细胞色素P450酶代谢新烟碱类农药N-脱烷基反应的机制研究：以噻虫嗪为例

生物转化是影响有机污染物毒性的重要过程,细胞色素P450酶在其中起着关键作用.新烟碱类农药对于哺乳动物毒性较低,但是经过P450酶的转化后,可能会产生毒性增强的代谢产物,提高环境和健康风险.本研究以噻虫嗪（TMX）为例,采用计算模拟的方法研究P450酶催化下TMX的代谢路径和产物,探讨该类污染物N-脱烷基的反应机制.计算结果表明,P450酶代谢TMX有两条不同路径：一条是经过两次O-亚甲基羟基化后通过水桥开环生成毒性减小的噻虫胺（CLO）;另一条是通过氢提取/羟基反弹羟基化甲基的过程,然后经水桥转移氢质子发生N-脱甲基反应,生成去甲基噻虫嗪（dm-TMX）,据前人实验报道该产物会导致肝肿瘤发生率的增加,具有明显的健康风险.鉴于其他烷基胺类化合物具有类似的代谢机理,进一步通过C—H键解离能(BDE_C-H)与氢提取反应的活化能（ΔE^*）建立了N-脱烷基化反应活性的预测模型,R²=0.932,平均绝对误差MAE=1.75 kcal·mol^-1,模型的稳健性良好,可以快速有效地为该类污染物的代谢活性研究提供...     

黄孢原毛平革菌降解磷酸三苯酯的性能和机理

以白腐真菌的中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）为实验菌种,考察不同环境条件因素对P.chrysosporium降解磷酸三苯酯（TPhP）的影响以及TPhP降解过程中菌体细胞特性的变化.结果表明,当孢子液的接种量为4%（V/V）,葡萄糖浓度为5g/L,pH值为5~6时,经过6d的处理P.chrysosporium对5mg/L TPhP的降解率可达到60%以上.菌体的细胞色素P450酶在TPhP的降解转化过程中发挥了重要的作用,抑制P450酶的活性会导致TPhP降解率下降.在降解反应的前期,为加快TPhP的代谢转化,菌体胞内蛋白含量以及ATP酶活性出现明显升高.在TPhP胁迫下,菌体SOD和CAT的活性随降解反应的进行呈现先升高后降低的趋势,2种抗氧化酶协同作用维持TPhP降解过程中菌体胞内的氧化还原平衡.     

黄孢原毛平革菌降解磷酸三苯酯的性能和机理

以白腐真菌的中的黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium）为实验菌种，考察不同环境条件因素对P.chrysosporium降解磷酸三苯酯（TPhP）的影响以及TPhP降解过程中菌体细胞特性的变化.结果表明，当孢子液的接种量为4%（V/V），葡萄糖浓度为5g/L，pH值为5~6时，经过6d的处理P.chrysosporium对5mg/L TPhP的降解率可达到60%以上.菌体的细胞色素P450酶在TPhP的降解转化过程中发挥了重要的作用，抑制P450酶的活性会导致TPhP降解率下降.在降解反应的前期，为加快TPhP的代谢转化，菌体胞内蛋白含量以及ATP酶活性出现明显升高.在TPhP胁迫下，菌体SOD和CAT的活性随降解反应的进行呈现先升高后降低的趋势，2种抗氧化酶协同作用维持TPhP降解过程中菌体胞内的氧化还原平衡.     

6:2氟调羧酸在蚯蚓体内的毒理效应及代谢转化

以赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,通过活体与离体实验,研究6:2氟调羧酸(6:2FTCA)在蚯蚓体内的毒理效应和代谢转化机制.结果表明,6:2FTCA对蚯蚓体内丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性无显著影响,但能够使过氧化氢酶(CAT)活性提高,使超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽转移酶(GST)活性显著升高,说明6:2FTCA对蚯蚓产生了氧化胁迫效应.6:2FTCA在蚯蚓细胞色素P450(CYP450)和GST酶提取液中的降解动力学均符合一级动力学模型,在CYP450(0.014/h)酶液中的降解速率明显高于GST (0.006/h),其终端全氟羧酸(PFCAs)代谢产物为全氟己酸(PFHxA)、全氟戊酸(PFPeA)和全氟丁酸(PFBA),说明CYP450和GST参与了6:2FTCA在蚯蚓体内的代谢转化,且CYP450贡献大于GST.蚯蚓肠道好氧微生物对6:2FTCA具有显著的降解效果,终端PFCAs降解产物为PFHxA和PFPeA,而肠道厌氧微生物对6:2FTCA无降解作用.     

细胞色素P450酶系及其在毒理学上的应用

综述了细胞色素P450酶系在生物有机体中催化代谢外来化合物的 影响因素。作为生物体内的混合功能氧化酶系统的重要组成部分。P ytP450酶系（Cytochrome P450）在毒理学上的意义是作为早期预警系统来监测和预报环境污染状况的。在实际应用中，常以动物（多以鱼作为实验材料）肝脏中P450酶系的诱导作为评价多环芳烃、多氯联苯、二恶英、石油烃类环境污染状况的最灵敏的生物学反应之一。对P450作为生化指标的优点和局限性也进行了探讨。     

生物絮凝剂的絮凝活性及失活动力学的研究

为考察生物絮凝剂MBF2 的絮凝活性,采用正交实验对其产生菌C2 的培养条件进行了优化.结果表明,培养基中主要成分的最适加入量分别为葡萄糖5g/L,(NH4)2SO4 0.5g/L,尿素5.0g/L,最适pH 值为8.0. Molish 反应和茚三酮显色反应表明,该絮凝剂的主要成分为蛋白质,是由微生物产生并分泌到细胞外的具有絮凝活性的代谢产物.发酵液的絮凝活性与细胞生长量均在培养48h 时达最大.该絮凝剂的絮凝活性受pH 值的影响较为显著,在pH6.0~8.0 范围内有较好的絮凝效果,其中pH7.0 时絮凝率最高为83.7%.热稳定性实验显示,该絮凝剂在25~40℃范围内比较稳定,但在40℃以上时,絮凝活性显著下降.为了研究生物絮凝剂MBF2 的失活动力学,建立了该絮凝剂的受热失活一级动力学方程,失活活化能为11.86kJ/mol.絮凝剂MBF2 对可溶性色素次甲基蓝的脱色率高达98.6%.     

黄孢原毛平革菌P450对难降解有机物降解的研究现状

难降解有机物由于具有极大的环境危害,已成为环境保护的一大难题.其降解的主要研究方向是依靠微生物的降解功能.黄孢原毛平革菌(P.C.菌)是研究异源物质代谢最广泛的白腐真菌.目前的研究主要集中在胞外木质过氧化物酶和锰过氧化物酶,而对胞内细胞色素P450降解功能的研究还很少.     

铁改性膨润土活化过氧化尿素降解三氯乙烯

采用浸渍法合成铁改性膨润土(FBT)活化过氧化尿素(UHP)降解三氯乙烯(TCE),优化了FBT与UHP最佳施用方式和质量配比,分析了温度对降解效果的影响;利用XPS、FTIR、SEM及TEM等手段对FBT进行表征;使用电子顺磁共振技术鉴别了主要的活性物质;结合GC-MS中间产物鉴定,推测了可能的反应路径.结果显示,干燥FBT颗粒与饱和过氧化尿素溶液混合施用时对TCE的降解效果最好,其中FBT与UHP的最优质量配比为1:1.在第24h时,FBT/UHP体系中三氯乙烯残留率约为7.4%,对比BT/UHP体系降低近40%.羟基自由基(·OH)作为主要的活性物质,对三氯乙烯降解的贡献率约88.6%.共鉴定出3种中间产物CH₂Cl₂、NH₂CHO、(NH₂)₂CO和一种氧化最终产物CO₂.     

白腐真菌细胞色素P450的诱导及检测方法研究

以CO结合差光谱为基本检测法,研究了白腐真菌黄孢原毛平革菌中细胞色素P450的诱导和适宜的分离检测方法.结果表明,正己烷对该真菌P450有显著的诱导作用,P450诱导量受正己烷浓度和诱导时间的影响,每小时投加正己烷2μL/mL、诱导6 h可使该真菌微粒体P450比浓度高达140~160 pmol/mg.在此基础上,本研究优化了分离P450时破碎细胞的方法以及光谱法检测P450的条件.破碎细胞时,采用高速分散结合玻璃研磨,比采用玻璃研磨、超声破碎和珠磨等方法分离的微粒体P450含量高1~5倍,是更为适宜的破碎方法.检测CO结合差光谱时,通气和还原条件对P450检测值有显著影响,较适宜的条件为:样品池和对照池分别通入等量的CO和N2,通气流量为3 mL/min(300μL样本),通气时间40 s;通气后投加还原剂低亚硫酸钠,投加浓度为0.4 mol/L.     

氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫吸附/活化过硫酸盐协同去除双酚A的研究

利用氧化石墨烯和氨水为原料,采用水热法-冷冻干燥技术制备了易回收氮掺杂还原氧化石墨烯泡沫(N-RGF)催化剂,通过SEM,XRD,XPS,FT-IR,BET和TG等手段对催化剂结构和表面物理化学性质进行表征和分析.利用N-RGF通过吸附/活化过二硫酸盐(PDS)降解协同去除双酚A(BPA),优化了其制备条件,并探讨去除机理.结果表明,N-RGF为网状三维结构,孔径约为1～5μm,最优条件为180℃水热反应20h,氮掺杂量为6%.制备的N-RGF降解BPA速率是RGF的4.88倍.活性物种捕获实验和电子顺磁共振(EPR)研究结果显示单线态氧(¹O₂)是N-RGF活化PDS降解BPA的主要活性物种.HPLC-MS检测了降解过程的中间体,并提出了可能的降解途径.MCF-7雌激素活性测试结果显示N-RGF通过吸附/活化PDS可有效消除母体的雌激素活性而不产生雌激素活性更强的中间体.     

Fenton法处理水中4,4’-二溴联苯及动力学研究

多溴联苯是一类具有持久性有机物特性的难降解物质对环境造成很大危害。应用H2O2/Fe2+对水中的4,4’-二溴联苯(4,4’-DBB)去除效果及影响因素进行研究。结果表明:pH值对4,4’-DBB的去除率的影响很大,反应时间、起始质量浓度以及H2O2/Fe2+的摩尔比对DBB的去除率的影响也较大。当H2O2和Fe2+的摩尔比为10:1,pH=1.4￣2.4时,处理初始浓度为2mg/L 4,4’-DBB的水溶液2h,4,4’-DBB去除率最高可达到99%以上,说明Fenton试剂可将4,4’-DBB基本完全去除。研究还发现4mg/L绝对去除率>2mg/L,说明该方法有利于处理较高浓度的4,4’-DBB,具有一定的工业应用价值。经拟合发现4,4’-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程。     

FeSO_4液相催化氧化烟气脱硫实验研究

在填料塔中进行了FeSO4 液相催化氧化烟气脱硫的实验。通过正交实验确定了各因素对脱硫率影响大小 ,得到了实验范围内最有利脱硫的条件。进一步研究了空塔气速、吸收温度和SO2 入口浓度对脱硫率的影响 ,确定了适宜操作条件 ,在此条件下连续运行 ,80min内脱硫率逐渐下降 ,之后脱硫率下降趋缓 ,反应进行到 180min时脱硫率达 5 1.2 % ,吸收液 pH与脱硫率变化几乎同步 ,且具有一定的缓冲能力     

南极法尔兹半岛植被土壤CH4通量特征

应用密闭箱法首次测定了南极法尔兹半岛苔藓、地衣植被土壤CH4排放通量,并估算了该半岛植被土壤在夏季2个月内CH4的排放总量.结果表明在晴好天气条件下,苔藓土壤CH4排放通量可能呈现双峰型变化特征;而在雨、雪等复杂多变的天气条件下,CH4通量变化无规则,存在较大的时空变化,且与温度的响应关系不明显;苔藓土壤CH4通量夏季变化的主要影响因子是温度,同时还受降水的影响.苔藓土壤吸收CH4总量为0.6653×102kg;地衣土壤吸收CH4总量为0.7603×102kg.由此可见,该半岛苔藓、地衣植被土壤起着大气CH4汇的作用.     

中国北方二氧化硫发生源向南方输送模拟研究

酸雨问题是中国的一个环球问题,本研究利用HYSPLIT_4模型模拟了中国北方地区二氧化硫放出后其迁移、扩散、和沉积过程。二氧化硫放出后向周边地区扩散,到达南方长江三角洲的上海市后产生浓度分布和沉积。2001年9月、10月、11月和12月北方放出的二氧化硫对南方影响较大,二氧化硫气团以华北地区为浓度中心向南方迁移,在上海市9月份出现各月垂直层中浓度和地表沉积的最大值,且地表沉积量与0m-500m层的二氧化硫浓度密切相关。     

介质阻挡放电等离子体降解CF4

采用介质阻挡放电(DBD)等离子体技术降解强温室气体CF₄,考察了外加气体氧气(O₂)、空气、氩气 (Ar) 对DBD降解CF₄的影响. 结果表明:随着放电时间的延长,CF₄降解率升高. 3种外加气体条件下,CF₄的降解率依次为Ar>空气>O₂. 外施电压1 000 V,Ar条件下放电4 min,CF₄降解率可达98.2%,而O₂条件下CF₄降解率只有36.9%. 水汽对CF₄降解有一定抑制作用. 红外光谱检测结果表明,降解产物主要为CO₂,CO和COF₂.      

KIO_4光催化脱色甲基橙的研究

以KIO4为催化剂,对甲基橙进行了光催化脱色研究。结果表明甲基橙的脱色率随着催化剂量的增加而增加,但是没有一个最佳的量。当甲基橙浓度低于16mg/L时,反应为拟一级动力学反应,但是反应不符合Langmuir-Hinshewood动力学模型。脱色率在酸性条件下比碱性条件较高。高碘酸钾光催化脱色甲基橙的机理不完全是羟基自由基进攻。     

纳米四氧化三铁对2,4-D的降解研究

采用纳米Fe3O4降解溶液中的2,4-D,考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4的投加量、溶液pH对2,4-D降解效率的影响,并探讨了2,4-D的降解机理。实验结果表明,Fe3O4对2,4-D有明显的降解作用,纳米Fe3O4的降解效果优于微米级Fe3O4,降解过程中溶液中的氯离子浓度随着2,4-D的降解而升高,Fe3O4对2,4-D的降解机理是还原脱氯。当2,4-D初始浓度在0～10mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大。在2,4-D初始浓度为10mg/L、pH3.0、纳米Fe3O4投加量300mg/L时降解效率最高,48h内2,4-D的降解率可达40%。     

基于g23基因的武汉东湖T4类浮游病毒遗传多样性

选取武汉东湖的2个子湖——郭郑湖和庙湖,分别在冬季和夏季采样,对T4类浮游病毒的g23基因进行PCR扩增,经连接转化后,随机挑选克隆子进行测序.结果表明,共得到46条有效序列,根据系统发育分析发现其明显分为6个组,显示出较高的多样性且具有明显的时空差异,说明富营养化水平的差异和季节变化将对浮游病毒的种群结构产生影响.仅部分g23序列与海洋T4类浮游病毒同源性较高,另一部分序列则可能代表了淡水富营养化水体中特有的浮游病毒类群.人为干扰会明显影响某些淡水水体中T4类浮游病毒的遗传多样性.     

水中挥发酚检测方法初探

酚类属高毒物质,水中挥发酚的含量直接影响人类健康。近10年来,我国研究人员对水中挥发酚的测定方法开展了很多研究,特别对于采用4-氨基安替比林分光光度法(4-AAP)(GB 7490-1987)测定水中挥发酚的各个环节,如样品的采集、保存、预处理、试剂纯度、反应时间控制等相关因素进行了研究,找到了影响含量准确的因素,为测定水中挥发酚的含量提供了快速、准确、重复性好的方法。对一些非国标法测定水中挥发酚的方法也进行了介绍。文章对这些方法进行了分类总结。希望能对实验人员有所帮助。     

天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究

研究了天然斜发沸石在不同的酸、碱和盐改性条件下吸附去除氨氮（NH₄＋-N）的效果.结果表明:沸石吸附NH₄＋-N动力学曲线符合“快速吸附、缓慢平衡"的特点,且初始ρ（NH₄＋-N）越高,吸附速率越快;天然沸石及其改性沸石吸附NH₄＋-N为单分子层吸附过程,其吸附热力学曲线很好地符合Langmuir曲线. 沸石吸附NH₄＋-N是吸热反应,适当提高温度能够促进NH₄＋-N的吸附. 盐改性方法对沸石吸附NH₄＋-N的效果最好,增加了沸石的比表面积和总孔容,同时有利于沸石的再生.