SO2——一种神秘的生物小分子：SO2及其衍生物对血管张力的双相-双向性调节作用

为了探索二氧化硫(SO2)作为调节血管张力的细胞气体信号分子的可能性,采用SO2衍生物(亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合物,在中性液体中二者的摩尔比约为3:1)温育大鼠离体胸主动脉血管环的方法,观察SO2及其衍生物对血管环张力的影响.结果发现,SO2及其衍生物在低浓度(<1.35mmol·L-1)下可引起大鼠离体胸主动脉血管环收缩而不引起舒张;在高浓度(>1.35mmol·L-1)下先引起血管环收缩、后引起舒张;且这些变化均与血管内皮无关.这表明不同作用浓度相和不同作用时相,该化学物对血管张力的作用完全相反.由此得出结论:1)低浓度SO2及其衍生物是血管收缩因子;2)高浓度SO2及其衍生物对血管张力的影响是双相-双向性的.内源性的SO2及其衍生物的前体SO/SO2在体内的生理浓度比本研究的低浓度还要低1～2个数量级,其对血管张力的生理作用及其他的生物学作用尚需进一步研究.     

二氧化硫衍生物对大鼠离体主动脉血管环的舒张作用

研究了不同浓度SO2体内衍生物(亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液)对离体大鼠胸主动脉血管环等长张力的影响一结果表明：①SO2体内衍生物在以去甲肾上腺素(NE)、氯化钾(KCl)颁收缩时对血管均有显著舒张作用，并呈明确的剂量效应关系；②该衍生物在NE预收缩后的舒张作用比KCl预收缩后的作用显著；③左旋硝基精氨酸(L-NNA)、亚甲蓝、普萘洛尔对舒张效应无明显影响；④吲哚美辛可部分地消除该衍生物的舒张效应．总之，SO2体内衍生物具舒张血管作用，此作用不经一氧化氮(NO)介导，而部分地与前列环素(PGI2)有关．图2表1参12。     

SO2——一种神秘的生物小分子：SO2及其衍生物对血管张力的双相-双向性调

为了探索二氧化硫（SO2）作为调节血管张力的细胞气体信号分子的可能性,采用SO2衍生物（亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合物,在中性液体中二者的摩尔比约为3：1）温育大鼠离体胸主动脉血管环的方法,观察SO2及其衍生物对血管环张力的影响.结果发现,SO2及其衍生物在低浓度（〈1.35mmol·L^-1）下可引起大鼠离体胸主动脉血管环收缩而不引起舒张;在高浓度（〉1.35mmol·L^-1）下先引起血管环收缩、后引起舒张;且这些变化均与血管内皮无关.这表明不同作用浓度相和不同作用时相,该化学物对血管张力的作用完全相反.由此得出结论：1）低浓度SO2及其衍生物是血管收缩因子;2）高浓度SO2及其衍生物对血管张力的影响是双相-双向性的.内源性的SO2及其衍生物的前体SO/SO2在体内的生理浓度比本研究的低浓度还要低1～2个数量级,其对血管张力的生理作用及其他的生物学作用尚需进一步研究.     

内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制Ⅲ：信号转导途径

为了从信号转导途径的角度探讨内源性气态SO2引起血管舒张的机制,采用将气态SO2或SO2生理盐水溶液加入孵育液的方法,使SO2分子直接作用于离体大鼠胸主动脉血管环,同时使用不同信号转导途径抑制剂,研究了内源性气态SO2诱发血管舒张的信号转导机制,并采用类比法研究了SO2对Krebs液pH的影响及其与血管舒张的关系.结果显示:1)内源性气态SO2对大鼠血管的舒张作用是SO2分子直接作用引起的,与SO2引起的pH值轻度降低无关;2)气态SO2在生理浓度和低浓度(<450μmol·L-1)引起的舒血管作用主要是通过NO/cGMP途径介导;3)很低浓度的气态SO(23μmol·L-1)和NO(3或5nmol·L-1)在引起血管舒张作用时有协同作用,二者在体内联合发挥对血管张力的调节作用.结论:1)SO2是血管组织的一种内源性气体舒张因子;2)SO2与NO可以协同调节血管张力,二者可能存在某种形式的交叉对话作用.     

内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制Ⅱ：与亚硫酸盐的比较及SO2的内源产生与调节

为了探讨内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制,采用将气态SO2或SO2生理盐水溶液加入孵育液,使SO2分子直接作用于离体大鼠胸主动脉血管环的方法,对体内SO2的失活机制、正常生理浓度及其内源产生的体内调节等进行了研究,并对亚硫酸盐/亚硫酸氢盐能否作为"SO2供体"的问题进行了讨论.结果显示:1)气态SO(21~2000μmol·L-1)对血管的舒张作用是剂量依赖性的,且其舒血管作用远大于SO2衍生物(亚硫酸盐和亚硫酸氢盐),表明SO2衍生物是SO2信号作用失活的产物;2)SO2气体和SO2生理盐水溶液对大鼠血管的舒张作用强度相似,表明在SO2生理学或毒理学试验中二者可相互替代;3)正常大鼠胸主动脉血管组织和血浆中内源性SO2平均浓度分别为(127.76±31.34)和(16.77±8.24)μmol·L-1,表明血管组织SO2的浓度很高;4)内源性SO2在血管内皮和平滑肌细胞均可合成,但主要在血管内皮细胞合成;5)不论对大鼠体内血管组织还是对离体血管组织、体外培养的血管内皮和平滑肌细胞,乙酰胆碱(Ach)均能剂量依赖性地促进SO2的产生,而重酒石酸去甲肾上腺素(NE)能够抑制SO2产生.由此结论:1)SO2生理作用的失活途径为"气态SO2→亚硫酸盐/亚硫酸氢盐→硫酸盐",亚硫酸盐和亚硫酸氢盐混合液的作用并不能等同于内源性SO2的作用,不能作为体内、外处理生物组织的"SO2供体";2)直接应用SO2气体或者应用SO2生理盐水溶液代替SO2气体处理生物组织可作为内源性SO2生理学研究的新模式;3)血管组织SO2的浓度很高且主要在内皮细胞合成;4)SO2的生物合成也能被体内某些内源性物质(如Ach、NE)所调节.     

内源性气态SO2对血管的舒张作用及其机制：细胞离子通道的作用

为了探讨内源性气态二氧化硫(SO2)对心血管功能的调节作用,首次采用SO2气体直接作用血管环的方法,观察SO2对血管环张力的影响及其与血管组织细胞离子通道的关系.结果发现:1)SO2气体不论在生理相关浓度范围内,还是在高浓度下均可剂量依赖性地引起血管环的舒张反应,EC50值为(1247.38±98.32)μmol·L-1.在生理浓度((110.34±35.22)μmol·L-1)和较低浓度下(<450μmol·L-1),SO2的舒张作用是内皮依赖性的,而在较高浓度下(>500μmol·L-1),SO2的舒张作用与内皮无关;2)硝苯地平(Nifedipine,L型钙通道阻断剂)可部分抑制较高浓度(1500μmol·L-1)SO2引起的舒张反应,而对较低浓度(30、300μmol·L-1)SO2引起的舒张反应无显著影响;3)四乙基氯化铵(TEA,非特异性钾通道阻断剂)则对较低浓度和较高浓度SO2引起的舒张反应均有部分抑制作用;4)格列本脲(Glibenclamide,ATP敏感的钾通道(KATP)的特异阻断剂)可部分抑制1500μmol·L-1SO2引起的舒张反应,而对30、300μmol·L-1SO2引起的舒张反应无显著影响;5)IbTx(Iberiotoxin,大电导钙激活钾通道(BKCa)阻断剂)只可部分抑制30、300μmol·L-1SO2引起的舒张反应,而对1500μmol·L-1SO2引起的舒张反应无显著影响.由此结论:内源性气态SO2对大鼠离体胸主动脉环有剂量依赖性的舒张作用;在生理浓度和较低浓度下,SO2的舒张作用是内皮依赖性的,其作用机制与BKCa通道有关;而在较高浓度下,SO2的舒张作用与内皮无关,其作用机制与KATP和L型钙通道等有关;气态SO2的生理作用远大于它的衍生物亚硫酸盐和亚硫酸氢盐.     

内源性气态SO2对大鼠血管的舒张作用及其机制IV： SO2对血压的调节与信号通路

为探讨内源性二氧化硫(SO2)对动脉血压的影响及其信号转导通路,采用大鼠颈动、静脉插管技术研究SO2对动脉压调节作用,通过离体血管环灌流试验观察SO2对NE引起的主动脉血管环收缩作用的影响,用生物化学方法与实时定量RT-PCR技术研究SO2对离体血管一氧化氮(NO)生成、一氧化氮合酶(NOS)活性和基因表达的调节作用。结果表明：(1)静脉注入SO2(20和60 μmol·kg-1体重)可立即引起大鼠动脉血压剂量依赖性显著下降,而相同剂量的亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液(摩尔比为3:1)未见影响;(2)SO2对NE的缩血管功能有显著抑制作用,使NE的量效曲线右移;(3)SO2能迅速促进内皮NOS(eNOS)的基因表达,增强eNOS的活性,但对诱导型NOS (iNOS)的活性未见影响;(4)SO2可迅速且显著增加主动脉组织的NO产量。此外,我们以前的研究也指出,低浓度SO2可引起内皮细胞膜BKCa离子通道开放。由此结论：内源性SO2是一种血管活性因子,对整体血压和血管张力具有调节作用;SO2对血管BKCa→eNOS→NO→cGMP信号通路的上调可能是其主要的作用机制。     

SO2吸入对小鼠组织谷胱甘肽氧化还原系统的影响

从SO2吸入对雄性小鼠组织谷胱甘肽氧化还原系统中的抗氧化酶谷胱甘肽硫转移酶(GST)和葡萄糖6-磷酸脱氢酶(G6PD)以及还原型谷胱甘肽(GSH)和脂质过氧化物(TBARS)的影响探讨SO2的毒性作用机理.将昆明种纯系雄性小鼠60只随机分成3大组,每组20只,每一大组再随机分成SO2吸入组和对照组(SO2吸入组10只,对照组10只).吸入组吸入SO2浓度分别为(22±2)mg/m3,(64±3)mg/m3和(148±23)mg/m3.分别检测其脑、肺、心、肝、肾组织中GST、G6PD的活性以及GSH、TBARS的含量变化.当SO2浓度为(148±23)mg/m3时,脑、肺、心、肝、肾组织中GST和G6PD活性以及GSH含量均比对照组达到极显著(P<0.01)或显著降低(P<0.05),而脑和肺、心、肝、肾组织中TBARS水平则是显著(P<0.05)或极显著升高(P<0.01),且各指标与SO2浓度间有显著的剂量依赖关系.SO2吸入可使谷胱甘肽氧化还原系统中的关键性酶GST和G6PD活性发生显著降低,可使抗氧化物质GSH含量显著下降,而脂质过氧化物TBARS则显著升高,最终使谷胱甘肽氧化还原系统发生大的变化,导致氧化损伤.图2表2参16     

低浓度SO2暴露诱导大鼠大脑皮层的炎症效应

为了解低浓度二氧化硫(SO2)慢性暴露对神经系统炎症反应的影响,通过建立Wistar大鼠SO2动式吸入染毒模型,采用荧光免疫组织化学方法考察低浓度SO2(3.5和7 mg/m3)慢性暴露下大鼠大脑皮层胶质细胞的活化反应,通过实时荧光定量PCR方法考察炎性因子的基因转录水平,并通过蛋白免疫印迹Western blot方法初步考察对与神经功能相关的胞外信号调节激酶亚型1和2(Extracellularly regulated kinase 1/2,ERK1/2)及核转录因子环磷腺苷效应元件结合蛋白(c AMP response element-binding protein,CREB)信号途径的影响.结果显示,长期低浓度SO2暴露增加大脑皮层星形胶质细胞和小胶质细胞的活化反应,最高暴露组分别为对照组的2.07倍和2.12倍;诱导大鼠大脑皮层中促炎症因子TNFα和IL-1β的m RNA水平上调,最高暴露组分别为对照组的1.68和1.58倍;同时大鼠大脑皮层中诱导型环氧化酶(Cyclooxygenase-2,COX-2)和诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,i NOS)的m RNA表达水平也明显增加,最高暴露组分别为对照组的1.59和1.45倍.此外,SO2暴露组大鼠大脑皮层中p-CREB和p-ERK1/2的蛋白表达减少,最高暴露组分别为对照组的0.73和0.74倍.本研究表明,慢性低浓度SO2暴露通过增加大鼠大脑皮层星形胶质细胞和小胶质细胞的活化反应,引起炎症因子TNFα、IL-1β、i NOS和COX-2 m RNA的高表达,而且会引起p-ERK1/2和p-CREB的蛋白表达水平下调,提示SO2暴露会通过炎症反应引起细胞信号传导和核转录的异常,导致神经功能损伤.     

二氧化硫体内衍生物对小鼠的显性致死作用

采用二氧化硫(SO2)衍生物亚硫酸钠和亚硫酸氢钠(二者的物质的量之比为3:1)腹腔注射的方法,研究其对雄性小鼠生殖细胞的遗传毒性.结果表明,雄鼠经SO2衍生物染毒后再与雌鼠交配,导致:(1)雌鼠受孕率下降,显性致死率增高,且均有明确的剂量-效应关系;(2)胚胎生长迟缓,活胎平均重量下降.研究得出结论:SO2及其衍生物对雄性小鼠有生殖毒性作用.表2参14     

H2O2热氧化降解硝基苯废水的机理和动力学

利用H2O2为氧化剂,高温密闭条件下对硝基苯废水进行了降解研究.通过正交实验,分析了氧化剂种类、硝基苯初始浓度、反应温度和反应时间对硝基苯降解率的影响.利用HPLC分别对降解过程产物进行了分析,实验结果表明:H2O2在密闭高温条件下形成的自由基攻击硝基苯分子,硝基苯降解过程按硝基苯→硝基酚类→二氧化碳和水的途径进行,降解过程中产生的微量邻、间、对硝基酚类物质不会累积.H2O2在反应过程中消耗不显著,具有相对的化学稳定性.H2O2热氧化硝基苯的降解反应符合一级动力学方程,反应表观速率常数K表观=0.0073 min-1.     

Biodegradation of 2-methylisoborneol by bacteria enriched from biological activated carbon

One of the most common taste and odour compounds (TOCs) in drinking water is 2-methylisoborneol (2-MIB) which cannot be readily removed by conventional water treatments. Four bacterial strains for degrading 2-MIB were isolated from the surface of a biological activated carbon filter, and were characterized as Micrococcus spp., Flavobacterium spp., Brevibacterium spp. and Pseudomonas spp. based on 16S rRNA analysis. The removal efficiencies of 2-MIB with initial concentrations of 515 ng·L^-1 were 98.4%, 96.3%, 95.0%, and 92.8% for Micrococcus spp., Flavobacterium spp., Brevibacterium spp. and Pseudomonas spp., respectively. These removal efficiencies were slightly higher than those with initial concentration at 4.2 mg·L^-1 (86.1%, 84.4%, 86.7% and 86.0%, respectively). The kinetic model showed that biodegradation of 2-MIB at an initial dose of 4.2 mg·L^-1 was a pseudo-first-order reaction, with rate constants of 0.287, 0.277, 0.281, and 0.294 d^-1, respectively. These degraders decomposed 2-MIB to form 2-methylenebornane and 2-methyl-2-bornane as the products.     

高岭土界面Fe(Ⅱ)吸附与邻硝基苯酚还原转化的交互反应研究

研究了高岭土界面亚铁吸附与邻硝基苯酚(2-nitrophenol,2-NP)还原转化的交互作用.考察了反应pH值、界面吸附铁密度、反应温度(T)对2-NP的还原动力学的影响.结果表明,吸附态Fe(Ⅱ)为2-NP还原转化的关键物种,高龄土界面Fe(Ⅱ)吸附能明显提高还原反应的反应速率.2-NP的还原转化速率常数(k)随着反应pH值的升高、吸附铁密度的增加、反应温度的升高而增大,ln k与pH、吸附铁密度、1/T都具有明显的线性关系.2-NP还原转化的活化能为87.15 kJ·mol-1,吸附反应的活化能为18.5 kJ·mol-1.该研究可为土壤矿物界面物理化学与氧化还原的交互反应过程研究提供借鉴.     

Pb2+、Cd2+和Cr(Ⅵ)抑制球形红细菌生长的毒性效应

运用评价化学品对水生生物毒性的标准方法,得到Pb2 、Cd2 和Cr(Ⅵ)对球形红细菌生长的最小无差异浓度(LNOEC)分别为85.9mgL-1、22.1mgL-1和17.7mgL-1.根据实验结果采用几率单位进行数据处理,得到抑制球形红细菌生长的96hEC50分别为195.0mgL-1、91.2mgL-1和77.6mgL-1,并对各剂量反应方程进行χ2检验,结果均符合精度要求,计算出的96hEC50真实可靠.研究结果表明,抑制球形红细菌生长的毒性由大到小的顺序是Cr(Ⅵ)>Cd2 >Pb2 .不同金属离子与细胞壁亲和性不同或能通过菌体内生物化学转化形成沉淀,可能是导致金属离子抑制球形红细菌生长毒性差异的主要原因.图1表2参15     

H2O2—Fe^2＋法处理3—羟基—2—萘甲酸生产废水

采用H2O2-Fe^2 处理3-羟基-2-萘甲酸（简称2,3酸）生产废水,在pH为2.8-2.9(原液）,[FeSO4.7H2O]为0.5kg/t废水,[H2O2]为5L/t废水,t为20min,TY国60℃-80℃时,COD去除率可达94%左右。     

Fe2+/H2O2催化氧化2,4-二氯苯氧乙酸的机理研究

利用Fe^2 ／H2O2对2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)进行催化氧化,通过GC-MS和HPLC检测到反应过程的中间产物为2,4-二氯苯酚、邻氯苯酚和对氯苯酚,氯离子则是从这些中间产物上释放．通过离子色谱检测到小分子酸,如乙醇酸、乙醛酸、顺丁烯二酸．提出了2,4-D的Fe^2 ／H2O2降解的可能历程。     

Cu2+,Cd2+和Cr(Ⅵ)抑制沼泽红假单胞菌生长的毒性效应

运用标准方法进行有毒化学品对水生生物急性毒性实验 ,得到Cu2 + ,Cd2 + ,Cr(Ⅵ )对光合细菌沼泽红假单胞菌生长抑制作用的 96h剂量反应方程 ,分别为 :y =- 1.72 6 7x +8.70 0 4 ,R2 =0 .96 5 5c(Cu2 + ) ;y =$C1.15 5 1x +8.9996 ,R2 =0 .92 5 2c(Cd2 + ) ;y=$C1.342 7x +10 .785 ,R2 =0 .975 8c〔Cr(Ⅵ )〕 ,由此计算出Cu2 + ,Cd2 + ,Cr(Ⅵ )的 96h -EC50 分别为 2 .172× 10 -6mol/L ,2 .5 6 6× 10 -5mol/L和 3.92 6× 10 -4mol/L .从而得出它们对沼泽红假单胞菌生长毒性作用大小的顺序为Cu2 + >Cd2 + >Cr(Ⅵ ) .表 2参 11     

SO2-4/TiO2表面的酸性对其光催化性能的影响

采用Na2CO3溶液将SO2-4/TiO2表面的SO2-4洗脱下来,用热重(TG)、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)和吡啶吸附的红外光谱等手段,分析洗脱前后SO2-4/TiO2表面的酸量和酸类型的变化;在相同晶型、结晶度和吸光特性条件下,考察了SO2-4/TiO2表面的酸性对Cr(Ⅵ)光催化还原效率的影响.结果表明:SO2-4/TiO2表面同时存在Lewis酸位和Bronsted酸位,通过Na2CO3溶液降低SO2-4/TiO2表面的酸量并去除Bronsted酸位后,其对Cr(Ⅵ)的光催化活性显著降低.     

SO2-4/TiO2对SO2-C7H16-TiO2复相光化学反应的影响

研究了TiO2与SO2,C7H16复相光化学反应的光催化活性.在SO2-C7H16-O2-TiO2光催化反应过程中,TiO2表面可形成SO2-4/TiO2结构,它的存在可提高庚烷的光催化氧化速率,利用IR和XPS研究了反应过程中TiO2表面形成的SO2-4/TiO2结构.     

CS2在TiO2表面的多相光化学反应研究

本文运用原位漫反射红外光谱(DRIFTS)、GC、XPS等手段研究了CS2在大气半导体颗粒TiO2表面的多相光化学反应.结果表明在模拟太阳光照射下,低浓度的CS2(8.1 mg·m(-3))在TiO2:表面发生多相光化学反应,生成气态产物cos、H2S、SO2,进而在颗粒物表面生成硫酸盐.在氧气体积浓度为21%,氙灯照...