索P.nitroreducens细胞表面特性在不同BDE-209初始质量浓度下的变化及降解动力学特征。结果表明,P.nitroreducens能够以BDE-209为唯一碳源生长。葡萄糖对BDE-209生物降解的促进作用最为显著,当葡萄糖质量浓度为250 mg/L时,对10 mg/L BDE-209的降解率可达76.2%。BDE-209的降解动力学符合准一级动力学方程,半衰期短、降解速率较快,且P.nitroreducens对较高质量浓度的BDE-209具有良好的耐受性。高质量浓度的Cu^(2+)(≥30 mg/L)会抑制BDE-209的降解和菌株的生长。P.nitroreducens的高细胞表面疏水性使BDE-209更容易进入细胞内部,细胞膜通透性的增加是受到BDE-209的应激作用所致。微生物降解是一种将BDE-209从污染环境中清除的有效修复技术,从环境中筛选出高效降解菌为BDE-209的生物降解提供了更多可能性。

不同pH下五溴联苯醚BDE-85对海水小球藻的毒性效应

将海水小球藻培养在不同pH(8.66、8.44、8.19、7.93)下、不同含量(0、1.52、3.04、6.08、12.16、24.32μg/g)五溴联苯醚BDE-85中,在指数生长期时测定海水小球藻的比生长速率、净光合放氧速率、暗呼吸速率、叶绿素荧光参数以及超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性等参数,探讨不同pH条件下海水小球藻对BDE-85致毒胁迫的生理响应。试验结果表明,低pH条件下经过中、低含量BDE-85处理的海水小球藻的比生长速率呈增加趋势,其中6.08、12.16μg/g试验组较对照组分别增长了6.33%、7.39%;6.08μg/g试验组在低pH条件下净光合放氧速率比对照组高出18.43%,而24.32μg/g试验组则比对照组低39.98%;同时过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性增强,表明海水小球藻的抗氧化作用增强,出现了应激活性,但高含量(24.32μg/g试验组)的BDE-85处理下增强作用不明显。综上,低pH条件可以促进海水小球藻的生长,也可以缓解中、低含量的五溴联苯醚BDE-85的毒害作用,但当BDE-85含量过高时,其缓解效果受到抑制,并且在高含量的BDE-85处理下,二者的交互作用不明显。

2种多溴联苯醚(BDE-47、BDE-209)对褶皱臂尾轮虫单一和联合毒性效应研究

为丰富海洋环境中多溴联苯醚污染对浮游动物毒性效应的研究,本文采用不同浓度的2种多溴联苯醚BDE-47和BDE-209作为胁迫因子,以褶皱臂尾轮虫(Brachionus plicatilis)为受试生物,研究其单一及联合急性毒性效应。研究显示:单一急性毒性作用时,BDE-47胁迫对轮虫的48、72和96hLC50分别为2.113、0.376、0.163mg/L,均小于BDE-209各相应的LC50值,分别为11.162、1.237、0.295mg/L,说明BDE-47对褶皱臂尾轮虫的急性毒性大于BDE-209;二者联合作用时,分别采用浓度1∶1和毒性1∶1进行试验,应用Marking相加指数法计算AI(Additive index),评价二者对轮虫的联合毒性,2种试验配比方式得到的结果类似,暴露时间分别为24、48h时AI>0,联合作用结果均为协同作用;72、96h时AI<0,均表现为拮抗作用。结果表明,96h内随着暴露时间的增加,BDE-47和BDE-209对其联合毒性作用从协同作用转变为轻微的拮抗作用。

十溴联苯醚(BDE-209)对成年大鼠甲状腺激素的影响

多溴联苯醚（PBDEs）是现代工业中广泛应用的溴系阻燃剂,PBDEs具有持久性有机卤素污染物（Organohalogen Contaminants,OHCs）和内分泌干扰物（Endocrine Disrupters,EDs）的化学物理特性.PBDEs的生物毒性也是国际上环境生态科学的关注热点.论文建立了十溴联苯醚（BDE-209）暴露剂量的成年大鼠模型,测定了不同暴露剂量的实验动物血清甲状腺激素（Thyroid hormones,THs）水平,初步研究了PBDEs污染物对生物体甲状腺激素的影响.BDE-209的量-效关系研究结果显示,TT4、FT4和TT3浓度均随着暴露剂量的提高而下降,这可能是BDE-209对甲状腺合成分泌T4、T3起到了抑制作用.不同BDE-209暴露剂量下,TT4~FT4以及TT4~TT3的正相关系数大于FT3~TT3以及FT3~FT4,这意味着BDE-209暴露对于T4从甲状腺激素转运结合蛋白（Transthyretin,TTR）的分离与脱碘过程影响不明显,而影响了结合态T3从TTR的分离过程以及FT4的脱碘过程,从而对甲状腺激素的平衡具有干扰效应.采用基准点分析法,研究了BDE-209对于甲状腺干扰相对效应的时间-效应关系,实验表明由于甲状腺的应激作用,对于毒物具有自我防御功能,BDE-209对甲状腺的干扰效应在5~8d后才有所显现,持续时间至少为14d.

五溴联苯醚(BDE-99)和羟基五溴联苯醚(5-OH-BDE-99)经由THRβ影响斑马鱼胚胎眼部色素的沉着

多溴联苯醚及其羟基代谢物(OH-BDEs)被认为是内分泌干扰物,特别是对甲状腺激素调节的影响。调查并比较了BDE-99及5-OH-BDE-99对甲状腺素受体的影响。斑马鱼胚胎暴露于不同浓度的BDE-99和5-OH-BDE-99中,导致斑马鱼眼球黑色素的色素沉着减少,使用原位杂交以及定量PCR方法检测,发现THRβ在斑马鱼前脑部位表达,并有明显的降低。通过体外实验也证实BDE-99和5-OH-BDE-99能够与THRβ受体结合,尤其是5-OH-BDE-99的结合更为强烈。研究表明,BDE-99和5-OH-BDE-99对斑马鱼胚胎早期THRβ的活性有干扰作用,并导致眼部黑色素沉积减少。上述研究结果对BDE-99和5-OH-BDE-99的生物毒理学机制研究有一定的借鉴意义。

基于IBR模型研究BDE-47和BDE-153对半滑舌鳎的毒性效应

多溴联苯醚(PBDEs)是应用广泛的溴代阻燃剂。选择2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)和2,2’,4,4’,5,5’-六溴联苯醚(BDE-153)对半滑舌鳎(Cynoglossus semilaevis Gunther)进行15 d的暴露实验,测定了不同暴露浓度下半滑舌鳎肝脏的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)、7-乙氧基-3-异吩恶唑酮-脱乙基酶(7-ethoxyresorufin-o-deethylase,EROD)的活性、雌激素受体(estrogen receptor,ER)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量,并运用综合生物标志物响应(integrated biomarker response,IBR)模型研究BDE-47和BDE-153对半滑舌鳎的毒性效应。结果表明,环境浓度BDE-47和BDE-153暴露下半滑舌鳎的抗氧化酶活性、ER含量和EROD活性无显著变化;中高浓度组(500 ng·L^-1和50000 ng·L^-1)与对照组基本上都有显著差异。运用IBR方法进行计算发现,BDE-47和BDE-153对半滑舌鳎的毒性效应呈现出显著的剂量效应。将2种污染物暴露组IBR值进行比较,发现BDE-47各浓度组的IBR值均大于BDE-153组,这表明BDE-47的毒性要高于BDE-153。IBR指数能够有效地对PBDEs的海洋环境风险进行科学评价。

BDE209胁迫对翡翠贻贝(Pernaviridis)SOD、MDA和GSH的影响

采用半静态实验方法,研究不同浓度BDE209(0.1、1、10mg·L-1)在胁迫1、3、7、15d和清洁海水中释放3、7d后,翡翠贻贝(Perna viridis)外套膜和内脏团超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量和谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量的变化规律。结果表明,BDE209胁迫后,翡翠贻贝2组织SOD活性先是受到明显的诱导作用,之后随胁迫时间延长被显著性抑制(P<0.01);BDE209对翡翠贻贝外套膜MDA含量的影响呈诱导-抑制反复变化,对内脏团MDA含量的影响表现为明显的诱导效应,其中胁迫第3d时的诱导率最高,为22.83%。翡翠贻贝外套膜GSH含量在BDE209胁迫初期就被显著诱导(P<0.01),随暴露时间延长诱导效应降低,在第15d时被显著性抑制(P<0.05);BDE209可诱导内脏团GSH含量显著性增加(P<0.05),但随暴露浓度增加GSH含量明显降低。清水恢复阶段,在清洁海水中恢复3d后,翡翠贻贝2组织MDA含量和GSH含量相对于对照组仍有显著性增加(P<0.05);而SOD活性总体在外套膜中受到抑制、内脏团中受到诱导,仅个别浓度组有所恢复。

低浓度重金属对蜡状芽孢杆菌复合菌降解BDE209性能的影响

针对电子废弃物引起的重金属及多溴联苯醚(PBDEs)复合污染问题,采用GC-MSI、CP、紫外扫描、红外光谱等分析方法,研究了蜡状芽孢杆菌(XPB、XPC)复合菌对十溴联苯醚(BDE209)的好氧脱溴降解性能及低浓度重金属对其降解特性的影响.结果表明,复合菌对BDE209有良好的脱溴性能,能将其降解为酚类有机物,反应1 d时其最高脱溴量可达1.18 mg.L-1,脱溴率至少为14.16%.低浓度重金属的存在虽减缓BDE209的降解速率,但依然能保持良好的降解效果,脱溴率仍至少达13.92%.复合菌降解BDE209和吸附重金属的过程主要与羟基、酰胺基团和C—H键有关.单一降解BDE209过程中,复合菌大量释放K+和Na+,最高释放量分别为148.867和225.835μmol.g-1.复合菌在降解BDE209并吸附重金属的过程中,也存在K+和Na+的大量释放现象,且释放量高于单一的降解过程,最高释放量分别为156.482和261.217μmol.g-1.菌体降解BDE209的同时,对Pb2+、Zn2+、Cu2+的吸附率最高值分别为89.47%7、2.22%、39.83%.

甲状腺激素脱碘酶在孕哺期十溴联苯醚(BDE 209)暴露致子代小鼠神经发育毒性中的潜在作用

研究孕哺期BDE209暴露对母鼠胎盘和子代脑组织甲状腺激素脱碘酶（deiodinase,DI）基因表达的影响,及其在子鼠神经发育毒性效应中的作用。将75只雌性昆明小鼠随机分为对照组、低剂量组和高剂量组,暴露BDE20910 d后,与雄鼠合笼,每组选取怀孕时间相近（相差不过2 d）的8只母鼠孕期持续染毒至子鼠断乳。采用实时荧光定量PCR检测孕17～18 d胎盘、出生后60 d子鼠脑组织3种类型脱碘酶基因相对表达,利用Morris水迷宫评价出生后60 d子鼠学习记忆能力,测量第2、16、30和60天子鼠体重,观察孕哺期BDE 209暴露对子代生长发育的作用。结果显示,BDE 209对子鼠出生时体重未见明显影响,出生后30 d,高剂量BDE 209暴露组雌性子鼠体重显著低于对照组子鼠体重（p〈0.05）,而低、高剂量暴露组雄性子鼠体重均显著低于对照组子鼠体重（p〈0.05,p〈0.01）,出生后60 d,BDE 209对子鼠体重影响不明显。BDE 209暴露能够显著延长出生后60 d雌、雄性子鼠逃避潜伏期（p〈0.05或p〈0.01）。BDE209暴露显著降低母鼠胎盘中3种类型脱碘酶（主要是DI-3）基因表达（p〈0.05或p〈0.01）,同时,BDE 209暴露可诱导出生60 d后雄性子鼠脑组织中DI-1基因表达（p〈0.05或p〈0.01）,抑制雄性子鼠脑组织中DI-3基因表达（p〈0.05）,BDE 209暴露对出生后60 d雌鼠脑组织脱碘酶未见明显影响（p〉0.05）。研究结果表明,孕哺期BDE209暴露可能通过影响母鼠胎盘组织脱碘酶（特别是DI-3）基因表达,导致子鼠神经发育毒性效应-学习记忆能力障碍。

BDE3胁迫对翡翠贻贝(Perna viridis)SOD、MDA和GSH的影响

采用半静态试验方法,研究了不同质量浓度的一溴联苯醚(BDE3)(1μg.L-1、10μg.L-1和100μg.L-1)胁迫1 d、3 d、7 d和15 d且清洁海水释放3 d和7 d后,翡翠贻贝(Perna viridis)外套膜和内脏团超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)质量摩尔浓度和谷胱甘肽(GSH)质量分数的变化规律。结果表明,BDE3胁迫后低浓度组翡翠贻贝两组织SOD活性均受到诱导(P<0.01),诱导率随胁迫时间延长而下降,中、高浓度组外套膜对BDE3响应比内脏团灵敏;BDE3对翡翠贻贝外套膜b(MDA)的影响总体呈诱导后抑制趋势,对内脏团b(MDA)的影响表现抑制-诱导反复变化,其中低浓度组第3天时诱导率最高(26.04%),高浓度组第7天时抑制率最高(14.92%);翡翠贻贝外套膜w(GSH)在BDE3胁迫下,低浓度组一直被诱导(P<0.01),中、高浓度组总体呈诱导后抑制作用,内脏团中高浓度组w(GSH)胁迫第1天受到显著抑制(P<0.05),随暴露时间的延长,低浓度组w(GSH)显著增加(P<0.01),中、高浓度组出现诱导抑制的不规律变化。释放阶段结束后仅个别浓度组恢复至对照组水平。

2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对4种海洋微藻的急性毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一类具有生态风险性的新型持久性有机污染物,其中BDE-47是对生物和人体毒性最强的PBDEs同系物之一.选择4种海洋微藻(海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻),采用概率单位-浓度对数法研究了BDE-47对海洋微藻的急性毒性效应(BDE-47浓度梯度设置为0、0.1、1、5、10、50μg·L-1).结果显示,BDE-47对海水小球藻、牟氏角毛藻、中肋骨条藻和赤潮异弯藻的96h半效应浓度(96hEC50)分别为0.79、1.52、1.99和2.25μg·L-1,表明BDE-47对海洋微藻属于极高毒性物质.

BDE-47对斑马鱼胚胎氧化应激与DNA损伤的毒性研究

以斑马鱼胚胎为受试对象,研究了2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)对胚胎的氧化应激及DNA损伤。通过对不同浓度BDE-47(1、5、10、50μg·L^(-1))暴露5 d后胚胎/幼鱼体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽S转移酶(GSH)的活性及丙二醛(MDA)、活性氧(ROS)含量变化的分析以及Sod1、Ucp-2、Gstp2及Nqo1基因相对量表达的测定,考查BDE-47对斑马鱼胚胎/幼鱼的氧化应激效应;通过单细胞凝胶电泳(SCGE)对尾矩值的分析,探讨BDE-47对斑马鱼胚胎/幼鱼的DNA损伤。结果显示,BDE-47能够显著诱导ROS与MDA的产生,并呈现浓度效应依赖关系;50μg·L^(-1)BDE-47能够显著增加SOD与CAT的活性,降低GSH的浓度。BDE-47暴露后50μg·L^(-1)暴露组基因Ucp-2的表达显著上调4.12倍(p<0.01),Gstp2与Nqo1表达分别显著下调至对照组的0.62倍与0.55倍(p<0.01),而基因Sod1相对表达量没有显著变化。同时,5、10、50μg·L^(-1)暴露组胚胎/幼鱼尾矩值显著增加并伴随着ROS的浓度升高。结果表明,BDE-47能够诱导斑马鱼胚胎/幼鱼产生氧化应激,ROS是诱发胚胎发生DNA损伤的导火索。

沉积物中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在铜锈环棱螺体内的毒代动力学及其繁殖毒性

多溴联苯醚(PBDEs)是一种全球性的新型持久性有毒污染物,沉积物中高浓度的PBDEs是水生态系统的巨大风险源,2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)在PBDEs同系物中,目前分布最广,生物毒性最强。为评价沉积物中BDE-47向底栖动物体内转移的潜力及其对底栖动物的潜在繁殖毒性,将实验室培养的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)暴露于BDE-47加标沉积物中,研究了BDE-47在铜锈环棱螺体内的毒代动力学特性及其对铜锈环棱螺潜在繁殖力的影响。结果表明,铜锈环棱螺对沉积物中BDE-47吸收较快,代谢速度相对较慢,BDE-47在铜锈环棱螺体内具有较强的生物积累性。生物积累达理论平衡时,铜锈环棱螺体内BDE-47浓度为1440.67ng·g-1(以样品干质量计)。BDE-47在铜锈环棱螺体内的生物积累和生物净化过程较好地符合一级动力学模型,摄入速率常数、清除速率常数和生物-沉积物累积因子分别为0.10、0.038和2.75,生物半衰期为18d。铜锈环棱螺体内BDE-47达到90%稳定状态所需的理论时间约为60d。低浓度BDE-47(160ng·g-1)暴露对铜锈环棱螺的潜在繁殖力没有影响,但当浓度≥640ng·g-1时,铜锈环棱螺的繁殖力下降50%,这表明BDE-47对铜锈环棱螺具有繁殖毒性。铜锈环棱螺可作为指示沉积物中底栖生物长期暴露于BDE-47的良好检测模型。

BDE-47和BDE-209对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的抑制特性及分子作用力研究

多溴联苯醚(PBDEs)是应用广泛的溴代阻燃剂,其中2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE-47)和2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-十溴联苯醚(BDE-209)广泛存在于环境中。PBDEs具有神经毒性,但其致毒机制尚不明确。本文通过研究BDE-47与BDE-209对乙酰胆碱酯酶(AChE)活性的影响及二者与AChE相互作用的光谱分析,揭示BDE-47与BDE-209导致神经毒性的致毒机制。BDE-47和BDE-209在一定浓度范围内均能够抑制AChE分解乙酰胆碱;随着浓度的增加,两者的抑制率均呈现出先增加后降低的规律。BDE-47浓度为400μmol·L-1时抑制率达到最大,为22.3%;BDE-209浓度为200μmol·L-1时抑制率达到最大,为11.2%。相同浓度下,BDE-47对AChE的抑制率始终大于BDE-209,表明AChE对BDE-47更加敏感。荧光光谱分析结果表明BDE-47和BDE-209与AChE之间的相互作用均主要为疏水作用,同时不存在范德华引力作用;BDE-47与AChE的结合常数大于BDE-209与AChE的结合常数,表明BDE-47更易与AChE相互作用。此外,温度的升高不利于BDE-47和BDE-209与AChE之间相互作用。BDE-47和BDE-209抑制AChE活性很可能是导致神经毒性通路之一。

BDE-47降解菌的筛选及破乳提高回收率的方法优化

通过污染物质量浓度梯度驯化法、最大污染物质量浓度驯化法及外加碳源辅助驯化法,并从整体驯化和分离单菌后驯化2个角度出发,以期系统地筛选出BDE-47高效降解菌种或菌群.测定降解能力过程中,应用物理和化学破乳方法,解决由于细菌表面的疏水性及其分泌的胞外物导致的液液萃取测定回收率过程中的严重乳化问题.结果表明:采用3种方法整体驯化之后进行菌株的分离,分别得到7、3和11株降解菌株,先分离菌株,再采用3种方法逐级驯化共得到能在以BDE-47为唯一碳源的培养基中生长的14株,为驯化最优组合,且经形态学观察及生理生化鉴定可知,先整体驯化再分离得到的菌株,均可在上述14株中找到相对应菌株;水浴、离心及甲醇共同作用的破乳过程为最优破乳组合,其回收率可高达92.3%;甲醇在整个破乳过程中,对BDE-47的回收起积极促进作用,而NaCl则起抑制作用.

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)对大型溞(Daphnia magna)的毒性效应

2,2’,4,4’-四溴二苯醚(BDE-47)在水体及各种水生生物(鱼类、海洋哺乳动物以及水生无脊椎动物)中被广泛检出,但BDE-47对水生无脊椎动物毒性效应的研究还处于起步阶段。以大型溞(Daphnia magna)为受试生物,通过急性(48h)和慢性(21d)毒性暴露实验,考察了BDE-47对大型溞活动抑制率、心率、产仔情况和酶活性等指标的影响。结果显示,BDE-47对大型溞活动抑制率的48h-EC50为112.5μg.L-1;高浓度(>100μg.L-1)BDE-47显著诱导提高大型溞的心率。21d慢性暴露实验中,8μg.L-1处理组中大型溞全部死亡;其他各浓度处理组(0.5、1、2、4μg.L-1)中,母溞第1胎产仔时间延后,第1胎子代数量减少,总产仔数量大幅减少,这表明大型溞的繁殖能力受到抑制。BDE-47在一定程度上抑制了母溞胆碱酯酶(ChE)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性,大型溞体内的代谢机制没有被诱导,神经活性虽被抑制,但抑制率不高。BDE-47大幅诱导过氧化氢酶(CAT)的活性,并呈现一定的剂量效应关系,相对于ChE和GST,CAT对BDE-47暴露更为敏感,可作为BDE-47对大型溞慢性暴露毒性效应的潜在生物标志物。