荧光素酶表达基因法(CALUX)用于二噁英检测的研究进展

二噁英是当前环境中存在的毒性最大的物质,具有难分解性和高生物蓄积性,对人类造成了极大危害,其检测及控制至关重要。二噁英的检测方法主要包括高分辨气相色谱-高分辨质谱联机方法(HRGC-HRMS)、基于抗原-抗体的酶联免疫吸附法(ELISA)以及基于总毒性当量(TEQ)的生物检测法等,荧光素酶表达基因法(chemical-luciferase gene expression,CALUX)因其检测灵敏度和准确性高、检测范围广、操作简便快速、分析费用低等优点成为二噁英筛选检测的首选方法。本文对CALUX技术用于二噁英的检测研究进展进行了系统评述,并提出二噁英CALUX检测方法体系未来研究方向。

CALUX法检测食品中的二噁英类化学污染物：产生,发展与展望

二噁英类化学物质是环境中广泛存在的一类化学污染物,这类化学物质具有毒性强、不易降解、易产生生物富集和生物放大等特性,传统的气相色谱质谱(GC/MS)检测方法存在昂贵、耗时、操作要求高等局限性。目前越来越多的科研和商业机构及政府部门开始用化学激活荧光素酶表达法(CALUX)来检测食品、饲料、环境样品和消费品中的二噁英类物质。CALUX检测法是用含荧光素酶报告基因的重组细胞来检测二噁英类物质的一种生物检测法。文中着重就CALUX法的产生背景、应用现状、分析原理和操作注意事项进行了介绍和展望。CALUX法与GC/MS法和其他一些生物检测法相比,具有快速、低廉、敏感、能同时检测大量样品等显著优势,是一个适用于对食品中的二噁英污染物进行常规监测,筛选和半定量分析的有效方法。

HRGC-HRMS法和CALUX法测定造纸废水中二噁英的研究

荧光霉素报告基因(CALUX)法作为快速、高效的二噁英检测方法逐渐引起人们的关注。选取珠三角地区两家典型制浆造纸厂,以氯漂白工艺段废水为检测对象,采用高分辨气相-高分辨质谱(HRGC-HRMS)法和CALUX法同时测定废水中的二噁英,研究CALUX的适用性。HRGC-HRMS法检测结果显示A企业和B企业废水中二噁英浓度水平分别为1481-2124pg·L^-1和12.4-20.8pg·L^-1,毒性当量分别为19.0-25.5pg·L^-1和1.46-2.16pg·L^-1,均低于国家造纸废水中二噁英的排放限值。CALUX法的检测结果显示A企业和B企业废水中二噁英毒性当量分别为32.7-41.8pg·L^-1和4.44-6.52pg·L^-1,A企业毒性当量略高于国家造纸废水中二噁英的排放限值。虽然HRGC-HRMS法与CALUX法检测结果有所差异,但两种方法之间相关性均呈正相关,A企业两种方法的3次检测结果r2分别达到了0.59、0.99和0.52,B企业二者之间的r2则分别达到了0.95、0.93和0.95。研究表明,CALUX在二噁英检测具有较好的推广性,尤其在大规模二噁英背景或污染调查方面。同时HRGC-HRMS法与CALUX法是将二噁英的精准定量和快速测定有机结合,不仅有效减少二噁英分析工作量,同时可为二噁英污染防治提供技术支撑,有效提升监管部门管控力度。

基于化学激活荧光素酶表达基因法和标准方法评估动物源性固态食品中17种二噁英类化合物毒性当量的相关性比较

为使化学激活荧光素酶表达基因法(CALUX)在动物源性固态食品中二噁英类化合物毒性当量筛查中具有更好的适用性,使其能够与标准方法高分辨气相色谱-高分辨质谱法(HRGC-HRGC)的评估结果相互转换,分别基于CALUX和HRGC-HRGC评估了肉类、海鲜类和配方乳粉这3类典型动物源性固态食品中7种2,3,7,8-取代的多氯代二苯并二噁英(PCDDs)和10种2,3,7,8-取代的多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的毒性当量,分析两种方法测定结果的相关性,并确定换算关系和适宜样品类型。结果表明:基于HRGC-HRMS得到的样品中17种目标物的毒性当量(TEQ)下限值为0.001~0.106 pg·g^(-1),TEQ上限值为0.004~0.242 pg·g^(-1),远低于欧盟法规EC 1881/2006规定的限量值(3.5 pg·g^(-1));基于CALUX得到的肉类样品中17种目标物的毒性当量(BEQ)值为0.74~1.30 pg·g^(-1),海鲜类样品中17种目标物的BEQ值为0.31~0.63 pg·g^(-1),配方乳粉样品中17种目标物的BEQ值为0.043~0.074 pg·g^(-1);肉类和配方乳粉样品的BEQ值与TEQ值的相关性较差,而海鲜类样品的BEQ值与TEQ上限值相关性较好。

荧光素酶报告基因法测定废气中二噁英类物质

研究二噁英类生物检测法的主要目的是简化二噁英类分析流程,并找出快速检测的结果与HRGC-HRMS(高分辨气相色谱-高分辨质谱)结果之间的换算系数,从而可以利用快速检测的结果和换算系数来推算HRGC-HRMS的结果.介绍了CALUX(荧光素酶报告基因法)分析废气中二噁英类物质的原理,并采用该方法分析了我国27个废气样品,以期找出其测定结果与HRGC-HRMS结果之间的换算系数.结果表明,这2种测试方法数据相关性显著,R2为0.994 8,数据间的换算系数为0.379.试验表明,CALUX法具有很好的推广性,如果再适当增加废气样品的数量,对换算系数进行适当的优化,则所得换算系数可推广.

水库型水源水中污染物综合激素效应及工艺去除特性研究

系统调研监测了南水北调山东受水区济南市内山区水库和引黄水库中污染物的激素水平,利用荧光素酶报告基因法（CALUX）深入分析了水中所含二恶英、雌激素、雄激素、肾上腺素等4类主要内分泌干扰物（EDCs）的综合激素效应。研究结果表明,所有水库水中雄激素、肾上腺素的综合激素效应均低于方法的检出限,二恶英和雌激素的激素效应检出含量分别为0.009-0.250ng 2,3,7,8-TCDD TEQ/L、0.040-0.250ngE2TEQ/L。山区水库水水质总体优于引黄水库水,全年秋、冬两季雌激素和二恶英含量高于春、夏两季。与其他国家相比,水库水二恶英含量较高,雌激素含量较低,雄激素和肾上腺素污染风险较小。常规水处理工艺对于雌激素的去除具有一定作用,而臭氧-活性炭深度处理工艺对水中雌激素的去除效果明显,去除率可达到100%,两种工艺对二恶英无明显去除效果。

水环境中农药类污染物的内分泌干扰效应研究

水环境中农药类内分泌干扰物与人类健康密切相关。以水源水中筛查鉴定出的15种农药类污染物为对象,采用化学激活荧光素酶基因表达法(CALUX),进行了雌激素受体(ER)、雄激素受体(AR)、肾上腺皮质激素受体(GR)激动和拮抗效应筛查。研究结果显示所有测试物均未显示激素受体激动效应,环莠隆具有ER拮抗效应,多效唑、戊唑醇和三环唑表现出AR拮抗效应,阿特拉津、扑草净、三环唑和甲霜灵表现出GR拮抗作用。研究结果为水环境中农药类污染物的风险评估提供支撑。

小清河(济南段)支流内分泌干扰物综合激素效应分布特征研究

应用化学诱导荧光素酶表达基因法(chemical activated luciferase gene expression,CALUX)调研了小清河(济南段)主要支流的多种内分泌干扰物综合激素效应,明确了4类内分泌干扰物的含量水平及分布特征。结果表明,调研河流的二噁英类、雌激素类和肾上腺皮质激素类的年平均毒性当量浓度范围为0.020~0.040 ng 2,3,7,8-TCDD TEQ·L^(-1)、0.007~0.050 ng E2-eq·L^(-1)和1.8~9.6 ng Dex-eq·L^(-1)。二噁英类和雌激素类的含量水平相对较低,雄激素类内分泌干扰物的污染风险较低,肾上腺皮质激素类是其内分泌干扰物污染的最大贡献者。二噁英类检出水平无明显的季节性和区域性差别,雌激素类季节性变化明显,春、冬两季检出率高,肾上腺皮质激素类分布的季节性分布不明显,但区域性分布规律明显,农业区支流的检出频次和含量水平明显低于居民区和商业区支流。

城市水系统雌激素综合毒性效应的CALUX分析法优化

针对城市水系统日益严重的雌激素污染,研究并建立了基于荧光素酶表达基因法(CALUX)的水环境中雌激素综合毒性效应分析方法,并通过加标回收试验和平行性试验对方法的准确度和精密度进行了验证。结果表明,CALUX快速生物检测方法具有良好的灵敏度、重现性及可操作性,可作为经典仪器分析法的有效补充。选取国际上高度关注、检出率较高的10种雌激素,利用CALUX法对其进行激素效应分析比较,结果表明,水中主要雌激素的激素效应大小排序为:17β-雌二醇>炔雌醇>己烯雌酚>雌酮>雌三醇>双酚A>壬基酚>辛基酚>三氯生>四溴双酚A,而且10种物质之间存在明显的协同作用。