杀虫剂及抗生素对发光菌的短期毒性与长期毒性

以毒物对青海弧菌Q67(Vibrio-qinghaiensissp.-Q67)发光抑制为毒性指标,基于短期微板毒性分析法(S-MTA法),建立了长期微板毒性分析法(L-MTA法),测定了吡虫啉(IMI)、抗蚜威(PIR)、啶虫脒(ACE)及敌百虫(DIP)等4种杀虫剂与氯霉素(CHL)、盐酸四环素(TET)、硫酸链霉素(STR)及硫酸巴龙霉素(PAR)等4种抗生素的短期(15 min)毒性和长期(12 h)毒性.采用短期毒性与长期毒性EC50之比(RSL)为指标,表征同一物质的毒性差异.结果表明:3种杀虫剂(IMI,ACE及PIR)的短期毒性与长期毒性差异不大(其RSL分别为0.84,0.81和1.11);杀虫剂DIP和2个抗生素(CHL及TET)的短期毒性与长期毒性差异明显(其RSL分别为11.76,9.67及154.38);另2个抗生素(STR和PAR)只有较强的长期毒性.

几种抗生素对蛋白核小球藻的时间毒性微板分析法

抗生素在不同的暴露时间可能具有不同的毒性变化规律。本文以蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)为受试生物,96孔微板为暴露实验载体,5种抗生素硫酸安普霉素、氯霉素、双氢链霉素、硫酸新霉素和硫酸链霉素为研究对象,通过在C.pyrenoidosa生长周期内选取6个暴露时间节点(即0、12、24、48、72和96 h),建立了抗生素在不同暴露时间对C.pyrenoidosa生长抑制毒性的微板测试方法(简称T-MTA),并应用T-MTA方法系统测定了5种抗生素对C.pyrenoidosa在不同暴露时间的生长抑制毒性。结果表明,抗生素对C.pyrenoidosa生长抑制毒性具有明显的时间依赖特征,即在开始的时候基本无毒性,而后毒性迅速增加,然后毒性增加速度减慢;不同抗生素的毒性随着暴露时间的延长增加速率不同;同一暴露时间内,5种抗生素对C.pyrenoidosa的毒性大小不同;且毒性顺序随着暴露时间延长而发生变化。

中心复合设计射线法考察离子液体C_(16)H_(31)ClN_2与乐果的毒性相互作用

离子液体(ILs)是一种用于替代传统易挥发有机溶剂的新型"绿色"溶剂.由于不挥发、不会对大气产生污染而得到广泛应用.但是某些ILs易溶于水,其自身毒性能够对生态环境造成潜在影响,这已引起诸多学者对ILs毒性的研究兴趣.然而ILs与其它污染物的毒性相互作用目前研究很少.论文选取咪唑类离子液体C16H31ClN(2DMI)与有机磷杀虫剂乐果(DIM)作为目标化合物,以青海弧菌Q67为检测生物,采用微板毒性分析法测定了目标化合物及其混合物的毒性.为全面考察不同浓度范围DMI与DIM的毒性相互作用,将中心复合设计与固定浓度比射线法有机结合起来构建5个不同浓度比的混合物射线,通过浓度加和与独立作用模型对混合物射线进行比较评估.结果表明在DMI浓度较大且DIM浓度较低时,DMI与DIM之间存在明显拮抗作用,而在其它浓度范围内两者之间为加和作用.

吡啶类离子液体对青海弧菌Q67的混合毒性评估

混合污染物产生的累积与毒性相互作用具有潜在的环境与健康风险。以6种吡啶类离子液体(IL):丁基溴化吡啶([Bpy]Br)、己基溴化吡啶([Hpy]Br)、辛基溴化吡啶([Opy]Br)、丁基氯化吡啶([Bpy]Cl)、己基氯化吡啶([Opy]Cl)和辛基氯化吡啶([Opy]Cl)为混合物组分,应用直接均分射线法(EquRay)和均匀设计射线法(UD-Ray)分别设计4组二元IL混合物和2组三元混合物,每组混合物包括5条具有不同浓度配比的混合物射线。应用微板毒性分析法测定6种IL及其30条混合物射线对青海弧菌Q67的发光抑制毒性,以浓度加和(CA)为加和参考模型分析混合物毒性相互作用。结果表明,Logit函数能有效地拟合6种吡啶IL及其30条混合物射线的浓度-效应数据。若以半数效应浓度的负对数(pEC50)为毒性指标,6个吡啶IL对Q67的毒性与烷基链上碳原子数目正相关,且每增加2个碳原子,其毒性约增加1。IL的阴离子(Br-或Cl-)对毒性没有影响。除己基氯化吡啶([Hpy]Cl)和辛基氯化吡啶([Opy]Cl)的二元混合物呈现明显拮抗作用外,其他二元及三元混合物都为加和作用。

离子液体与有机磷农药间的毒性相互作用

"绿色"溶剂离子液体(ILs)与其他污染物之间的毒性相互作用已有报道,但相关数据仍较为缺乏。以7种具有不同阴阳离子组成的ILs:溴化丁基吡啶(IL1)、氯化丁基-2,3-二甲基咪唑(IL2)、丁基-3-甲基咪唑翁磷酸盐(IL3)、丁基-3-甲基咪唑正辛基硫酸(IL4)、丁基-2,3-二甲基咪唑二乙二醇单甲醚硫酸盐(IL5)、辛基-3-甲基咪唑二乙基醚单甲磺硫酸(IL6)和氯化己基-3-甲基咪唑(IL7),与5种有机磷农药(OPs):敌敌畏(DIC)、乐果(DIM)、草甘膦(GLY)、久效磷(MON)和磷胺(PHO),作为混合物组分,以等效应浓度比射线法设计7种ILs分别与5种OPs等EC_(50)配比的35组二元混合物,应用微板毒性分析法(MTA)测定这些混合物对青海弧菌Q67的毒性,以浓度加和(CA)和独立作用(IA)为参考模型分析毒性相互作用。结果表明,不同的IL-OP混合物呈现的作用类型不同:如IL1-DIM、IL2-DIM、IL3-DIM、IL6-DIM、IL2-MON和IL7-DIM的混合物呈明显的拮抗作用;IL3-DIC和IL2-GLY的混合物呈明显的协同作用;IL5-DIM和IL4-MON的混合物在较高浓度区呈拮抗作用;而IL3-GLY和IL6-DIC的混合物在较高浓度区呈协同作用;其余的混合物则为加和作用。

10种咪唑离子液体藻微板毒性分析

以96孔微板为试验载体,测定了具有不同烷基链长度和阴离子基团的离子液体(ILs)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的96h生长抑制毒性。结果表明,10种离子液体都具有典型的S型浓度-效应曲线,均可用非线性Weibull函数进行拟合,效应拟合值与实验值之间的相关系数均大于0.96,均方根误差均在0.1以下,拟合统计性良好。4种咪唑四氟硼酸盐类和4种氯化咪唑盐类ILs分别对藻的毒性具有烷基链效应,而改变阴离子对ILs毒性的影响不大。

3种有机溶剂及其混合物对蛋白核小球藻时间毒性的探究

已有研究表明部分污染物的毒性具有时间依赖性。以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为指示生物,透明96孔微板为实验载体,以3种有机溶剂甲醇(Meth)、乙醇(Eth)、二甲基亚砜(DMSO)及其不同体积比的混合物为研究对象,应用时间毒性微板分析法(简称t-MTA)系统测定有机溶剂及其混合物在0、12、24、48、72和96 h对C.pyrenoidosa的毒性效应。结果表明,有机溶剂对C.pyrenoidosa具有明显的时间依赖毒性特征,但不同有机溶剂毒性的大小不同,随时间增长速率不同,毒性大小顺序亦随时间发生变化;有机溶剂混合物也具有明显的时间依赖毒性特征,不同比例有机溶剂混合物在不同暴露时间的毒性差异不明显,但不同比例有机溶剂混合物毒性随时间的变化规律不同,在0~24 h,体积比为1:1、1:2和1:3混合物的毒性缓慢增加,2:1、3:1混合物的毒性迅速增加;在24~48 h,1:1、1:2和1:3混合物的毒性迅速增加,2:1和3:1混合物的毒性增加速率减缓;48~96h内5种比例混合物的毒性增加速率均减缓;有机溶剂混合物对蛋白核小球藻的毒性变化规律受体积比较大的组分影响。

氨基糖苷类抗生素混合物对蛋白核小球藻的时间依赖毒性

越来越多的研究表明,污染物在不同暴露时间具有不同的毒性变化规律。以4种氨基糖苷类抗生素,硫酸安普霉素(APR)、双氢链霉素(DIH)、硫酸新霉素(NEO)和硫酸链霉素(STS)为混合物组分,应用直接均分射线法和均匀射线法对4类抗生素设计出6组二元混合体系和4组三元混合体系,每个混合物体系设计5条射线共50条射线,采用时间毒性微板分析法(T-MAT)测定这些抗生素混合物射线在6个暴露时间点(即0、12、24、48、72和96 h)对蛋白核小球藻(C.pyrenoidosa)的生长抑制毒性。结果表明,抗生素二元和三元混合物系的50条射线对C.pyrenoidosa毒性均具有明显的时间依赖性,即混合物射线的毒性随着暴露时间的延长而增强;以半数效应浓度(EC50)的负对数p EC50为毒性指标,不同混合物体系的时间毒性变化规律不同,有的混合物从0 h开始,毒性随时间延长逐渐增强,有的从12 h或24h,甚至48 h后,毒性开始迅速增加;同一混合物体系中不同射线的毒性因组分浓度比的变化而变化,即混合物射线的毒性随毒性大的组分比例增加而增强。

4种农药对青海弧菌Q67混合毒性作用的评估

以发光菌青海弧菌(Vibrio qinghaiense sp.-Q67)为指示生物,4种农药包括残杀威、甲霜灵、多果定和西草净为研究对象,应用均匀试验设计法设计农药的四元混合物体系,共7条射线,应用微板毒性测试方法(MTA)系统测定4种农药及其四元混合物体系对Q67的发光抑制毒性,采用非线性最小二乘法拟合浓度-效应数据,以浓度加和模型(CA)为标准加和参考模型分析混合物毒性相互作用。结果表明,Logit或Weibull函数可有效地拟合4种农药的浓度–效应数据,其相关系数R>0.99,均方根误差RMSE<0.022;4种农药对发光菌Q67的毒性大小顺序为多果定(p EC50=5.35)>西草净(p EC50=3.56)>甲霜灵(p EC50=3.18)>残杀威(p EC50=3.00),其中多果定毒性最大,残杀威、甲霜灵和西草净对Q67的毒性比较接近;四元农药混合物体系的7条射线对Q67的毒性(p EC50值)与组分西草净和多果定的浓度比尤其是西草净和多果定的浓度比之和具有良好的正相关关系(R=0.8729,RMSE=0.076),但与残杀威和甲霜灵的浓度比之和具有良好的负相关关系(R=0.8729,RMSE=0.076);CA模型能很好地评估四种农药的四元混合物体系对Q67的毒性,即混合物体系呈经典的加和作用。

3种农药对青海弧菌Q67的联合毒性作用特征

农药的大量生产和应用造成了严重的环境污染问题,对生物甚至人类的生存和健康构成了威胁。该文以苯嗪草酮(GLY)、甲霜灵(MET)和草甘膦(MM)为研究对象,以发光菌青海弧菌(Q67)为指示生物,采用直接均分射线法设计3种农药的二元混合物体系,应用时间依赖微板毒性测试方法系统测定3种农药及其二元混合物对Q67的毒性,采用非线性最小二乘法拟合浓度-效应数据,并应用浓度加和模型(CA)分析农药混合体系的毒性相互作用。结果表明:3种农药的浓度-效应曲线均可用Logit函数有效表征,以半数浓度-效应的负对数值(p(EC)50)为毒性大小指标,除0.25 h外,3种农药在不同暴露时间的毒性大小顺序均为:MET (p(EC)50=2.56~3.01)>MM (p(EC)50=2.35~2.53)>GLY (p(EC)50=2.10~2.30);单个农药及其二元混合物的毒性具有时间依赖性,且二元混合物毒性表现出一定的组分依赖性;3种农药二元混合物体系的15条射线对Q67的联合毒性作用方式也具有明显的时间依赖性,混合体系GLY-MET和GLY-MM体系开始的时候呈现明显的拮抗作用,随着暴露时间的延长,毒性作用方式从拮抗变为加和作用,甚至协同作用;而MET-MM的混合物体系呈现明显的时间依赖性拮抗作用,但无协同作用的出现,说明GLY很可能是混合物体系呈现协同作用的原因。

2种经典模型对抗生素与重金属锌的蛋白核小球藻时间依赖联合毒性作用的评估比较

污染物在环境中普遍以混合物的形式存在,其累积毒性与毒性相互作用具有潜在的环境风险。因此,本研究以水环境中普遍存在的氨基糖苷类抗生素(硫酸链霉素、硫酸安普霉素和双氢链霉素)和重金属锌(Zn)为目标污染物,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,C.pyrenoidosa)为指示生物,应用直接均分射线法设计3种抗生素与Zn的3个二元混合物体系,应用时间毒性微板分析法系统测定3种抗生素和重金属Zn及其二元混合物射线的时间-浓度-毒性数据,以浓度加和(concentration addition,CA)与独立作用(independent action,IA)为标准加和参考模型,分析混合物毒性相互作用及其随时间变化规律。结果表明,随着暴露时间延长,3种抗生素和重金属Zn对C.pyrenoidosa的毒性逐渐增强;2种模型对3个二元混合物体系的毒性相互作用评估基本一致,即在低浓度区域始终呈现加和作用,而在高浓度区域随暴露时间延长由协同作用逐渐转变为加和作用;而对于同一混合物体系,CA和IA模型预测毒性之间的差距随着浓度增加而增加,且IA预测曲线始终位于CA预测曲线上方,显示了IA模型在评估具有相异组分混合物的毒性时较CA模型接近实际观测值。

重金属与农药污染物对青海弧菌Q67拮抗作用的定量评估

重金属与农药对生态环境造成的污染日益严重.为了探究重金属与农药混合污染物对生态环境的影响,以重金属铅(Pb)和两种农药(甲霜灵(MET)、草甘膦(GLY))为目标污染物,应用均匀设计射线法(UD-Ray)设计三元混合物体系,共5条具有不同浓度比的射线,运用时间毒性微板分析法(t-MTA)系统测定重金属与农药及其三元混合物对水生生物青海弧菌(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67,Q67)在不同暴露时间的毒性,应用浓度加和(CA)模型分析混合物组分间的毒性相互作用,绝对残差(dCA)模型定量评估相互作用强度.结果表明,3种污染物对Q67的毒性随时间变化规律不同,均具有明显的急性毒性,但GLY和Pb不具有明显的时间依赖毒性,而MET随暴露时间延长毒性逐渐增加,即具有明显的时间依赖毒性;不同暴露时间,污染物的毒性大小顺序不同,如暴露时间点为0.5 h时,毒性大小顺序为:GLY>Pb>MET,而在12 h时,毒性大小顺序为:GLY>MET>Pb.3种污染物的混合体系的5条混合物射线(U1—U5)的毒性却与MET呈相似的时间变化规律,即具有时间依赖毒性.依据CA,重金属和农药三元混合体系(Pb-MET-GLY)的毒性相互作用为拮抗作用.5条混合射线的dCA均大于0,且随着暴露时间、暴露浓度及组分浓度比的改变而改变,即三元混合体系具有明显的时间和浓度依赖拮抗作用;5条射线的最大dCA值均大于50%,其中U4在2 h时dCA最大值可达70%.

花露水及其混合物对蛋白核小球藻的毒研究

为了研究花露水等其它护肤品的毒性作用,采用了时间毒性微板分析方法(T=MTA).以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa,简称C. pyrenoidosa)为受试生物,3种不同品牌花露水六神、蛇胆和金银花三种花露水为研究对象,测定3种花露水及其混合物在不同暴露时间节点(0、12、24、48、72和96 h)对C. pyrenoidos的生长抑制毒性。应用非线性最小二乘法拟合在不同暴露时间测定的浓度-效应数据。结果表明,随着暴露时间的延长,三种花露水的毒性先急剧增大,然后趋于平稳;在不同的暴露时间,三种花露水的毒性大小也各不相同,金银花和蛇胆花的毒性随时间变化规律相似,但六神花露水的毒性随暴露时间的延长,基本无变化,即不具有时间依赖性;花露水混合物的毒性随时间变化规律也不相同,含有六神花露水的混合物的毒性变化与六神花露水的时间毒性变化规律相似。

30种离子液体对青海弧菌Q67的毒性效应

应用微板毒性分析法系统地考察了30种具有不同烷基链长度、阴离子基团和阳离子骨架(甲基咪唑、二甲基咪唑和吡啶)的"绿色溶剂"离子液体(ionic liquids,ILs)对一种新型淡水发光菌青海弧菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.Q67)的毒性效应.非线性拟合结果表明,Logit或Weibull函数可有效地表征30种ILs的剂量-效应曲线,其相关系数R>0.98,均方根误差RMSE<0.053;30种ILs对Q67的毒性差异很大,pEC50值在1.01～5.48之间;ILs对Q67的毒性具有烷基链效应,且烷基链上每增加2个碳原子,其pEC50值增加近1倍;ILs的阴离子基团、阳离子骨架及ILs本身的吸光性不显著影响ILs对发光菌Q67的毒性.

APTox:化学混合物毒性评估与预测

真实环境中化学混合物的存在是普遍规律.化学混合物联合效应具有与单个组分不同的变化规律,目前缺少有效方法学与可靠基础数据.近年来,我们试图探索建立化学混合物毒性评估与预测(APTox)的方法体系.发展了微板毒性分析法(MTA)以提高测试数据精密度,创建了直接均分射线(EquRay)与均匀设计射线(UD-Ray)法来有效表征混合物浓度组成,建立了支持向量回归(SVR)技术拟合不同形状浓度-效应曲线,提出了将实验混合物整体剂量-效应曲线(CRC)与加和参考模型预测CRC比较以评价混合物毒性相互作用的方法,集成多种技术设计开发了化学混合物毒性评估与预测的应用程序.

构建三元混合污染物的三维等效图

等效线分析法广泛应用于二元混合物的毒性相互作用评估.然而,如何构建三维等效图以考察三元混合物中发生的毒性相互作用至今没有文献报道.本研究的主要目的即以三元混合物中3个组分的相对浓度为坐标轴建立三维等效图以考察三元混合物的毒性相互作用.以6种目前在中国广泛使用的农药,包括3种除草剂(2,4-D、敌草净、西草净)和3种杀虫剂(乐果、吡虫啉、残杀威)为混合物组分,采用均匀设计射线法(UD-Ray)分别对三元除草剂和三元杀虫剂混合物中各组分浓度分布进行优化设计,以全面表征实际混合物的浓度多样性.通过费氏弧菌微板毒性分析法测定农药及其三元混合物在不同浓度下的发光抑制毒性,以浓度加和(CA)模型为加和参考模型,建立三维等效图,分析各混合物的毒性相互作用.结果表明,三维等效图能清晰、直观地反映三元混合物的毒性相互作用信息,开拓等效分析法在三元混合物毒性分析中的应用.