苯并芘和4-溴联苯醚联合暴露对大鼠卵巢功能的影响及机制探讨

目的观察苯并芘和4-溴联苯醚(BDE-3)单独及联合暴露对雌性大鼠卵巢功能的影响,并探讨其可能的损伤机制。方法将60只大鼠随机分为4组,于动情期A、B、C、组分别给予溶于玉米油的苯并芘、BDE-3、苯并芘联合BDE-3 5 mg/(kg·d)等容灌胃法染毒暴露,D组给予玉米油5 mg/(kg·d),连续灌胃28 d。于动情间期眼球取血,脱椎处死并获取卵巢组织。采用ELISA法检测血清孕酮,分别采用荧光定量PCR、Western blot法检测卵巢组织中的芳香烃受体(AhR)mRNA、细胞色素P450家族成员1A1(CYP1A1)蛋白。结果 A、B、C组血清孕酮水平及卵巢组织AhR mRNA、CYP1A1蛋白相对表达量均较D组增高,且C组各指标均高于A、B组(P均<0.05);A、B组比较,差异无统计学意义。结论苯并芘和BDE-3暴露对卵巢功能产生损伤效应,且联合暴露可产生协同作用;其损伤机制可能是通过AhR调控CYP1A1表达,从而增强对卵巢组织的毒性效应。

生物吸附及微生物降解对4-溴联苯醚污染水体的修复

多溴联苯醚(PBDEs)作为阻燃剂被广泛使用。因为它对人类的器官、神经系统和免疫系统的危害以及向周边环境的不断迁移,已经逐渐成为人们迫切需要处理的污染物之一。以同系物4-溴联苯醚(BDE-3)作为降解对象,将海藻酸钠和生物碳混合制成微球制剂,对该制剂吸附BDE-3的潜力、机制及添加降解菌Sphingomonas sp.DZ3后微球菌剂的吸附增益效应进行研究。结果表明:2%的海藻酸钠为微球制备的最佳质量浓度,该微球制剂在液相中的吸附过程符合Lagergren准一级动力学方程和Elovich方程,微球的最大吸附量为28.6 mg·g^(-1)。用添加微生物的微球菌剂对BDE-3污染水体进行修复时发现,微球菌剂在溶液中能加速BDE-3的降解,与游离的微生物相比,差异达极显著水平(P<0.01)。利用Monod降解动力学方程对该降解过程进行拟合,得到降解动力学方程为υ=υ_(max)·S/(K_S+S)=14.29·S/(31.71+S)。

2,2’,4,4’-四溴联苯醚对SH-SY5Y细胞氧化应激与DNA损伤的影响

目的探讨2,2’,4,4’-四溴联苯醚(PBDE-47)对人神经母细胞瘤细胞株(SH-SY5Y)氧化应激的影响和DNA损伤作用。方法用含10%胎牛血清的DMEM培养基在37℃、5%CO2条件下培养SH-SY5Y细胞。当培养细胞处于对数生长期时,用1、2、4、6、8和10μg/mlPBDE-47进行染毒,24h后检测细胞存活率、细胞外乳酸脱氢酶(LDH)漏出率、超氧化物歧化酶(SOD)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量,以及DNA损伤情况。结果与对照组相比,1μg/ml和2μg/ml剂量组细胞存活率略有上升(P<0.05),4、6、8和10μg/ml剂量组细胞存活率显著降低(P<0.05);各染毒剂量组GSH含量显著下降(P<0.05)、尾矩显著上升(P<0.05);4、8和10μg/ml剂量组MDA含量明显高于对照组(P<0.05);4、6、8和10μg/ml剂量组LDH漏出率显著高于对照组(P<0.05)、SOD活力明显低于对照组(P<0.05);6、8和10μg/ml剂量组尾部DNA百分率与对照组比较存在差异的显著性(P<0.05)。结论PBDE-47可引起SH-SY5Y细胞氧化应激和DNA损伤,氧化应激可能在PBDE-47致DNA损伤中起重要作用。

4-一溴联苯醚的紫外光降解反应研究

以汞灯为光源研究了4-一溴联苯醚在有机溶剂中的光化学反应特性,探讨了初始浓度、紫外光源和溶剂介质对其光解速率的影响。结果表明,4-一溴联苯醚在有机溶剂中的紫外光降解均符合准一级动力学规律;300 W汞灯下,4-一溴联苯醚在不同有机溶剂中的光解速率存在明显差异,其在正己烷中的降解速率与甲醇接近,分别为1.22 min-1和1.20 min-1,而在丙酮中光解速率显著降低,仅为0.0082 min-1;光源强度越高,4-一溴联苯醚降解速率越快;因竞争吸光作用,溶液初始浓度也对4-一溴联苯醚的光解反应有影响,初始浓度增高其降解速率减慢。

利用转基因斑马鱼探究四溴联苯醚(BDE-47)的神经毒性作用

为探究2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)对斑马鱼的早期神经毒性作用,采用中枢神经特异性标记的转基因斑马鱼Tg(elavl3:EGFP)作为模式生物,研究了BDE-47短期暴露对斑马鱼幼鱼的运动行为轨迹、中枢神经发育和神经发育关键基因表达的影响。结果表明,BDE-47暴露6 d后,5和10μmol/L暴露组斑马鱼幼鱼运动行为和神经发育关键基因(elavl3和mbp)的表达受到显著抑制,同时斑马鱼幼鱼的神经细胞的发育受到显著抑制。结果提示,神经系统特异性标记的转基因斑马鱼可作为一种筛选神经毒性化合物的理想动物模型,BDE-47对斑马鱼具有早期神经发育毒性。

多溴联苯醚对鲫鱼离体肝脏组织中CAT和GSH-Px的影响

以鲫鱼(Carassiusauratus)为试验材料,研究了在离体条件下经不同质量浓度的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)暴露后,鲫鱼肝脏组织中过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性的动态变化。结果表明,采用质量浓度为0.10～10.00mg·L-1的BDE-47和5.6～100.00mg·L-1的BDE-209分别处理鲫鱼肝脏组织30min,0.10mg·L-1BDE-47和5.6mg·L-1BDE-209试验组鲫鱼肝脏组织中CAT和GSH-Px活性与对照组相比无显著差异(P>0.05),其余各试验组的CAT和GSH-Px活性随BDE-47及BDE-209质量浓度的增加而逐渐下降,均与BDE-47及BDE-209的质量浓度呈明显的相关关系(P<0.01)。这说明BDE-47和BDE-209对鲫鱼肝脏产生了氧化损伤,具有生化毒性影响。

活性炭负载纳米铁的制备及降解2,2’,4,4’-四溴联苯醚的性能

通过一定的物理、化学处理改变活性炭表面的微孔结构,提高其对亚铁离子吸附率,并制备成活性炭负载纳米铁,用来吸附降解溶液中的2,2’,4,4’-四溴联苯醚,寻找治理多溴联苯醚的技术方法.研究结果表明:采用微波、超声波、过氧化氢、硝酸和氢氧化钾改性法对活性炭进行改性,硝酸的改性效果相对较好;硝酸改性中,当硝酸质量分数为30%时,改性效果最好;活性炭负载纳米铁去除溶液中2,2’,4,4’-四溴联苯醚的主要作用是吸附,吸附在活性炭的2,2’,4,4’-四溴联苯醚只有少部分发生脱溴反应,脱溴率只有5.6%.

BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的急性毒性及氧化应激作用

为研究2,2’4＇4-四溴联苯醚（BDE-47）对斑马鱼胚胎-幼鱼急性毒性、氧化应激及细胞凋亡的影响，以受精后3h的斑马鱼胚胎为染毒对象，用概率单位法计算BDE-47对斑马鱼胚胎-幼鱼的96h·LC50；再参照96h-LC50按-定比例级差设置O．25、0．5、1.0、2．0mg·L^-1 4个浓度组和1个对照组（0mg·L^-1）进行96h半静水式毒性试验，检测斑马鱼超氧化物歧化酶（SOD）及过氧化氢酶（CAT）活性、丙二醛（MDA）含量和细胞凋亡情况。结果表明，BDE-47对斑马鱼96h的急性毒性LC50为3．77mmg·L^-1（95％可信区间1．93～1027mg·L^-1）；2．0mg·L^-1剂量组与对照组相比，SOD活性和MDA含量显著增加，且CAT活性与BDE-47染毒浓度之间存在明显的剂量．效应关系；O．5mg·L^-1BDE-47染毒96h后，即观察到斑马鱼幼鱼出现明显细胞凋亡，主要集中于神经管和脑部。研究表明，BDE-47可以影响斑马鱼体内抗氧化防御系统，并能诱导细胞凋亡；BDE-47导致神经组织的氧化损伤可能在动物神经毒性中起重要作用。

BDE-47在紫贻贝中的分布、蓄积、消除和毒性效应

以紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)为试验生物,研究了2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)在贻贝组织中的分布、生物蓄积和消除动态,并探究BDE-47对贻贝的毒性作用.结果发现:紫贻贝对BDE-47有较强的生物蓄积能力和一定的消除能力,且蓄积具有组织特异性和浓度依赖性,消化腺和鳃是BDE-47蓄积的靶器官.蓄积和消除阶段各组织中BDE-47含量符合一阶非线性累积/衰减模型.0.01~1μg/L暴露浓度下,BDE-47在贻贝各组织中的半衰期为0.68~7.62d,生物富集系数(BCFs)为3217~140970L/Kg.BDE-47暴露引发消化腺和鳃抗氧化防御系统及组织损伤,其中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)含量和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性可作为BDE-47暴露的候选生物标志物.

BDE-47的两种代谢产物对HepG2细胞中谷胱甘肽含量和P450酶活性的影响

从细胞毒性、氧化应激以及代谢酶活性等方面,研究2,2′,4,4'-四溴联苯醚(2,2′,4,4'-tetrabromodiphenylether,BDE-47)的两种代谢物5-羟基-四溴联苯醚(5-OH-BDE-47)和5-甲氧基-四溴联苯醚(5-MeO-BDE-47)对人体肝癌细胞HepG2的细胞毒性效应.采用噻唑蓝(methyl thiazolyl tetrazolium,MTT)法,检测5-OH-BDE-47和5-MeO-BDE-47染毒后HepG2细胞的生长情况,以及急性染毒后细胞内谷胱甘肽(GSH)含量及细胞内P450酶活性的变化.研究结果表明,5-OH-BDE-47和5-MeO-BDE-47均能抑制HepG2细胞生长,降低GSH活性,诱导EROD和PROD活性的增强.

2,2',4,4'-四溴联苯醚胁迫对尼罗罗非鱼肝脏抗氧化防御系统的影响

为探索四溴联苯醚对鱼类抗氧化防御系统的毒性效应及其对鱼类健康的潜在危害,采用半静态水质接触染毒法,设置5、50和500μg·L^(-1)3个暴露浓度,1、3、7、15和30 d5个采样时间,研究了BDE-47对罗非鱼肝脏抗氧化防御系统的影响。结果表明:BDE-47暴露下罗非鱼肝脏抗氧化酶活性或抗氧化因子含量发生了显著变化,显示出BDE-47暴露可引起生物体产生氧化应激并造成氧化损伤;从罗非鱼肝脏抗氧化酶对BDE-47暴露的响应情况来看,SOD、CAT和GSH是相对敏感的抗氧化指标;BDE-47暴露浓度与罗非鱼肝脏SOD、CAT、GST和GPx活性以及GSH和GSSG含量之间没有明显的剂量-效应或时间-效应关系;总体来看,CAT和GSH呈现出先升高后降低的变化趋势;GST和GPx呈现出先升高后降低并恢复至正常水平的变化趋势;GSSG呈现出升高趋势;SOD在低浓度BDE-47(5μg·L^(-1))暴露下表现为先升高后降低的变化趋势,在高浓度BDE-47(50和500μg·L^(-1))暴露下表现为先降低后升高的变化趋势。

2,2’,4,4’-四溴联苯醚对人神经母细胞瘤细胞自噬水平的影响

目的探讨2,2’,4,4’-四溴联苯醚(2,2’,4,4’-tetrabromodiphenyl ethers,PBDE-47)对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞自噬水平的影响。方法取对数生长期的SH-SY5Y细胞,分别以终浓度为0(溶剂对照)、1、5、10μmol/L的PBDE-47染毒处理24 h后,采用透射电子显微镜观察细胞内双层膜自噬体结构;以自噬囊泡示踪剂单丹黄酰尸胺(MDC)染色检测自噬囊泡生成情况;采用Western blotting技术检测自噬相关蛋白LC3、Beclin1、P62的表达水平。结果电镜超微结构观察结果显示,对照组细胞内未见异常变化,1μmol/L染毒组细胞内可见轻微的线粒体扩张但未见明显的双层膜自噬体结构,5μmol/L染毒组细胞内可见明显的线粒体空泡及双层膜自噬体结构,10μmol/L染毒组细胞内观察到的双层膜自噬体结构最多;与对照组相比,5、10μmol/L PBDE-47染毒组MDC荧光强度升高,MDC阳性细胞比例增加;此外,5、10μmol/L PBDE-47染毒组自噬相关蛋白LC3、Beclin1、P62的表达水平与对照组相比均明显升高,且差异具有统计学意义(P<0.05)。结论 PBDE-47可诱导SH-SY5Y细胞自噬水平的增加。

2,2’,4,4’-四溴联苯醚对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞周期、凋亡及p53蛋白表达的影响

目的研究PBDE-47对人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞周期、凋亡和p53蛋白表达的影响。方法用低、中、高剂量(0、0.5、2.5、5μg/ml)的PBDE-47对体外培养的SH-SY5Y细胞进行染毒,24h后采用流式细胞术检测细胞周期构成比和细胞凋亡率,用Westernblot检测p53蛋白的表达水平。结果与对照组相比,低、中、高剂量染毒组G0/G1期细胞数均明显增加,S期细胞数均明显减少(P<0.001)。与对照组相比,高剂量染毒组细胞凋亡率明显升高(P<0.001),中、高剂量染毒组p53蛋白表达水平均明显升高(P<0.01)。结论 PBDE-47可导致SH-SY5Y细胞在G0/G1期发生阻滞及细胞凋亡,并诱导p53蛋白表达增加,PBDE-47导致的细胞周期阻滞与凋亡可能与p53蛋白表达水平增加有关。

碳纳米管负载双金属复合材料对水中2,2',4,4'-四溴联苯醚的去除机制

采用浸溃法制备了碳纳米管负载镍镧(Ni-La)/镍钴(Ni-Co)双金属复合材料Ni-La/CNT_s和Ni-Co/CNTs,采用投射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)对样品的结构特征和组成进行了表征。并通过吸附实验探讨了Ni-La/CNTs和Ni-Co/CNTs对水中2,2',4,4'.四溴联苯醚(BDE-47)的去除性能和去除机制。结果表明:Ni-La/CNTs和Ni-Co/CNTs表面负载了Ni-La或Ni-Co双金属粒子,主要是金属氧化物,并没有检测到明显的金属单质信号。Ni-La/CNTs和Ni-Co/CNTs对BDE-47均具有良好的去除性能;增大BDE-47的初始浓度,2种材料对BDE-47的吸附速率减小,而吸附量增大。准二级动力学方程能够较好的拟合BDE-47在Ni-La/CNTs和Ni-Co/CNTs上的吸附动力学过程,吸附速率常数大小顺序为:k_(CNTs)>K_(Ni-La/CNTs)>K_(Ni-Co/CNTs。CNTs对BDE-47的去除机制是吸附作用;而Ni-La/CNTs和Ni-Co/CNTs2种双金属复合材料对BDE.47的去除过程中,除了吸附作用占主要作用外,同时还存在一定的降解作用。Ni-La/CNTs和Ni-Co/CNTs重复使用4次后,对水中BDE-47的去除率仍超过80%,表明2种复合材料具有较好的重复使用性能。

Cu^2＋对商用腐殖酸增溶4,4′-二溴联苯醚的影响

用批平衡法研究了Cu2+在不同pH下对商用腐殖酸(HA)增溶4,4′-二溴联苯醚(BDE-15)的影响,并通过表征HA的Zeta电位和粒径分布特征,探讨了Cu2+的浓度效应以及pH对增溶过程的影响.结果表明,HA对BDE-15增溶等温曲线在低浓度HA下呈线性,随着HA浓度增大逐渐表现为非线性,其主要机制应为疏水作用与其他形式作用力的联合作用,HA分子对BDE-15的增溶作用受溶液中Cu/C以及pH的影响.在pH为4.0时,Cu2+对HA增溶BDE-15的影响呈现"U"型曲线关系(低促进高抑制);在pH为6.0时,在实验的Cu2+浓度范围内均对增溶起促进作用,并且Cu2+在pH6.0时要比在pH4.0下更能促进HA对BDE-15的增溶作用,同时使增溶非线性现象更显著,这主要是由于pH影响HA官能团的解离程度,从而影响HA与Cu(Ⅱ)复合物的结构以及大小.

氢氧化铝胶体对2,2′,4,4′-四溴联苯醚的吸附

溴代阻燃剂多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一种被广泛使用的阻燃剂,其对神经、甲状腺、肝脏等具有潜在毒性。其中,2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)作为一种重要单体,在环境介质中被广泛检出。胶体是环境中污染物迁移过程中的重要载体,它对有机污染物在土壤-地下水系统中的迁移有不可忽略的影响。开展典型无机胶体氢氧化铝胶体对BDE-47的吸附动力学和吸附热力学研究,以期为BDE-47在土壤-地下水中的迁移提供理论依据。结果表明:Sips等温吸附方程对该吸附过程拟合效果最佳(R_(adj)~2=0.943 94),计算得出氢氧化铝胶体对BDE-47的饱和吸附量为609.37 mg·g^(-1);吸附动力学实验结果显示,准二级反应动力学方程拟合氢氧化铝胶体对BDE-47吸附反应过程最佳(R_(adj)~2>0.95),同时该吸附反应速率随BDE-47浓度的升高逐渐减小;Van't Hoff方程拟合表明,吸附热力学参数标准反应焓变△H^0=40.506 kJ·mol^(-1)、标准反应熵变△S^0=0.075 7 kJ·(mol·K)^(-1),标准反应吉布斯自由能△G^0(298 K)=17.98 kJ·mol^(-1)。此外,反应体系的pH和阳离子种类及浓度均会影响氢氧化铝胶体对BDE-47的吸附过程。

磁性生物炭负载α-MnO_(2)活化过一硫酸盐降解2,2′,4,4′-四溴联苯醚

环境中的多溴联苯醚(PBDEs)对人类健康和生态环境存在潜在危害,开发高效、经济和环保的高级氧化体系对其进行有效降解具有重要意义.利用水热法合成的磁性生物炭负载二氧化锰复合材料(α-MnO_(2)/MWB)作为催化剂,有效活化过一硫酸盐(PMS)降解2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47),通过SEM、XRD、FT-IR和BET等手段对材料进行表征分析,同时探究了材料对PMS的催化活化能力.结果表明,α-MnO_(2)/MWB具有最佳的催化性能,在α-MnO_(2)/MWB负载质量比为1∶2、催化剂投加量为0.05 g·L^(-1)、PMS浓度为5 mmol·L^(-1)的条件下,对1 mg·L^(-1)BDE-47的降解率达到94%.溶液初始pH对体系的影响较小,氯离子(Cl-)和腐殖酸(HA)对BDE-47的降解有抑制作用,随其浓度升高抑制作用增强,硝酸根离子(NO_(3)^(-))和碳酸氢根离子(HCO_(3)^(-))对降解几乎无影响.通过自由基淬灭实验证明SO_(4)^(-)·和·OH是该体系降解BDE-47的两种关键自由基,其中SO_(4)^(-)·占主导地位.反应前后材料的XPS表征分析表明,Mn和Fe元素的价态转化是活化PMS的主要原因.α-MnO_(2)/MWB经重复利用4次,仍保持着高效的催化性能.

孕期BDE-47暴露对小鼠脂肪因子和胰岛素敏感性的影响

目的初步研究孕期四溴联苯醚(2,2′,4,4′-tetrabraomodiphenylether,BDE-47)暴露对母体和仔代小鼠脂肪因子、胰岛素敏感性的影响,并探讨其可能机制。方法雌性C57BL/6小鼠随机分为高、中、低剂量组和对照组,每组5只。适应性饲养1周后与同批健康成年雄鼠合笼,合笼成功后对雌鼠行10 d的BDE-47灌胃,灌胃1周后对母鼠行腹腔内注射葡萄糖耐量实验。仔鼠出生后6周时,所有小鼠禁食过夜后处死。酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA)测定母鼠血清胰岛素、瘦素和脂联素水平;实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)和蛋白质印迹法分别检测母鼠和仔代小鼠肝组织中过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptorγ,PPARγ)、瘦素和脂联素的mRNA与蛋白表达水平。结果BDE-47暴露使母鼠葡萄糖代谢紊乱,仔鼠出生后早期发育期间体质量增加,染毒组母鼠及雄性仔鼠肝脏重量及脏器系数较对照组均增大(均P<0.05)。与对照组相比,高剂量组母鼠和雌性仔鼠肝组织中PPARγ的mRNA和蛋白表达降低,高剂量组雄性仔鼠肝组织中PPARγ的m RNA和蛋白表达升高(均P<0.05);高、中剂量组母鼠瘦素的mRNA和蛋白表达较对照组降低,高剂量组雌性仔鼠瘦素的m RNA表达较其他各组升高,染毒组雄性仔鼠肝组织中瘦素的mRNA表达较对照组降低(均P<0.05);中剂量组母鼠和雌性仔鼠脂联素的mRNA表达较对照组降低,各剂量组雄性仔鼠肝组织中脂联素的mRNA表达均较对照组降低(均P<0.05)。与雌性仔鼠比较,高剂量组雄性仔鼠的肝脏脏器系数增加、PPARγ的mRNA和蛋白表达升高,中、高剂量组雄性仔鼠瘦素蛋白表达较雌性仔鼠升高,低、高剂量组雄性仔鼠脂联素mRNA的表达较雌性仔鼠降低(P<0.05)。结论BDE-47使母鼠糖代谢紊乱,使仔代小鼠早期发育期间体质量增加,影响小鼠PPARγ、瘦素和脂联素基因的表达并存在性别差异。