滇池水环境中微囊藻毒素的生物降解

利用从滇池蓝藻水华生物量中提取的微囊藻毒素试验溶液,接种滇池沉积物的微生物,研究其在有氧条件下的生物降解过程.结果表明,水体中的微囊藻毒素易被生物降解,其降解反应服从方程C=A/(1+Be-Ct).当温度在12~25℃,加入的沉积物量为1~10g时,藻毒素粗提液的平均降解反应速率为3.18(1.13d-1,平均半衰期t1/2为2.66(1.27d,且藻毒素的生物降解速度随反应温度和沉积物量的增加而提高.研究结果还表明,生物降解是去除滇池水环境中微囊藻毒素的一个重要机制.

农田土壤中微囊藻毒素污染特征及风险评价

蓝藻水华释放的微囊藻毒素（MCs）通过灌溉、堆肥沤田等途径进入农田土壤造成污染.采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱方法（HPLC-MS/MS）研究了滇池周边35个代表性农田土壤样品中3种典型微囊藻毒素（MC-LR、MC-RR、MC-YR）的含量、分布特征及风险水平.结果表明,MCs检出率为85.7%,总含量为n.d.~7.8μg/kg,平均含量为1.6μg/kg,其中MC-RR检出率（82.9%）和含量（n.d.~5.3μg/kg）最高.3种MCs的健康风险和生态风险均在可接受范围内,健康风险以MC-YR最大,生态风险以MC-LR最大.儿童以口腔暴露MCs为主,成人以皮肤暴露MCs为主,儿童暴露MCs的健康风险高于成人.

天然水体中微囊藻毒素归宿的初步研究

微囊藻毒素是有毒蓝藻释放的肝毒性代谢物,对环境和人们健康具有潜在危害,成为各国普遍关注的热点,并已列入我国地表水环境质量特定检测项目。在暴发严重蓝藻水华的滇池水环境治理工程中,对水华污染水体中微囊藻毒素的含量进行了全年监测,结果表明水样中微囊藻毒素含量的变化范围为0.17～0.82μg/L,比水体中蓝藻生物量的藻毒素含量低了至少一个数量级。为研究水体中藻毒素的归宿,通过有关微囊藻毒素的吸附、光降解、微生物降解等一系列现场和实验室研究,结果表明光降解是滇池水体中微囊藻毒素浓度降低的主要途径,同时微生物降解、生物积累和颗粒物吸附也是水体中微囊藻毒素浓度降低的因素。探讨了蓝藻水华污染水体的藻毒素归宿途径,并提出了有待研究的问题。

微囊藻毒素在银鲫肠道中的累积及其病理学影响

银鲫(Carassius auratus),杂食性鱼类,是我国淡水主养品种之一。在富营养化湖泊中,它能以有毒微囊藻为主要食物,导致微囊藻毒素(MCs)在其组织中大量累积。为研究MCs在肠道内累积和代谢特征及其对肠道的毒性影响,分别以50和200μg MC-LReq·kg-1剂量的MCs粗提液(主要含MC-RR和MC-LR)对银鲫进行腹腔注射,并在注射后1、3、12、24、48和168 h后取样。MCs的含量用LC-MS和HPLC进行定性和定量测定,结果发现,高低两剂量组银鲫肠中MCs的含量均在注射后1 h达最大值(分别为2.8和181.4 ng·g-1DW),然后随暴露时间的延长迅速下降。相对于毒素的累积,MCs诱导的银鲫肠组织损伤具滞后性,注射后48 h内,高低两剂量组肠道的病理变化呈时间-剂量依赖性的增长,病理特征表现为肠上皮细胞排列紊乱,甚至出现坏死、溶解和脱落,杯状细胞数目显著增多,微绒毛结构破坏并伴随淋巴细胞浸润。实验结果表明,单次染毒后MCs在鲫肠道中迅速累积后降解,并造成时间-剂量依赖性组织损伤,且低剂量组的损伤是可逆的。

微囊藻毒素在铜锈环棱螺肝组织中的累积降解及对3种酶活性的影响

把铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)暴露于不同浓度的有毒微囊藻藻液中(对照组:只投喂四尾柵藻(Scenedesmus quadricanda);混合藻组:50%四尾柵藻+50%铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa);蓝藻组:只投喂铜绿微囊藻),用酶联免疫检测法(Enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)检测藻液和肝组织中藻毒素浓度,藻液中包括藻相和水相的总微囊藻毒素(MC)浓度分别为:对照组0μg·L-1;混合藻组(14.47±1.22)μg·L-1;蓝藻组(29.47±2.43)μg·L-1。螺在两种不同毒素浓度藻液中暴露15d后再移入四尾柵藻藻液中降解15d。结果表明,暴露期间,混合藻组、蓝藻组螺肝组织中MC含量均为先增加后减少,再增加,且同期混合藻组MC含量都明显高于蓝藻组;作为机体代谢生物标志物的酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(ALP)活性随MC浓度及其暴露时间发生相应变化;作为解毒生物标志物的谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性在混合藻组先被诱导后被抑制,在蓝藻组初期变化不明显后表现为诱导。在15d降解过程中,混合藻组和蓝藻组MC含量均持续下降;机体生物标志物ACP、ALP和GST活性表现为不同程度的降低。本试验结果为ACP、ALP和GST活性作为MC胁迫的生物标志物提供了一些依据。

高效液相色谱法测定水中微囊藻毒素的含量

微囊藻毒素(MC)是水样释放的有毒代谢物,对环境及人类健康具有较大的危害性。因而建立高效液相色 谱法(HPLC)测定水中藻毒素的方法,用该法检测常见微囊藻毒素MC-LR的检出限为0.03μg/L,线性定量范围为0.05- 10μg/L,建立了标准曲线和工作曲线,并应用该方法分析水样,表明其具有实用性,并初步利用导数光谱法进行定量。

饮用水中微囊藻毒素限值与生物预处理控制

微囊藻毒素-LR(MCLR)是强烈的肝脏肿瘤促进剂,许多国家和地区规定了饮用水中微囊藻毒素(MC)的最高浓度。常规制水工艺不能有效去除富营养化原水中的MC,导致给水厂出厂水中MC超过浓度限值,对人类健康构成潜在威胁。采用阶式生物膜反应器处理含MC的富营养化湖水,HRT为2 h时,藻类的去除率大于90％,细胞外MCLR和MCRR的去除率分别达到86.7％和81.7％以上,总MCLR和MCRR的去除率分别达到71.5％和80.5％以上。阶式生物膜反应器可用于富营养化原水的生物预处理。

外源一氧化氮缓解微囊藻毒素对青菜幼苗的毒害效应

微囊藻毒素(MCs)能够诱导青菜幼苗产生氧化损伤,并进一步抑制青菜幼苗的生长。相比较于单独MCs处理,外源一氧化氮(供体为SNP)预处理能够显著降低青菜幼苗体内活性氧(ROS)水平、减缓脂质过氧化反应,从而可以在一定程度上缓解MCs胁迫对青菜幼苗生长的抑制效应。这说明一氧化氮可能作为信号参与了青菜幼苗对MCs的解毒反应。

紫外-微臭氧工艺降解微囊藻毒素的动力学特性

研究了紫外微臭氧工艺降解微囊藻毒素(MC)的动力学过程与特性.结果表明:MC-RR,MC-YR和MC-LR三种MC在紫外微臭氧反应器中的降解过程为一级动力学反应,半降解时间分别为74.5,32.2和24.2min;降解速率不受初始藻毒素浓度的影响,湖水中天然有机物(NOM)能捕获自由基,抑制MC的降解,葡萄糖对MC的降解没有影响;紫外微臭氧工艺主要通过HO·等自由基对MC侧链Adda基中不饱和共轭双键的破坏而降解MC,并使藻毒素脱毒.紫外微臭氧工艺可用于降解饮用水中MC.

微囊藻毒素降解方法研究进展

综述了微囊藻毒素的特性及各种去除方法,包括物理法、化学法和生物法等,并提出了去除微囊藻毒素新的研究方向。

微囊藻毒素毒性的分子机制研究进展

近几年来,随着水污染情况的加剧,许多水体出现富营养化的现象。微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是富营养化的淡水中最常出现的一类藻类毒素。到目前为止,学术界对MCs的毒性已有大量研究。本文主要对MCs本身及其毒性作用的分子机制研究进展进行综述。

抗微囊藻毒素单链抗体基因的构建、表达及初步鉴定

利用RT-PCR方法从抗微囊藻毒素-LR(MC-LR)单克隆抗体的杂交瘤细胞中扩增出抗体的V_H和V_L基因,构建了抗MC-LR分子的单链抗体(scFv)基因。SDS-PAGE和Western blot分析结果显示,该单链抗体基因在大肠杆菌Origami 2中特异性表达出分子量约为30kD的融合蛋白。通过Ni-NTA金属亲和层析法对可溶性表达产物进行纯化,获得的目的蛋白浓度为0.115mg/mL。ELISA反应结果表明该单链抗体能与MC-LR特异性结合。此研究为制备多价高亲和力抗MC-LR抗体奠定了基础。

氧协同菱铁矿降解微囊藻毒素机理研究

已知在无氧条件下天然矿物菱铁矿能成功水解微囊藻毒素-LR(MC-LR),然而实际应用过程中难以避免水中溶解氧(O_(2))的存在,因此有必要深入研究不同溶氧量(DOC)条件下菱铁矿对MC-LR降解的影响。本文通过在无氧和有氧条件下菱铁矿对MC-LR的降解实验,发现在有氧条件下(溶氧量1.62~21.87 mg/L),MC-LR的降解速率均比无氧条件(k_(0)=0.03016 mg·L^(-1)·h^(-1))高且其降解速率随O_(2)含量增加而依次增加,当O_(2)加入量为1.0 mL(溶氧量21.87 mg/L)时,菱铁矿对MC-LR降解速率最大(0.08334 mg·L^(-1)·h^(-1)),为无氧条件下的2.76倍。通过外加腐殖酸(humic acid,HA)和自由基进行捕获实验,发现FeCO_(3)能直接活化O_(2)产生超氧自由基(·O_(2)^(-)),以实现对MC-LR的氧化,但外加HA抑制了菱铁矿对MC-LR的选择性水解。MC-LR降解中间产物的液质联用(LC-ESI/MS)分析结果表明,在有氧条件下,MC-LR的水解位点先后发生在Mdha—D-Ala和Adda—L-Arg肽键,在菱铁矿表面Fe^(Ⅱ)活化O_(2)产生的·O_(2)^(-)的氧化作用下,水解产物继续发生羟基化及脱羧反应,最终转化为小分子醛。

铜绿微囊藻和微囊藻毒素的去除研究进展

阐述了蓝藻水华中主要藻类——铜绿微囊藻及微囊藻毒素(MCS)的危害,分析了化学除藻方法中的氧化法常用工艺特点,指出了不同氧化剂在去除藻类过程中的作用特点及存在问题。针对氧化法的不足,以黏土、壳聚糖及其改性的复合材料得到了广泛研究,综述了上述新型材料在除藻方面的应用研究进展。分析了膜处理、等离子体处理及光催化技术的应用情况。通过总结不同处理方法的优缺点,为含藻水的处理提供决策参考。

微囊藻毒素的神经毒性及其与神经退行性疾病的关系

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是蓝藻产生的一类天然毒素,对肝、神经等多个器官具有毒性。中毒人群或动物表现出一系列的神经毒性症状,引起了越来越多研究学者的关注。同时MCs可以通过一种有机阴离子转运多肽,经血脑屏障转运至脑组织中进行分布和蓄积,造成神经系统发育异常,损害神经系统功能,并可能引发相关的神经退行性疾病如阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)、帕金森病(Parkinson’s disease,PD)的发生。一系列的蛋白质组学研究发现,MCs可能是通过影响脑组织中细胞骨架、氧化应激及能量代谢等方面对神经系统发育与功能产生一定的损伤。对MCs的神经毒性研究进展进行了概述,对其神经毒性作用机制进行了初步探讨,并对其进一步的研究提出了展望。

微囊藻毒素人工完全抗原制备与鉴定

为了研究微囊藻毒素-LR(MC-LR)的免疫学检测方法,试验制备了MC-LR人工完全抗原,采用水溶性碳二亚胺法将微囊藻毒素的羧基与牛血清白蛋白(BSA)的氨基偶联,同时利用琼脂糖凝胶电泳、非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳、紫外扫描分析及ELISA等技术对偶联结果进行鉴定与分析。结果表明:微囊藻毒素的羧基与BSA的氨基偶联成功。说明人工完全抗原制备成功,可用于MCLR的免疫学检测。

质谱鸟枪法非靶向快速初筛青鱼中微囊藻毒素残留

母离子扫描(PreIS)是一种功能强大的扫描模式,但较少受到质谱工作者关注。本实验利用PreIS的功能特性和微囊藻毒素(MCs)的分子结构特征,建立了一种鸟枪法用于非靶向快速初筛青鱼(Mylopharyngodon piceus)中MCs残留。通过优化固相萃取条件和质谱参数,选取m/z 135([C_9H_(11)O+H]^+)为特征碎片峰,快速初步定性筛查了所有含该基团的MCs。实验发现,MCs在质谱气相环境内更容易形成双电荷离子,且谱图较纯净,以[M+2H]^(2+)为主。通过方法学验证,该方法的线性关系良好,相关系数R^2介于0.992 5～0.997 1之间;灵敏度较高,检出限和定量限分别低于1.25μg/L和3.99μg/L;日内、日间精密度的相对标准偏差分别为6.8%～8.6%和7.2%～9.1%,重现性较好;方法回收率为68.2%～83.4%,RSD为4.5%～6.8%,能够满足一般分析测试的要求。采用该方法对市售青鱼进行MCs快速初筛,阳性检出率为15%,MCs总浓度为3.4～15.8μg/kg,主要检出的种类为微囊藻毒素RR(MC-RR)和LR(MC-LR)。该方法能够快速检测青鱼中MCs残留,可以为相关部门提供依据和参考,从而为消费者食品安全提供保障。

离子液体修饰的磁性类沸石咪唑酯骨架材料在藻毒素分析中的应用

采用基于离子液体修饰的类沸石咪唑酯磁性复合纳米材料(IL@M/ZIF-8)的磁性固相萃取(MSPE)前处理技术,结合超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法(UPLC-MS/MS)测定环境水体中痕量微囊藻毒素MC-RR和MC-LR的浓度水平。以扫描电镜和透射电镜对合成材料进行表征,并对UPLC-MS/MS条件和MSPE技术中吸附剂用量、水样pH值、洗脱溶剂的种类、振荡时间等参数进行优化。在最佳条件下,MC-RR和MC-LR分别在0.01~5μg/L和0.05~5μg/L浓度范围内呈良好线性,线性系数(r)分别为0.9995、0.9993,检出限分别为1.98、3.94ng/L,定量下限分别为6.52、12.98ng/L。将该方法应用于实际水样的测定,加标回收率为88.5%~108%,相对标准偏差为1.5%~7.2%。该方法操作简单,灵敏度高,可用于水样中痕量微囊藻毒素的检测。

湖州市饮用水源地藻毒素污染特征调查研究

微囊藻毒素(MCs)具有强烈的机体肝毒性和促癌作用,直接威胁饮用水安全。文章监测了2015年9月-2016年9月湖州市主要饮用水源地(城西水厂、城北水厂、老虎潭水库)水体中MCs含量以及水体主要理化指标的变化,包括pH、水温(WT)、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH_4^+-N)、总磷(TP)、叶绿素a(Chl-a),根据监测数据评价各水源地的富营养状态,阐明MCs污染特征及其与水体理化指标的相关性。结果表明:老虎潭水库综合营养指数常年处于中营养状态,城西水厂、城北水厂都处于轻度富营养状态。3处饮用水源地水体中MCs平均含量为(0.063±0.002)μg/L,低于WHO推荐的饮用水藻毒素标准(1.0μg/L),处于安全范围。水体ρ(MCs)与ρ(TP)呈显著正相关(P<0.05),与WT、ρ(TN)呈负相关,与ρ(TN/TP)、pH、ρ(NH_4^+-N)、ρ(Chl-a)、ρ(高锰酸盐指数)相关性不显著。