基于蛋白质组学和代谢组学分析初步探讨苯并(k)荧蒽致小鼠生殖损伤的作用机制

目的通过蛋白质组学和代谢组学探究苯并(k)荧蒽[Benzo(k)fluoranthene,BkF]对雄性小鼠生殖损伤潜在的作用机制。方法选取20只健康清洁级6周龄雄性昆明小鼠[体质量(18±2)g],按完全随机分组分为对照组、低剂量BkF组(7.5 mg/kg)、中剂量BkF组(15 mg/kg)、高剂量BkF组(30 mg/kg),每组5只。对照组灌胃给予玉米油,低、中、高剂量BkF组分别给予7.5、15.0、30.0 mg/(kg/d)剂量的BkF,按照10 mL/kg的体积,经口连续灌胃35 d生精周期。每周5 d进行灌胃,连续5周。建模完成后,轻断食10 h进行取材。采用计算机辅助精子分析(computer-assisted sperm analysis,CASA)软件检测分析精液参数;HE染色分析睾丸组织病理结构;采用生物信息学技术分析差异蛋白通路;采用火山图分析高剂量BkF组和对照组差异表达前10的蛋白质;液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)非靶向代谢组学技术,筛选出差异代谢物;通过KEGG及KEGG信号通路注释分析和GO富集分析差异代谢物。结果与对照组比较,BkF处理的小鼠精子数量和活力有下降趋势,差异具有统计学意义(P<0.05)。病理切片结果显示,与对照组比较,BkF处理的小鼠生精小管管腔扩张,生精细胞排列紊乱。蛋白质组学检测睾丸组织蛋白水平,发现Spata46、Rab5b等蛋白水平降低,Zscan21、Aifm2等蛋白水平升高(P<0.01)。蛋白质组学京都基因和基因组百科全书(Kyoto Encyclopeclia of Genes and Genomes,KEGG)富集分析显示,其主要涉及吞噬体、蛋白质输出、核糖体等通路。基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析显示其主要涉及雄性减数分裂Ⅰ、组蛋白乙酰化、p53信号通路的调控、细胞周期的正向调节、细胞死亡的正向调节等信号通路。代谢组学KEGG显示发现氨基糖和核苷酸糖代谢与其他代谢途径联系最为密切。结论蛋白质组学和代谢组学分析结果表明BkF暴露与精子生成、细胞凋亡和周期、DNA损伤、氨基糖和核苷酸糖代谢等相关。

苯并(a)芘和苯并(k)荧蒽混合物对栉孔扇贝毒理学指标的影响

检测了暴露于不同浓度多环芳烃中栉孔扇贝(Chlamysfarreri)消化盲囊和鳃丝的几项毒理学指标变化.苯并(a)芘和苯并(k)荧蒽混合物的浓度梯度设置为0.5、1.0、10.0、50.0μg·L-1.结果表明,低浓度PAHs对消化盲囊EROD活力无显著影响,对GST有一定的诱导作用,而高浓度PAHs对消化盲囊EROD有明显的诱导作用,对GST先诱导后抑制;在PAHs作用下消化盲囊和鳃丝的3种抗氧化酶(SOD、CAT和GPx)活力呈现一定的峰值变化,且在高浓度PAHs下均被显著抑制,同时鳃丝的酶活力较消化盲囊抑制显著;消化盲囊和鳃丝的LPO水平在PAHs处理下随时间不断上升,并表现出明显的剂量和时间效应.暴露于PAHs中栉孔扇贝的EROD、GST和抗氧化酶活力的变化反映了机体的解毒代谢过程和能力,而LPO水平则直接反映了机体的氧化损伤程度,而且各毒理学指标在解毒过程中相互关联,具有很强的规律性.

土壤改良剂对荧蒽、苯并[k]荧蒽提取和植物吸收的影响

在温室条件下,利用盆栽实验研究了三种土壤改良剂(骨炭、活性炭、泥炭)对荧蒽和苯并[k]荧蒽的提取和黑麦草吸收的影响.结果表明,添加骨炭、活性炭和泥炭后,土壤中可提取态荧蒽和苯并[k]荧蒽的量比对照处理分别降低了43.1%—63.8%和35.2%—57.6%,在高剂量骨炭、活性炭和泥炭处理的土壤中,可提取态荧蒽和苯并[k]荧蒽的量降低幅度均比相应低剂量处理的降低幅度大,并且各处理的效果与对照相比均达到了显著差异(p<0.05);骨炭、活性炭和泥炭减少了荧蒽和苯并[k]荧蒽在黑麦草地下部分和地上部分的累积量,并且荧蒽和苯并[k]荧蒽在黑麦草地下部分和地上部分的累积量随着骨炭、活性炭和泥炭添加量的增加呈下降趋势.

固相微萃取-高效液相色谱联用测定水样中的痕量苯并(k)荧蒽

研究了固相微萃取(SPME) 高效液相色谱(HPLC)联用测定水样中痕量苯并(k)荧蒽的的分析方法。对SPME的条件如萃取时间、萃取温度、离子强度、解吸方式、解吸溶剂、解吸时间和HPLC条件进行了优化,建立了SPME HPLC联用分析水样中痕量苯并(k)荧蒽的方法,并用于自来水、雨水和纯净水等实际水样的分析。SPME优化的条件为室温、搅拌速度1100r min、萃取时间30min、甲醇解吸溶剂、解吸时间2min。HPLC的条件为C18反相色谱柱、甲醇流动相、流速1mL min、紫外检测器、波长244nm,以峰高为测量信号。方法的线性范围为0～8.00μg L,检出限为0.014μg L,相对标准偏差(n=6)为6.7%,回收率为82.0%～104.2%。该方法适合于水样中痕量苯并(k)荧蒽的分析。

零交点一阶导数同步荧光法测定苯并(a)芘和苯并(k)荧蒽

研究了苯并(a)芘和苯并(k)荧蒽的同步荧光及其一阶导数同步荧光,利用零交点法能够避免BaP和BkF之间的相互干扰,该方法被用来测定了人工合成样品以及实际水样中BaP以及BkF的测定,平均回收率为86.8～87.2%(BaP)和82.8～84.7%(BkF),检测限分别为0.5 ng/mL(BaP)和0.2 ng/mL(BkF),实验结果令人满意.

水环境中海水小球藻和塔胞藻对苯并[k]荧蒽致毒胁迫的响应

以2种海洋微藻的生长量、酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)为检测指标,研究海水小球藻(Chlorella vulgaris)和塔胞藻(Pyramidomonas delicatula)对苯并[k]荧蒽的致毒胁迫的生理响应,揭示出多环芳烃化合物对水环境污染的重要性。结果显示,苯并[k]荧蒽对2种海洋微藻生长都存在抑制作用,海水小球藻的抑制率最高达62%,并存在剂量效应;适当浓度的苯并[k]荧蒽对塔胞藻生长有短时刺激作用,高浓度的苯并[k]荧蒽对塔胞藻有强烈的抑制作用,其最大抑制率达到89%。添加固定浓度(9μg/L)苯并[k]荧蒽处理2种微藻,海水小球藻体内ACP活性至72 h达最大值,与对照组相比,增加32%,塔胞藻48 h达到最大,升高105%;AKP活性变化趋势与ACP活性基本一致;海水小球藻CAT活性至72 h达到最大值,是对照组的2.3倍,塔胞藻CAT活性至48 h即达最高,为对照组的2.5倍;2种微藻MDA含量随着苯并[k]荧蒽暴露时间的增加而升高,与对照组相比,海水小球藻和塔胞藻在72 h MDA含量分别升高73%、81%;苯并[k]荧蒽对海洋微藻的致毒效应存在种属差异,对塔胞藻的致毒效应大于海水小球藻。

气溶胶中苯并[k]荧蒽的恒能量同步荧光测量条件优化

采用正交实验研究光电倍增管（PMT）工作电压、激发单色器狭缝带宽（EX slit）和发射单色器狭缝带宽（EM slit）等对恒能量同步荧光测量技术的精密度、灵敏度、检出限及半峰宽度的影响机理,筛选和优化气溶胶中苯并[k]荧蒽的最佳测量条件.结果表明,3个因素对精密度、灵敏度、检出限均有显著影响,但只有EX slit带宽对半峰宽度有显著影响.PMT的工作电压越高,精密度越低,灵敏度越高,而它对检出限的影响较为复杂,当PMT工作电压为800V时,检出限可达到最低值;EX slit带宽越大,精密度越高,灵敏度越低,检出限越低,半峰宽度越大;EM slit带宽越大,精密度越低,灵敏度越高,检出限越低.模拟实验优化后的最佳测试条件为PMT工作电压800V、EX slit带宽2.5nm以及EM slit带宽5nm,.此时的最低检测限为0.086ng/mL,能适合于在线检测的技术要求.在环境实际气溶胶样品苯并[k]荧蒽含量的测量时,该方法与HPLC-FLD的测量值差异较小,两者的差值范围为1.73~10.70%,具有很好的可比性.

加速溶剂萃取-液相色谱紫外检测器测定固体废物中苯并[j]荧蒽的含量

应用莱伯泰科Flex-HPSE快速溶剂萃取仪(ASE),赛默飞UltiMate3000液相色谱仪。建立了固体废物中苯并[j]荧蒽的加压流体萃取-液相色谱紫外检测器测定的检测方法。快速溶剂萃取仪在压力1400 psi、提取剂为二氯甲烷-正己烷混合溶液(1∶1),萃取5 min,反复萃取三次,并用CNWBOND Si硅胶多环芳烃专用SPE小柱作为净化柱,通过活化、上样、淋洗、洗脱、溶剂置换等步骤。确定了苯并[j]荧蒽的线性范围为2.00~10.0 mg/L,r=0.999,方法检出限为0.02 mg/kg,检出下限为0.08 mg/kg。苯并[j]荧蒽在实际固废样品加标为4μg、6μg、8μg三种梯度水平下的相对标准偏差为4.1%~5.9%,回收率为89.0%~97.4%。

电喷雾萃取电离-串联质谱测定鲜竹沥中的二苯并[a,h]蒽

采用电喷雾萃取电离-串联质谱(EESI-MS/MS)技术,在优化条件下建立了鲜竹沥中二苯并[a,h]蒽(DBA)的快速检测方法。在正离子检测模式下,对离子传输管温度、喷雾电压、电喷雾溶剂流速、样品流速进行优化。以硝酸银的甲醇溶液为电喷雾溶剂,诱导DBA和Ag+形成[DBA+Ag]+、[2DBA+Ag]+等特征离子,再结合碰撞诱导解离技术,最终实现了鲜竹沥中DBA的快速定性定量检测。实验结果表明,DBA在0.1~100μg/L质量浓度范围内线性良好,线性相关系数(r2)为0.998 0,方法检出限(LOD)为0.054μg/L,定量下限(LOQ)为0.179μg/L。该方法对鲜竹沥中DBA的加标回收率为81.5%~87.1%,相对标准偏差为1.9%~3.9%。所建方法具有无需复杂样品预处理、准确度高、可直接快速检测等优点,适用于鲜竹沥中DBA的快速筛查与直接分析,同时也为其他PAHs的检测提供了技术手段。

固相微萃取——高效液相色谱联用测定水样中的痕量苯并(k)荧蒽

研究了固相微萃取(SPME)—高效液相色谱(HPLC)联用测定水样中痕量苯并(k)荧蒽的的分析方法。对SPME的条件如萃取时间、萃取温度、离子强度、解吸溶剂、解吸时间和HPLC条件进行了优化,建立了SPME—HPLC联用分析水样中痕量苯并(k)荧蒽的方法,并用于自来水、雨水和纯净水等实际水样的分析。SPME优化的条件为室温、搅拌速度1100r/min、萃取时间30min、甲醇解吸溶剂、解吸时间2min。HPLC的条件为C18反相色谱柱、甲醇流动相、流速为1mL/min、紫外检测器、波长244nm,以峰高为测量信号。方法的线性范围为0～8.00μg/L,检出限为0.014μg/L,相对标准偏差(n=6)为6.7%,回收率为82.0%～104.2%。该方法适合于水样中痕量苯并(k)荧蒽的分析。

恒波长同步荧光同时测定1，2-苯并蒽、苯并[K]芴和3．4，8．9-二苯并芘

为检测多环芳烃，采用了1，2-苯并蒽（1，2-BA）、苯并[K]芴（BkF）和3．4，8．9-二苯并芘（DBP）恒波长同步荧光分析法，选择波长差△λ=30nm，只需一次扫描，就可实现3组分的同时鉴别和定量测定．该方法简便、快速、灵敏，无需预分离，用于自来水、海水和溪水的分析，取得了良好的效果．

苯并[k]荧蒽(BkF)致雄性生殖细胞损害的初步研究

目的 建立高环多环芳烃的代表性化合物苯并[k]荧蒽(BkF)致小鼠精母细胞(GC-2spd)损伤模型,初步探讨BkF引起GC-2细胞的损伤效应及机制。方法 通过比较毒理基因组学数据库(Comparative Toxicogenomics Database, CTD)筛选与BkF相关的男性生殖系统疾病的基因,对其进行功能和通路富集,探索可能的通路机制。以终浓度为0、10、20、40、80μmol/L BkF处理GC-2细胞,检测细胞周期、氧化应激水平及DNA损伤效应,采用Western blot检测关键基因及相关通路核心分子的蛋白表达水平。结果 CTD数据库中筛选出与BkF相关生殖系统疾病的关键基因为CYP1A1和CYP17A1。GO富集分析发现其在男性生殖系统、细胞周期阻滞、氧化应激等生物过程中明显富集,KEGG富集分析发现其在细胞色素P450通路中富集明显(P<0.01)。BkF染毒GC-2细胞72 h后,细胞增殖活力较对照组明显下降,且存在剂量-效应关系。染毒剂量高于40μmol/L后细胞周期阻滞明显(P<0.05),且染毒组细胞内ROS水平(P<0.05)、DNA损伤标志物γ-H2AX蛋白表达量(P<0.01)呈剂量依赖性增加。与对照组相比,染毒组细胞CYP1A1和CYP17A1的蛋白表达显著增加(P<0.05)。加入AhR抑制剂CH223191后,染毒组CYP1A1和CYP17A1的表达明显下调(P<0.05)。结论 BkF通过诱导AhR受体激活,引起下游基因CYP1A1和CYP17A1的表达升高、细胞内ROS增加,从而导致GC-2细胞氧化应激,造成遗传损伤。

苯并18-冠-6配合物[K(B18-C-6)]SCN的合成与结构分析

苯并 18 -冠 - 6 (B18- C- 6 )与 K2 [Cd(SCN) 4 ]反应 ,得到了 [K(B18- C- 6 ) ]SCN配合物。通过元素分析、红外光谱、单晶 X射线衍射进行了结构分析。该配合物为单斜晶系 ,空间群 P2 (1) / c,晶体学数据 :a=0 .996 0(3) nm,b=2 .5 0 97(7) nm,c=0 .8374 (2 ) nm,β=10 6 .5 19(5 )°,V=2 .0 0 6 7(10 ) nm3 ,Z=4 ,F(0 0 0 ) =86 4,R1=0 .0 4 2 9,w R2 =0 .0 5 75。结构分析表明 ,该配合物由一个 [K(B18- C- 6 ) ]配阳离子和一个 SCN阴离子组成 ,配合物的两个分子通过 K+ -

高效液相法测定水质中苯并[j]荧蒽的含量

建立了一种测定水质中苯并[j]荧蒽(benzo[j]fluoranthene)的分析方法,对地下水样品和地表水样品分别采用液液萃取法和固相萃取法进行前处理,萃取液经净化、浓缩后,用高效液相色谱仪进行分析测定。结果表明,本方法校准曲线在0.05~5.0μg/L浓度区间内线性良好,相关系数r<0.999;苯并[j]荧蒽的方法检出限为0.004μg/L,测定下限为0.016μg/L;测定高、中、低三个浓度水平下的加标样品,地下水样品和地表水样品相对标准偏差分别为1.40%~8.86%,1.05%~5.85%;加标回收率分别为88.0%~98.3%,82.0%~97.6%。

一株高分子量多环芳烃降解菌的筛选、鉴定及降解特性研究

采用富集培养方法从多环芳烃污染土壤中筛选分离得到1株能以苯并[a]芘(B[a]P)为唯一碳源和能源生长的菌株。形态特征观察和16SrDNA序列分析结果表明,该菌株为副球菌属(Paracoccus sp.),编号为HPD-2。HPD-2在3.0mg/L的B[a]P液体培养基中生长较慢,培养5d后B[a]P的降解率为89.7%。同时,该菌株对四环的芘和荧蒽也具有较好的降解能力,培养7d后芘和荧蒽的降解率分别达到47.2%和84.5%。可见,该菌株对高分子量PAHs具有很好的降解潜力。

翡翠贻贝内脏团抗氧化酶活性及脂质过氧化物含量对苯并(b)荧蒽胁迫的生物响应研究

为了研究苯并(b)荧蒽这一典型的多环芳烃化合物对水生生物的毒性效应,测定了不同浓度(2.0、10.0和50.0μg.L-1)苯并(b)荧蒽胁迫15 d和清水释放10 d后翡翠贻贝(Perna viridis)内脏团组织中抗氧化酶(CAT、SOD和GPx)活性和MDA含量的变化。结果表明,2.0μg.L-1浓度组中CAT活性呈现出诱导-抑制的规律,在第4天达到峰值,诱导率为81.9%;10.0和50.0μg.L-1浓度组中SOD活性在整个胁迫阶段呈现抑制-诱导-抑制的趋势,第2天时抑制率分别为31.9%和49.8%,第8天时诱导率分别为24.9%和62.3%;10.0和50.0μg.L-1浓度组中GPx活性在整个胁迫阶段呈现抑制-诱导的变化规律,第8天抑制率分别为30.6%和40.6%,15 d时诱导率分别为20.6%和21.3%。随着清水释放实验的进行,2.0和10.0μg.L-1浓度组的翡翠贻贝内脏团抗氧化酶活性逐渐恢复,氧化损伤逐渐降低,但50.0μg.L-1浓度组中翡翠贻贝的SOD和GPx活性10 d后仍显著低于对照组水平。本研究中,翡翠贻贝内脏团抗氧化酶活性的变化,可以反映苯并(b)荧蒽在一定浓度与时间范围内对机体的胁迫程度;而MDA含量与苯并(b)荧蒽存在显著的时间-效应和浓度-效应关系,表明苯并(b)荧蒽能通过氧化损伤途径对机体产生毒性作用。

菲和苯并(b)荧蒽曝露对翡翠贻贝外套膜的氧化胁迫及损伤

实验室条件下研究了不同质量浓度(2.0μg.L-1、10.0μg.L-1和50.0μg.L-1)的菲(PHE)和苯并(b)荧蒽(BbF)胁迫15 d和清洁海水恢复7 d中翡翠贻贝(Perna viridis)外套膜组织中超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)质量摩尔浓度的变化。结果表明,PHE胁迫下翡翠贻贝外套膜SOD活力呈先升高后降低的变化规律;BbF胁迫下的翡翠贻贝外套膜SOD活力在胁迫第15天时被显著诱导(P<0.05)。从b(MDA)的变化来看,PHE和BbF均可导致翡翠贻贝外套膜明显的氧化损伤,之后在清洁海水的净化过程中,这种损伤逐渐降低并恢复至正常水平。鉴于2种PAHs胁迫下翡翠贻贝外套膜SOD活力和b(MDA)均发生明显变化并表现出一定的差异性,翡翠贻贝体内的生化指标适合指示PAHs对海洋环境的污染。

平邑甜茶根毛细胞离子流动性对PAHs胁迫的响应

以苹果砧木-平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd)幼苗为实验材料,采用营养液栽培,利用非损伤微测技术,研究多环芳烃(PAHs)中荧蒽和苯并(b)荧蒽胁迫处理对平邑甜茶幼苗根毛细胞Ca^(2+)、K^+、H^+流速的影响.结果表明:(1)经荧蒽及苯并(b)荧蒽胁迫处理后,平邑甜茶幼苗根毛细胞Ca^(2+)平均流速由对照的(-63.53±9.30)pmol/(cm^2·s)分别增加到(+62.85±10.00)pmol/(cm^2·s)、(91.33±19.72)pmol/(cm^2·s);K^+流速平均值由基础流速(-60.56±14.56)pmol/(cm^2·s)分别增至(+32.60±5.44)pmol/(cm^2·s)、(+36.76±5.23)pmol/(cm^2·s);H^+平均流速由对照的(+44.38±5.19)pmol/(cm^2·s)分别降低至(-0.72±0.055)pmol/(cm^2·s)、(-6.34±0.79)pmol/(cm^2·s).经荧蒽及苯并(b)荧蒽处理,根毛细胞表面Ca^(2+)、K^+、H^+流动性发生明显逆转.Ca^(2+)、K^+表现为外排趋势,且外排量逐渐降低,最终趋于稳定;H^+表现较稳定的内吸趋势.(2)苯并(b)荧蒽胁迫对平邑甜茶幼苗根毛细胞离子流动性造成的毒性效应高于荧蒽.说明PAHs胁迫会破坏植物根毛细胞离子流动性,影响植物正常生长,为深入研究植物受PAHs胁迫所产生的响应提供理论依据.

荧蒽/硬脂酸混合LB膜的时间分辨荧光研究

荧光法比吸光度法灵敏,更适用于超薄膜系如LB膜的表征。拉制了荧蒽和苯并[b]荧蒽镶嵌在硬脂酸基质中的LB膜,探讨了它们的稳态和时间分辨荧光性质。实验表明,两种分子以单体形式存在于LB膜中。

一种室温条件下合成苯并[j]荧蒽的新方法

1-丁氧基萘与苯甲醛在FeCl3促进下经傅克反应合成苯基-4,4'-二(1-丁氧基萘基)甲烷(2);2经Scholl反应合成了5,12-二丁氧基苯并[j]荧蒽(3),2和3为新化合物,其结构经1H NMR,13C NMR,MALDI-TOF-MS和X-射线单晶衍射(3)表征。3属单斜晶系,空间群Cc,晶胞参数a=16.606 2(15),b=14.395 5(15),c=10.185 9(9),β=116.338(9)°,V=2 182.2(4)3。