用SOS/umu测试评价光电催化降解五氯酚过程的遗传毒性特征

采用SOS/umu测试研究了五氯酚水溶液在光电催化反应过程中的遗传毒性变化及降解产物对鼠伤寒沙门氏菌TA1535/pSK1002的细胞毒性,并与五氯酚在直接光解、光催化反应过程中的降解产物进行了比较.五氯酚光电催化降解过程中降解产物对测试菌种的细胞毒性逐渐降低,产物经代谢活化的细胞毒性低于直接光解、光催化降解五氯酚的产物.五氯酚经光电催化降解15￣45分钟的产物经代谢活化测试结果呈阳性,在60￣120分钟的降解产物呈阴性,说明五氯酚的光电催化降解过程中生成了间接遗传毒性物质,但该类物质能够在光电催化过程中被去除.而五氯酚经直接光解、光催化处理120分钟的产物均具有遗传毒性风险.本研究结果表明光电催化技术的环境安全性优于直接光解、光催化技术.此外,SOS/umu测试作为一种简单、灵敏的遗传毒性物质检测方法,适合于评价光电催化技术的遗传毒性特征,可以作为评价该技术环境安全性的生态毒理学方法之一.

Umu测试法及其在环境科学中的应用

主要介绍了umu测试方法的实验原理和在环境科学中的研究现状。umu实验(即SOS/umu实验)起源于20世纪80年代中期,是用于检测环境致突变的短期筛选实验。它基于环境诱变物质损伤DNA后诱导SOS反应,表达umu基因,进而生成具有β-半乳糖苷酶活性原理设计而成。通过检测此酶的活性可确定受试物引起的DNA损伤程度。因该方法具有简单易操作、检出率高、廉价等优点,因而被广泛应用于遗传毒理学研究、酶代动力学分析、环境监测与质量评估以及药效学评价和新药筛选等方面。

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.

SOS/umu测试法检测大气颗粒中致遗传毒性物质的初步试验

本研究采用umu测试法对本市某大气污染区颗粒提取物的致遗传毒性进行了测定。结果表明大气颗粒提取物中存在DNA具有损伤作用的致遗传毒性物质。根据β-半乳糖苷酶诱导值,表明这类具遗传毒性作用的物质,以不需肝微粒体代谢活化的成分为主,其致遗传毒性的强度与大气颗粒物的污染度呈线性相关。

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。

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。

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。

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.

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。