利用改进的SOS/umu方法检测水处理过程中污染物的遗传毒性效应

SOS/umu遗传毒性测试方法被广泛应用于化合物和复杂混合物遗传毒性的评价,但是目前已报道方法的实验周期长达17 h,给实验操作带来了不便,因此亟需对常规方法进行改进。建立了测试周期可小于8 h(2 h预培养,4.5 h暴露培养)的SOS/umu快速测定方法之后,应用改进后的方法对5种典型遗传毒性物质,4-硝基喹啉1-氧化物(4-NQO)、丝裂霉素C(MMC)、甲磺酸甲酯(MMS)、2-氨基蒽(2-AA)和苯并芘(BaP)进行测定,结果表明,改进后的SOS/umu方法对4-NQO、MMC、MMS、2-AA和BaP的检测限分别为0.013±0.0031、0.031±0.0028、229.18±60.51、2.29±1.22和1.28±0.0698μmol·L-1,优于或者相当于报道方法。采用经典方法和改进后的方法对全国两个地区6个环境水样的遗传毒性进行测定,结果表明,两种方法检测出的6个环境水样的遗传毒性强度无显著性差异。另外,将研究方法应用于北方某市甲乙两个水厂原水、出厂水和管网水的遗传毒性评价,结果表明,两个水厂的原水、出厂水和管网水均表现出一定的直接遗传毒性,对应的4-NQO当量浓度(TEQ4-NQO)在0.0012μg·L-1至0.0129μg·L-1之间;加入鼠肝微粒体酶系统(S9)后,仅有乙水厂的管网水检测出极其微弱的遗传毒性效应。以上研究结果表明,改进后的SOS/umu快速测定方法能够实现在短时间(8h)内完成环境化合物及环境样品的遗传毒性检测,为筛选和评价化合物和复杂环境样品的遗传毒性提供了更为快捷的手段。

利用umu/SOS实验评价污灌土壤的遗传毒性

利用umu/SOS显色实验评价北京市郊污水灌溉土壤中遗传毒性物质的积累,得到表征样品遗传毒性大小的β-半乳糖苷酶诱导活性(IU值).以达到阳性时诱导比率R=2(试验管IU值/对照管IU值)需要的土壤重量来反映土壤样品的相对遗传毒性.R值起初随着96孔板每孔土壤样品量的增大而增大,但在达到某一定值后呈现稳定,此时各土壤样品投加量均为每孔约含10mg土壤.用剂量效应曲线中线性段的斜率作为标准,判断出遗传毒性物质为性质相同的一类污染物,根据相关资料推测主要是由于多环芳烃类污染物积累.

利用离体umu/SOS测试与活体蚯蚓彗星试验评价再生水灌溉土壤的遗传毒性

污水和再生水灌溉在我国北方地区十分普遍,由于长期灌溉导致土壤中遗传毒性物质累积并因此而引发的生态安全问题值得研究。本研究利用离体umu/SOS测试与活体蚯蚓彗星试验评价北京市郊区再生水灌溉土壤中遗传毒性物质的积累。umu/SOS测试得到表征样品遗传毒性大小的β-半乳糖苷酶诱导活性(IU值),以达到阳性时(诱导比率R=2)需要的土壤重量(G)来反映土壤样品的相对遗传毒性。活体蚯蚓彗星试验中,以尾矩(TM)表征土壤遗传毒性的大小。研究结果表明,再生水灌溉使得土壤的遗传毒性增大,随着再生水灌溉量的增加,土壤的G值减小,TM值增大,G值与TM值之间呈现明显相关关系,说明主要遗传毒性物质是有机污染物。离体umu/SOS测试和活体蚯蚓彗星试验的联合应用,可以快速有效地筛选出遗传毒性高风险土壤样品。

利用SOS/umu测试评价某电子垃圾处理地土壤的遗传毒性

由电子垃圾不当处理引起的环境污染问题已经引起普遍关注.采用SOS/umu测试方法对我国南方某电子垃圾处理地23个土壤样品的有机提取物的直接和间接遗传毒性进行了初步的评估和筛选.结果表明,在有机提取物最高暴露浓度相当于100mg·well-1时,只有很少一部分样品检出直接遗传毒性,而绝大多数样品的有机提取物经过代谢活化后,表现出遗传毒性.与对照地区土壤相比,从事电子垃圾回收处理的地区土壤中存在间接致突变物质的积累,这可能与当地粗放形式的电子垃圾处理活动有关.

利用SOS/umu测试方法鉴定沙颍河河水中的遗传毒性物质

采用HPLC分割导向的SOS/umu测试方法鉴定了沙颍河河水中的遗传毒性物质。当采用TA1535/pSK1002菌株测定HPLC分割的各馏分时,如果不经大鼠肝微粒体酶(S9)代谢活化,只有馏分F10显示遗传毒性,加入大鼠肝微粒体酶代谢活化后,馏分F10和馏分F15都显示有遗传毒性,说明河水中存在某些需经过大鼠肝微粒体酶代谢活化才能显示出遗传毒性的物质。当采用过量表达O-乙酰转移酶(O-AT),对芳香胺类物质和硝基芳烃化合物有特殊响应的NM2009菌株测定时,馏分F8、F9和F10均呈现遗传毒性;特别是对于馏分F10,用NM2009菌株测定的遗传毒性远高于原始菌,说明这3个馏分中都含有芳香胺类或硝基芳烃类物质。

基于umu遗传毒性效应的饮用水致癌风险评价的尝试

化学物质暴露是导致癌症发生的重要诱因,通过饮用水暴露导致的人类致癌风险在饮用水处理技术中日益引起重视.由于水中化学物质种类繁多、组成复杂,准确地检测每个致癌物质的浓度和毒性非常困难.为了控制饮用水的安全,根据DNA损伤诱导SOS反应而表达umuC基因这一基本原理建立的SOS/umu测试法,已经广泛应用于饮用水遗传毒性的检测.论文建立了基于umu遗传毒性效应的饮用水致癌风险评价方法,并对北方某水厂饮用水的遗传毒性进行了umu测试,计算了该地区饮用水的致癌风险,提出了可能的饮用水遗传毒性基准值.结果表明,该水厂常规工艺出水的致癌风险均值为1.55×10-6,存在一定的安全隐患;而深度处理工艺能有效地削减出水致癌风险均值至5.3×10-7,达到目前先进国家水质管理的要求,保障了饮用水的安全.样品中4-硝基喹啉-1-氧化物(4-NQO)的等当量浓度(TEQ4-NQO)0.0948μg·L-1可作为饮用水遗传毒性基准值。

微核试验和SOS/umu试验在水环境遗传毒性检测中应用的研究进展

环境污染与人体健康关系密切,恶性肿瘤尤为突出。大量研究表明,环境中存在多种具有诱变毒性的化学物质;且流行病学研究已证实,环境污染与恶性肿瘤发病率的升高有一定的关系。因此,环境的遗传毒性监测是目前亟待开展的工作之一。本研究重点选取遗传毒性检测技术中的微核试验及SOS/umu试验,综述了二者在检测水环境遗传毒性方面的应用,并归纳总结了方法学上的发展,以期为水环境的遗传毒性监测领域提供信息基础及科学依据。

应用SOS/umu测试筛选抗丝裂霉素C遗传毒性的植物源细胞保护剂

目的建立一种快速筛选抗丝裂霉素C遗传毒性的植物提取物的体系和方法。方法采用鼠伤寒沙门氏菌Salmonellatyphimurium TA1535/pSK1002以及小鼠急性毒性实验,通过SOS/umu测试评价菊花、大蒜、生姜、银杏叶、人参、葡萄籽、绿茶、灵芝、刺五加、大豆10种植物提取物及部分提取物组合对丝裂霉素C遗传毒性的影响。结果大蒜、葡萄籽、绿茶、刺五加、大豆提取物有较强的抗突变能力,刺五加提取物1.5 g/L对丝裂霉素C遗传毒性的抑制率达67.12%;这5种植物提取物两两组合的抗细胞畸变能力明显优于单个提取物,尤以刺五加-绿茶和刺五加-葡萄籽两种组合的作用最强,其中刺五加-绿茶组合物对丝裂霉素C遗传毒性的抑制率最高达83.2%。小鼠体内实验显示,刺五加-绿茶显著降低经丝裂霉素C作用的小鼠微核率和精子畸变率,明显提高小鼠胸腺指数。结论 SOS/umu测试不仅是一种快速评价植物提取物的抗突变能力的有效方法,还可作为一种细胞保护剂快速筛选模型对候选植物提取物或化合物进行高通量筛选。

基于SOS/umu测试的饮用水水质复合污染毒性快速测定方法的建立

目的建立8 h内对环境样品中复合污染物毒性稳定、快速进行批量测定的方法。方法本研究对比不同菌株孵化时间(2、3、4 h),不同培养基(LB与TGA),不同酶促反应底物[邻硝基苯-β-D-半乳糖苷(ONPG)与氯苯酚红-β-D-吡喃半乳糖苷(CPRG)]以及不同细菌接种量(0.5%,1%,1.75%)对SOS/umu测试方法影响,确定最佳条件,并将优化后方法与ISO13829—2000中测定方法进行比较。结果本研究确定菌株活化时前培养基为TGA培养基,菌液接种量为1%,最佳细菌前培养时间为3 h,选择CPRG溶液作为酶反应底物,检测可在8 h内完成。该方法测定生物遗传毒性线性范围为0.020~0.625 mg/L,回归方程为y=181.99x+0.245 9,r=0.902,最低阳性响应值可稳定至(0.015±0.001 78)mg/L。结论该方法快速、便捷、经济,实验操作简单,适用于普通实验室对应急水样批量检测水样生物遗传毒性。

基于SOS/umu试验评价人工湿地污水回用致癌风险

SOS/umu试验能够快速、准确地检测水体中污染物产生的遗传毒性效应。利用SOS/umu试验对污水处理厂出水在人工湿地净化过程中产生的遗传毒性效应进行了测试。试验中两组水样的阳性对照4-硝基喹啉-1-氧化物当量浓度分别从312和389 ng/L下降至42和45ng/L,去除率分别为86.5%和88.4%,净化后两湿地出水的个体致癌年风险值在9.01×10^(-13)~8.13×10^(-12)之间,均远低于美国环保局提出的最大可接受水平。污水处理厂出水经人工湿地净化后遗传毒性效应显著降低,作为景观用水时致癌风险在可接受范围内。

天津地区土壤中遗传毒性物质的分布规律

利用SOS/umu试验测试了天津地区41个土壤样品有机提取物的遗传毒性,研究了该地区土壤中遗传毒性物质污染水平及区域生态风险的分布规律.结果表明,在所研究区域中,遗传毒性的高风险区主要分布在天津市和塘沽、汉沽两个区.其中,汉沽区土壤有机组分遗传毒性值最高,其次为塘沽区和市区.与有限的文献报道数据相比,天津地区土壤有机组分的遗传毒性较高,且与该地区土壤中多环芳烃浓度的分布规律相似.研究结果表明,遗传毒性的生物效应标记方法可以用于区域生态风险评价,来快速筛选和甄别遗传毒性物质污染的高风险区.

二氧化氯消毒前后污水毒性的变化及消毒条件的影响

采用发光细菌试验和umu试验,分别考察了二氧化氯投加量和反应时间对污水二氧化氯消毒后急性毒性和遗传毒性变化的影响.结果表明,随着二氧化氯消毒剂投加量的增加,消毒后水样的急性毒性不断增大,但遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.随着反应时间的延长,二氧化氯的消耗量不断增大,消毒后水样的急性毒性先增大后减小,遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.由于消毒条件对污水急性毒性和遗传毒性有着不同的影响,说明污水中产生急性毒性和产生遗传毒性的物质不同,对于某一种污水,通过控制消毒条件可以使消毒后污水的急性毒性和遗传毒性都较低.

诺氟沙星的氯化反应及其遗传毒性的变化

分别以诺氟沙星初始浓度为10μg·l-1和25mg.l-1进行氯化消毒实验,用HPLC和SOS/umu遗传毒性测试方法,分别测定不同氯化消毒反应时间后残留诺氟沙星的浓度和遗传毒性,反应速度常数分别为0.0243min-1和0.0226min-1;在高浓度反应组,反应45min后反应液的遗传毒性效应有明显的提高,其EC50为131nmol·l-1,低于反应前的EC50(181nmol·l-1),表明在反应过程中生成了遗传毒性高于母体的中间产物.

高频电刀术中烟雾致遗传毒性作用的实验研究

目的：研究高频电刀术中烟雾致遗传毒性作用，为进一步评价高频电刀术中烟雾对健康的危害提供依据。方法：采用 Ｓ Ｏ Ｓ／ｕｍｕ 试验对高频电刀术中烟雾的遗传毒性进行研究。结果：在加与不加 Ｓ９ 活化系统的条件下，高频电刀术中烟雾提取物可使 Ｔ Ａ１５３５／ Ｐ Ｓ Ｋ１００２ 菌株产生β 半乳糖苷酶的量增加，并有明显的剂量—反应关系。结论：高频电刀术中烟雾具有致遗传毒性作用。

香烟烟气致遗传毒性的研究

本文报告用SOS/Umu原位法测定8种国产香烟和3种进口香烟烟气的致遗传毒性,均获得阳性结果,并有明显剂量反应关系。致遗传毒性物质同时存在于香烟烟气的气相和颗粒相中,二者比例约为1.5:1。香烟中焦油含量增加可使致遗传毒作用增强。滤咀具有降低香烟烟气致遗传毒性的作用,但不同滤咀类型对香烟烟气的遗传毒变性影响不大。加入香精可使香烟烟气致遗传毒性大大增强。

铁路危险品货运站空气污染物的致遗传毒性作用研究

采用ＳＯＳ／ｕｍｕ 试验和ＳＯＳ 原位试验，对铁路危险品货运站（ 以下简称危货站） 空气污染物的致遗传毒性进行了研究。结果表明：在不加Ｓ９ 活化系统的条件下，危货站空气污染颗粒提取物具有致遗传毒性作用，可使ＴＡ１５３５／ＰＳＫ１００２ 菌株产生β半乳糖苷酶的量增加，并存在剂量—反应关系；加入Ｓ９ 活化系统后，则ＳＯＳ／ｕｍｕ 试验阴性。同时，应用ＳＯＳ 原位法，对危货站空气污染的综合致遗传毒性进行了现场监测。结果显示，随采样体积的增加，β半乳糖苷酶的量也增加，采样体积与酶诱导率之间，存在剂量—反应关系。

S_2致遗传毒性和致突变性及其生产车间空气的致突变性研究

用SOS/Umu法及SOS原位法监测S_2(化学名八氯二丙醚)及生产车间空气的致遗传毒性和致突变性。结果表明,S_2的Umu测试,在不加活化系统,S_2加入量为1.0μg/ml时,酶诱导率为4.1,出现阳性结果。加入活化系统,S_2加入量为10μg/ml时,酶诱导率为12.5,亦出现阳性结果。但经相关分析,无论加与不加活化系统,在S_2的加入量与酶诱导率之间均无明显的剂量——反应关系,说明S_2尚无明显的致遗传毒性作用。S_2生产车间空气SOS原位法混合致实变性监测,酶诱导率均<2,表明空气直接致突变作用不明显。

厦门饮用水源地水质毒性调查及风险评估

在厦门饮用水源地采集6个地表水样,通过发光细菌试验和SOS/umu测试等生物毒性检测方法对水质进行调查,分析了相对发光率和遗传毒性诱导率,对比考察了不同洗脱方式对遗传毒性效应的影响,通过对水样的遗传毒性效应折算成4-NQO的当量浓度评估了水样的致癌风险。结果表明,急毒性试验中水样相对发光率在88%~113%;正乙烷+乙酸乙酯+甲醇(体积比为1∶3∶1)对水样中遗传毒性物质有较好的洗脱效果;水样的β-半乳糖苷酶活性随富集水样量的增加呈先增加,然后降低至最低后再上升的双峰模式;在暴露水样量20ml的情况下,诱导率R值大小比较为坂头水库>汀溪水库>石兜水库>江东水阀>莲花水库>北溪泵站,调查水样呈阳性,含有致突变性物质;基于遗传毒性效应的致癌风险均在10^(-7)到10^(-6)之间,水质处在可接受的范围。

海水淡化饮用水的遗传毒性研究

目的研究海水淡化饮用水遗传毒性总体水平,评估长期饮用海水淡化水的安全性。方法于2011年12月—2012年9月采集浙江嵊泗县菜园镇海水原水、海水淡化厂各工艺出水18份,地表水原水和各工艺出水5份,按照ISO-13829推荐的国际标准方法进行SOS/umu测试,检测与比较不同水样遗传毒性的相对强弱及遗传毒性生成潜势。结果经海水淡化水厂各工艺的逐步处理,水样的遗传毒性逐渐下降,反渗透出水遗传毒性最低,进一步加二氧化氯消毒后出厂,遗传毒性会有一定程度的提高,其遗传毒性生成潜势高于实际水样的遗传毒性,趋势与实际水样相同。结论海水淡化水的处理工艺对具有遗传毒性的物质有良好的去除作用,海水淡化饮用水的遗传毒性明显低于以地表水为水源的饮用水。

单过硫酸氢钾复合粉在饮用水消毒过程中的副产物生成特性及遗传毒性变化

以北京田村山净水厂原水和炭后出水作为试验用水,对新型消毒剂单过硫酸氢钾复合粉消毒后生成的消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)进行定性分析.向受试水样中分别投加单过硫酸氢钾复合粉和次氯酸钠,比较了复合粉消毒和氯消毒的DBPs生成量,并通过umu试验对水样消毒后的遗传毒性变化进行测试.结果表明,测试水样投加单过硫酸氢钾复合粉消毒前后的有机物种类变化不大,但仍有新的卤代烃和卤代物生成.与氯消毒相比,单过硫酸氢钾复合粉消毒后生成的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的含量更低.另外,根据umu测试的结果,经单过硫酸氢钾复合粉消毒后原水和炭后水的遗传毒性均明显低于氯消毒.然而在水中有机物较多和消毒剂投加量较大时,单过硫酸氢钾复合粉用于消毒仍有一定安全风险.