手性农药的环境行为研究进展

手性农药由于其对映体选择性,在环境中具有特殊的归宿.研究其环境行为有助于准确评价生态系统和人体健康的风险性.文章综述了手性农药的研究进展,指出高效液相和气质联用法是不同环境介质中手性农约的主要分离分析方法;利用手性农药的对映体分数可研究农约在土壤-大气,水体-大气间的迁移过程;一些手性农药在土壤、水体和动物体内中发生的选择性降解与累积与微生物或特异性的酶有直接关系,可利用此性质修复被污染的土壤;归纳了在手性农约污染环境风险研究中应注意的问题;加强手性农约在环境中的选择性降解动力学、对映体转化及毒理学机制研究,并最终深人到代谢机理、蛋白和基因水平上,阐述产生手性对映体选择性的根源将是未来研究的方向.     

手性有机磷农药在土壤中对映体选择性降解特征

马拉硫磷和丙溴磷是2种常用的有机磷杀虫剂,均有一个手性中心存在2个对映体.采用室内避光培养的方法,在对映体水平上研究了马拉硫磷和丙溴磷在2种土壤中的降解情况.结果表明,2种农药在土壤中的降解均较快,马拉硫磷和丙溴磷的降解半衰期分别为:黄土中3.5 h和21.5 h,红土中4.3 h和29.4 h.进一步的手性测定表明2种农药的降解均存在一定的对映体差异,丙溴磷对映体的选择性明显高于马拉硫磷,在2种土壤中马拉硫磷的左旋对映体降解快于右旋对映体,丙溴磷的右旋体降解快于左旋体.研究有助于深入认识2种有机磷农药在环境中的归趋,并对其生态风险性进行更合理的评估.     

树皮在大气有机氯农药监测中应用的研究进展

有机氯农药（Organochlorine pesticides, OCPs）曾在全世界被大量使用,即使禁用多年,仍能在各种环境介质中被广泛检出,对生态环境和人体健康存在着潜在的威胁。因此OCPs的环境迁移和归趋一直是该领域的研究热点。树皮是一种天然的被动采样器,能够很好的反映出大气有机物长期的污染程度。本文简要论述了树皮作为被动采样器在大气污染物监测研究中应用的优势,并对OCPs在树皮中的残留浓度、特征及影响其富集的因素进行了探讨,最后特别针对具有手性的OCPs在树皮中的对映体选择性特征进行了评述。     

树皮在大气有机氯农药监测中应用的研究进展

有机氯农药(Organochlorine pesticides,OCPs)曾在全世界被大量使用,即使禁用多年,仍能在各种环境介质中被广泛检出,对生态环境和人体健康存在着潜在的威胁。因此OCPs的环境迁移和归趋一直是该领域的研究热点。树皮是一种天然的被动采样器,能够很好的反映出大气有机物长期的污染程度。本文简要论述了树皮作为被动采样器在大气污染物监测研究中应用的优势,并对OCPs在树皮中的残留浓度、特征及影响其富集的因素进行了探讨,最后特别针对具有手性的OCPs在树皮中的对映体选择性特征进行了评述。     

手性氟虫腈对意大利蜜蜂和稻螟赤眼蜂的急性毒性及安全评价

手性农药多以外消旋体形式用于农业生产和卫生害虫防治中。但手性农药对映体通常具有不同的生物活性和毒性,这种现象在农药环境风险评价过程中往往被忽视。本研究以氟虫腈为例,首先用高效液相色谱-手性固定相(HPLC-CSP)技术拆分出氟虫腈的S型和R型2种对映体,分别采用点滴法和药膜法测定了氟虫腈对映体及外消旋体对意大利蜜蜂(Apis mellifera L.)和稻螟赤眼蜂(Trichogramma japonicum Ashmead)的急性毒性。结果显示,S(+)-氟虫腈、R(-)-氟虫腈和外消旋体对意大利蜜蜂的48h-LD50分别为0.00341、0.00396和0.00383μg·蜂-1,对稻螟赤眼蜂的24h-LR50分别为7.56×10-7、8.06×10-7和7.29×10-7mg·cm-2。研究表明,氟虫腈对意大利蜜蜂具有高毒性风险,对稻螟赤眼蜂有极高毒性风险,且氟虫腈对意大利蜜蜂和稻螟赤眼蜂的急性毒性无明显的对映体选择性。因此,使用氟虫腈单一对映体不会降低其对环境生物的毒害风险。     

六溴环十二烷（HBCDs）异构体及对映体的植物富集、传输、修复及毒性研究进展

六溴环十二烷（hexabromocyclododecanes,HBCDs）是一种典型的疏水性脂肪族溴代阻燃剂,2013年被列入《斯德哥尔摩公约》受控名单中. HBCDs具有手性中心,多个对映异构体,不同的立体构型在环境中会发生选择性富集分布,降解转化和生物毒性等行为.植物是生态系统能量的生产者,HBCDs可通过植物吸收改变植物生理,影响其在食物链的传递乃至整个生态系统,对环境和人体健康存在潜在危害.本文对HBCDs异构体和对映体的植物提取分析方法、植物富集和传输、污染土壤的植物修复以及植物毒性效应的最新研究进行梳理.液相色谱质谱联用技术可有效检测植物中的HBCDs异构体和对映体,对映体水平的检测将成为未来HBCDs立体构型分析的发展方向. HBCDs已在各类植物中被陆续检出,多数研究中α-HBCD是主要的异构体.目前在HBCDs对映体水平上的研究还非常有限,其在植物体内的传输尚无统一规律.植物种植可有效清除土壤中的HBCDs,展现出生物修复应用前景.HBCDs会引起植物生长发育迟缓、氧化胁迫和基因损伤等效应,不同构型的HBCDs表现出特异的选择性毒性行为.鉴于目前关于HBCDs的植物研...     

土壤中两种手性有机氯农药的选择性降解研究

为了更深入的了解和阐释手性有机氯农药在土壤中的转化和环境归趋,采用实验室室内避光培养方法,研究了o,p＇-DDT及o,p＇-DDD 2种手性有机氯农药的外消旋体在水稻土厌氧培养体系和菜园土好氧培养体系中的选择性降解情况。为了更好的利用土壤中土著微生物的活性,我们选择了厌氧微生物比较丰富的水稻土和好氧微生物丰度比较高的菜园土来做培养实验。结果表明实验体系中o,p＇-DDT及o,p＇-DDD在水稻土和菜园土中的降解均没有明显的对映体选择性。这一结果与2种手性化合物不同对映体在自然环境中的含量普遍具有差异性有所不同,说明野外环境条件和室内模拟实验条件的差异会影响手性化合物的降解选择性。在2种体系中,o,p＇-DDT的降解速率均高于o,p＇-DDD的降解速率。这与以前的研究报道一致,DDD比DDT更难降解。通过2个体系的比较,发现DDT的降解速率在厌氧体系中高于好氧体系,而DDD的降解速率与之相反,好氧体系高于厌氧体系。这应该与DDT和DDD 2种化合物的化学结构及2种土壤中微生物群落的差异有关。对于厌氧体系中的2种水稻土,采自中山的水稻土中DDT的降解速率高于江门的水稻土,这应该与中山水稻土有机质含量高于江门的水稻土有关。有机质含量的高低直接反映了土壤中微生物的多少,进而会影响污染物的降解速率。研究发现本实验所用水稻土和菜园土总有机碳含量偏低可能是影响2种化合物的对映体无降解选择性的因素之一。此外,由于本研究采用缓冲溶液将pH 调控在中性,因此本文的土壤 pH 对降解选择性的影响仍有待进一步研究。本研究中好氧体系和厌氧体系对目标物的降解选择性无明显差异。     

铝-草酸和铝-麦芽酚手性配合物特性的密度泛函理论研究

手性物质广泛存在于环境和生物体中,探讨环境体系中手性金属-有机配合物特性具有重要科学意义.本文采用密度泛函理论(DFT)结合团簇模型(CM)的量子化学计算方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平下,以铝-草酸和铝-麦芽酚为典型实例,研究手性"铝-有机配合物"的动静态性质,系统地开展了以下工作:(1)优化得到了1对铝-草酸和3对铝-麦芽酚手性配合物,并通过静态结构参数、能量参数和谱学性质分析了手性配合物之间的差异;(2)模拟了手性配合物可能存在的10条水交换反应路径,对比了手性配合物水交换反应速率常数;(3)通过Berny方法得到了铝-草酸手性配合物异构体构型转化的动态反应路径,并计算了对映体构型转化的活化能.结果表明,手性对映体具有基本相同的静态结构和能量特征,但偶极矩存在明显差异;溶剂效应对手性对映体静态结构特征、偶极矩和动态水交换反应速率均有影响;手性对映体之间可发生构型相互转化从而改变对映体所占比例.     

三唑醇杀菌剂对雄性丽斑麻蜥性腺系统的对映选择性影响

三唑醇(triadimenol,TN)是一种广泛使用的手性三唑类杀菌剂,它含有2个手性中心,4个手性对映体,其中,对映体A包括A1(R,S)和A2(S,R),对映体B包括B1(R,R)和B2(S,S)。三唑醇被认为是一种潜在的内分泌干扰物,能够影响生物体内雌雄激素的合成。为了研究三唑醇不同对映体和外消旋体对爬行动物性腺系统影响的差异,以雄性丽斑麻蜥为实验动物,将外消旋体和4种对映体(100 mg·kg~(-1)bw)分别经口暴露给雄性蜥蜴28 d。外消旋体和(R,S)对映体暴露后蜥蜴的性腺体细胞指数(GSI)明显低于对照组。(S,R)、(R,S)和(S,S)显著抑制了性腺中性激素合成相关基因(cyp119a、cyp11a、cyp17、hsd-3β、hsd-17β、erα和ar)的表达量,同时降低了血液中睾酮(T)和雌二醇(E2)含量。(R,R)暴露对丽斑麻蜥体内的雌雄激素水平无明显影响。此外,相关性分析表明,外消旋体对性腺中性激素合成相关基因的影响与(R,S)具有较强的相关关系,说明(R,S)可能是外消旋体中生物活性和毒性最高的单体。研究表明,三唑醇对丽斑麻蜥性腺系统的毒性作用具有明显的对映选择性,这为手性农药对爬行动物的生态毒理学评价提供了重要依据。     

利用ACQUITY UPC~2系统分离氯菊酯(permethrin)非对映体异构体

正公众对杀虫剂使用的关注日益增长,目前使用的杀虫剂中25%为手性化合物.在这些杀虫剂中,手性在药效、毒性、代谢特性和环境方面起着重要的作用.因此,对立体选择性分离技术和分析测定杀虫剂对映体纯度的需要正在不断增长.氯菊酯是一种合成的化学品,广泛用作杀虫剂和驱虫剂.氯菊酯具有4种立体异构体(两对对映体),由环丙烷环上的两个手性中心产生.因此,氯菊酯异构体的分离和定量测定颇具有挑战性.在分离氯菊酯方面,开发正相HPLC和反相