滇池藻毒素时空分布特征及其与环境因子的相关性分析

滇池频繁暴发蓝藻水华对生态系统和人类健康造成了潜在威胁.为实现对滇池水体藻毒素(MCs)的快速监测,厘清其时空分布特征和驱动因子,通过对滇池33个点位的调查采样,利用超高效液相色谱质谱仪(UPLC-MS/MS)开发了在线固相萃取同时测定地表水中8种MCs的检测方法.该方法简便快捷,具有灵敏度高、准确性强的特点.本文利用该方法分析了滇池MCs浓度的时空分布特征,并通过Pearson相关性分析研究MCs浓度与环境因子的关系.结果表明:(1)滇池MCs浓度的时间分布规律表现为夏季(141.5475~896.8037 ng/L)>春季(51.2630~1245.2583 ng/L)>秋季(28.4733~409.1775 ng/L)>冬季(16.2716~122.8470ng/L);在空间上,滇池中部区域(观音山西-观音山中)在全年均检测出了较高的MCs浓度,同时,春夏季时外海和草海北部的整体浓度显著升高.(2)在MCs组成上,MC-LR是滇池的主要毒素种类,其次为MC-LW、MC-RR和MC-WR,而MC-LR和MC-LW的占比受到了水温的显著影响.(3)MCs浓度与藻密度呈显著负相关,这可能与滇池特殊的水力条件和流场有关;MCs浓度与叶绿素(Chla)浓度、氨氮(NH_(4)^(+)-N)浓度、总磷(TP)浓度、高锰酸盐指数、透明度均呈显著正相关,与总氮(TN)浓度呈显著负相关,与BOD5呈极显著正相关.研究显示,光照强度(透明度)和营养盐(TN、TP、有机物)浓度是控制滇池MCs产生的重要因子,这为滇池MCs的预测预警和生态风险防控提供了科学依据.

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.

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。

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。

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。

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。

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。

肽类藻毒素液质联用检测研究进展

介绍了微囊藻毒素(MCs)和结球藻毒素(NOD)的结构与毒性。相比于其他方法,在检测肽类藻毒素的应用上,液质联用法(LC-MS)具有操作简单,检测限低,可有效分析组分结构等优点。对检测过程中提取、纯化、分离和检测等重要步骤的适合条件和方法特点以及质谱检测方法前景进行了评述。

超高效液相色谱-串联质谱法快速检测地表水中12种微囊藻毒素

目的建立超高效液相色谱–串联质谱法快速检测地表水中的12种微囊藻毒素(MCs)方法,为地表水快速检测提供依据。方法水样冻融3次后,经玻璃纤维滤膜过滤,直接进样分析,若有MCs低于定量限,将冻融后水样过玻璃纤维滤纸(GF/C),采用HLB柱富集,40%甲醇水淋洗,甲醇洗脱后经等比例水稀释,混合纤维滤膜过滤后进样分析。以0.2%甲酸水溶液和0.2%甲酸甲醇–乙腈溶液(40+60)作为流动相进行梯度洗脱,采用ACQUITY UPLC BEH C18柱(100 mm×2.1 mm,1.7μm)分离,正离子模式下多反应监测(MRM)检测,外标法定量。结果12种MCs在0.1~5.0 ng/mL范围内线性关系良好,相关系数均>0.995;方法检出限为0.03~0.06μg/L(直接进样法)、0.006~0.012μg/L(SPE法),回收率为83.07%~108.27%,相对标准偏差为0.46%~12.76%(n=6)。采用所建方法对6份实际样品进行检测,在4份地表水中检测到多种MCs。结论超高效液相色谱–串联质谱法操作简单、灵敏度高、选择性好,适用于地表水中12种MCs的快速检测。

固相萃取-高效液相色谱串联离子阱质谱法测定水中微囊藻毒素

目的：为饮水中的微囊藻毒素（MCS）监测提供灵敏而可靠的分析方法。方法：水样经固相萃取柱（ENVI-C18,5 g/20 ml）富集,甲醇洗脱和浓缩,用Discovery C18色谱柱（250 mm×3 mm ID;5μm）分离MCS,离子阱质谱检测。结果：纯净水中加入的3种MC的回收率在89.5%-94.5%;RSD为1.25%-2.12%,检出限分别为MC-RR 0.060μg/L、YR0.058μg/L、LR 0.048μg/L。结论：建立的方法快速、准确,能满足测定饮水中MCS的要求。

应用环境微生物治理淡水湖泊微囊藻毒素污染的研究进展

近年来,随着水体富营养化程度的加剧,蓝藻水华现象时有发生,蓝藻及其释放的藻毒素对生态环境和人类健康构成严重威胁。在各种藻毒素中,以微囊藻毒素(Microcystins,MCs)毒性最强,对人类危害也最大,微囊藻毒素的化学性质相对稳定且难以通过常规水处理方法消除,因此如何有效去除环境中的MCs是国内外普遍关注的难题。研究发现自然界中的微生物能够有效降解和消除MCs污染,由此产生的环保技术极具应用价值。本文主要概述了微囊藻毒素的产生机理、化学结构以及毒性危害,总结了微囊藻毒素的自然分解过程以及微生物群落对微囊藻毒素的响应机制,重点分析了微生物群落在微囊藻毒素污染控制技术中的潜在应用,并对应用微生物技术治理微囊藻毒素污染的技术瓶颈提出了建议,以期加速微囊藻毒素微生物降解技术的完善和应用。