铜绿微囊藻细胞培养与藻毒素LR提取的研究

铜绿微囊藻菌CCAP1450/4在室内人工培养的结果表明,较大的无机培养液表面、连续适当光照20uE/（m²·s）及适宜的温度（25℃）有利于该藻菌的生产．通过超声波击碎细胞,离心过滤C₁₈净化柱分离,得到藻毒素．应用高效液相色谱分离主峰纯化藻毒素藻毒素在紫外光谱238nm处出现吸收高峰表明,铜绿微囊藻菌CCAP1450/4中藻毒素的主要成分是藻毒素LR．本研究还探索了简便、快速人工培养铜绿微囊藻菌及高效、叶靠分离纯化藻毒素LR的方法．     

城市供水藻毒素污染水平的动态研究

藻毒素是在世界各地富营养化的饮用水源中广为发现的蓝绿藻产生的一种肝毒性多肽,该毒素可引起动物中毒并对人类产生危害.通过ODS硅胶柱浓缩某市1998年8月～1999年6月期间水体中的痕量微囊藻毒素,应用高效液相色谱方法,精确检测水源水及出厂水中藻细胞内外LR、YR、RR型微囊藻毒素含量.结果显示,LR型微囊藻毒素仅在源水中检出,其浓度是0.07～0.78(g/L;RR型微囊藻毒素在源水和出厂水中的检出浓度分别是0.08～2.71(g/L,0.07～1.09(g/L;YR型毒素未检出;总的藻毒素在10月和6月明显高于其他月份.因此该城市供水水体存在藻毒素的污染,并有明显的季节变化.研究结果有助于合理选择水源,同时为制定饮水中藻毒素卫生标准提供科学依据.     

淀山湖水质富营养化和微囊藻毒素污染水平

研究淀山湖不同季节水体中总磷(TP)、总氮(TN)、pH、水温、透明度(SD)、叶绿素a(Chl-a)含量和优势藻种等富营养化相关指标;在培养条件下,研究不同温度、光照、氮磷浓度对铜绿微囊藻的生长及微囊藻毒素LR(MC-LR)产生的影响;研究藻细胞密度和微囊藻毒素LR浓度的相关关系.结果表明:淀山湖水质已呈富营养化状态,春末和夏季水质和水文条件适合藻类生长.湖水TN和TP年平均值分别达1.93mg/L和0.18mg/L,TN和TP的年超标率达93.5%和92.2%.TP的高峰期比施肥的高峰期延迟出现约一个月,说明沿湖农业对富营养化指标的影响较大.淀山湖常年生长的藻类分别是蓝绿藻、硅藻、隐藻和裸藻等,夏季水华中可见污染指示藻如微囊藻、鱼腥藻和针杆藻等产毒藻.培养条件下,铜绿微囊藻在25℃和3000lx时生长最快,但产毒量却分别在20℃和5000lx时达到最大值;合适其生长和产毒的氮、磷浓度分别为650μmol/L和6.5μmol/L.现场和实验室条件下,均发现磷为藻类生长的限制因子,微囊藻毒素-LR浓度与藻细胞密度或铜绿微囊藻细胞密度之间存在正相关关系,提示可以用藻细胞密度来估算水中毒素的浓度.     

贵州省红枫湖饮用水源地微囊藻毒素含量与水体中氮、磷含量等的相关性

2008年6~9月对贵州省红枫湖饮用水源地A、B、C采样点及取水口采样,研究了水体中微囊藻毒素即总藻毒素(total microcystin RR和total microcystin LR,TMC-RR、TMC-LR),胞外藻毒素(extracellular microcystin RR和extracellular microcystin LR,EMC-RR、EMC-LR)和胞内藻毒素(intracellular microcystin RR和intracellular microcystin LR,IMC-RR、IMC-LR)含量及相关的TN、TP、NH4-N、NO2-N、COD、Ch1a、pH等理化指标的变化情况,讨论了理化指标与藻毒素含量之间的相互关系。结果表明藻毒素在时间及空间上分布不均,无明显规律性。藻类高发期间藻毒素以胞内毒素为主要存在形式,去除藻毒素保障饮用水安全最重要的是去除饮用水源水中的藻类。相关性分析表明藻毒素含量与pH、NO2-N、Ch1a具有统计学意义上的相关性,综合回归分析的结果,pH是影响藻毒素的重要因子,因此贵州省喀斯特弱碱性特殊水环境与藻毒素产生的环境条件值得各方面高度关注。     

穗花狐尾藻浸出液对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

研究了穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L).干体制备的浸出液对铜绿微囊藻的生长抑制及对微囊藻毒素MC-LR产生的影响。实验结果表明,狐尾藻浸出液对铜绿微囊藻的生长及产毒都有一定程度地抑制。狐尾藻浸出液对微囊藻的生长抑制率最高可达到91.89%,对藻毒素产生的抑制率亦能达到71.26%。实验还利用GC-MS对狐尾藻的化感物质进行探索研究。结果表明狐尾藻的抑藻物质具有控制富营养化中藻类暴发及其危害的潜在价值。     

活体及离体条件下微囊藻毒素对鱼蛋白磷酸酶的抑制作用

用鱼组织匀浆液或纯化的酶作为酶源,研究了离体和活体条件下天然有毒物微囊藻毒素对蛋白磷酸酶的抑制作用。结果表明,3种微囊藻毒素LR、YR和RR都对蛋白磷酸酶有极强的抑制作用,毒素浓度对酶相对活力作图呈典型的Ｓ型曲线。在活体致毒时,微囊藻毒素ＬＲ可在极短时间里完全抑制鱼肝脏的蛋白磷酸酶活性。研究结果还证明,离体条件下,微囊藻毒素对鱼蛋白磷酸酶的作用模式和程度与哺乳动物中的一样,活体致毒时,微囊藻毒素对鱼蛋白磷酸酶有专一性的抑制作用。     

太湖微囊藻毒素年变化及其与浮游生物的关系

应用酶联免疫吸附法,对太湖 6 个样点进行了为期 1 年的微囊藻毒素(MC)的监测,探讨了微囊藻毒素随时间变化的趋势及其与浮游生物的关系.结果表明,微囊藻毒素在湖体中的全年变化趋势和藻类生长繁殖的全年变化趋势有共同之处,均表现为夏、秋季高.但微囊藻毒素含量的峰值比藻类生物量的峰值略有滞后,并且在夏、秋季藻毒素含量总体水平较高的时期内,有明显的起伏;微囊藻毒素含量与蓝藻生物量呈高度相关,如果该样点藻类优势种为蓝藻,则微囊藻毒素含量与藻类总生物量亦相关;和浮游植物存在捕食关系的浮游动物(轮虫和原生动物)与藻毒素含量也存在相关性.     

不同磷源及其浓度对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

研究了以低浓度磷酸氢二钾和β-甘油磷酸钠为外加磷源时铜绿微囊藻生长及藻毒素产生的规律.通过分析铜绿微囊藻生长过程中细胞数量、培养基和藻细胞中总磷含量、培养基pH及微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR的含量,确定了2种磷源对铜绿微囊藻生长及胞内藻毒素含量的变化规律.结果显示,以β-甘油磷酸钠为磷源时,培养过程中藻细胞数及藻细胞内毒素含量均低于以磷酸氢二钾为磷源时的藻细胞数及藻细胞内毒素含量,表明在低浓度范围内磷酸氢二钾比β-甘油磷酸钠更能促进藻的生长,同时也能促进胞内藻毒素的生成.     

两类藻毒素聚酮合成酶遗传相似性及其二级结构预测分析

研究微囊藻毒素聚酮合成酶、节球藻毒素聚酮合成酶之间的遗传关联性,并对其二级结构进行预测分析.应用聚合酶链反应得到2株蓝绿藻的毒素聚酮合成酶(PKS)基因,并进行基因序列分析.从GenBank中提取产微囊藻毒素、产节球藻毒素藻株的相应基因序列,利用DNAStar和phylip软件分析目的基因一致性及2类藻毒素PKS的进化情况.采用Garnier-Robson法、Karplus-Schulz法预测项圈藻株202A1/35、节球藻株NSOR10PKS蛋白片段的二级结构,Kyte-doolittle法分析蛋白的亲水性,Emini法预测蛋白质的表面可能性.结果表明,2类藻毒素PKS目的基因的相似性非常高;项圈藻属、念珠藻属的微囊藻毒素PKS与节球藻毒素PKS的进化关系较近;2种藻毒素PKS分析片段二级结构具有较大的相似性,其亲水性与表面可能性区域等特征也极为相似.     

滇池水体中主要藻种毒素研究

蓝藻，绿藻和硅藻是滇池的优势藻种，蓝藻“水华”含有毒素，微囊藻毒素分子量为９０４，实验中可使小白鼠肝脏充血肿大致死。滇池外虽然处于富营养化状态，但水体中藻毒素含量还比低，尚不会对动物及体产生大的毒害作用。     

淀山湖微囊藻毒素-LR和类毒素-A的分布状况

为了解淀山湖在水华严重的夏秋季节微囊藻毒素-LR和类毒素-A的分布状况,运用高效液相色谱方法,分别检测了经过一系列浓缩的不同水样中这两种毒素的含量.结果表明,整个淀山湖类毒素-A的平均含量为0.007g/L,而微囊藻毒素-LR的平均含量为0.090g/L,是类毒素-A的13倍.淀山湖存在较严重的微囊藻毒素-LR污染和轻度的类毒素-A污染.     

不同流态生物膜反应器对微囊藻毒素的降解特性

以富营养化源水为处理对象,考察了三阶、单阶气水顺流、单阶气水逆流生物膜反应器对微囊藻毒素的去除特性.三阶生物膜反应器比单阶反应器更接近于推流反应器,对藻毒素的去除效率高于单阶反应器,且效果稳定.在试验水质条件下,水力停留时间(HRT)为2h时,三阶反应器可有效去除85.9%的胞外微囊藻毒素与84.0%的总微囊藻毒素,对胞外微囊藻毒素-LR、RR与总微囊藻毒素-LR、RR的去除率分别为86.7%、81.7%与71.5%、80.5%.三阶生物膜工艺可用于富营养化源水的预处理.     

水体中微囊藻毒素-LR的间接竞争ELISA检测

在自制包被完全抗原浓度为5μg/mL、单克隆抗体工作稀释度为1∶3 000、酶标二抗鼠工作稀释度为1∶3 000、微囊藻毒素-LR浓度在0.001～30μg/L、显色底物为邻苯二胺,采用间接竞争酶联免疫吸附试验对水体中的微囊藻毒素-LR进行检测,结果表明,该方法与高效液相色谱的检测结果相关系数大于0.99,多次重复实验相对标准偏差小于10%,最低检测限能达到0.01μg/L,定量检测区间为0.01～3μg/L,该方法对[4-精氨酸]微囊藻毒素能特异性识别,对来自实际水样中的干扰有相当的耐受力.     

A method to extract algae toxin of microcystin-LR

A simple and low-cost method to obtain cyanobacterial toxin microcystin-LR(MC-LR) was developed. A new strain of Microcystis aeruginosa,named DC-1, producing microcystin-LR but not microcystin-RR, was separated from the field blooming algae samples of Dianchi Lake.in southwest of China. Following three times‘freeze and thaw treatment, the cultivated DC-cells were extracted with 40% methanol in water.The extract was centrifuged and the supernatant applied to a Hydrophilic-Lipophilic Balance(HLB) SPE cartridge.Eluted impuries with a certain gradient from 30% to 50% methanol in water, MC-LR was finally eluted from the HLB cartridge with 60%.may be used in adsorption and biodegradation experiments instead of using expensive standard reagents.     

Removal of microcystin-LR from drinking water using a bamboo-based charcoal adsorbent modified with chitosan

The bamboo charcoal adsorbent modified with chitosan can effectively remove microcystin-LR from drinking water.     

高效液相色谱法测定地表水中微囊藻毒素-LR

应用高效液相色谱法（HPLC）测定地表水中微囊藻毒素-LR（MC—LR）。以乙醇／三氟乙酸混合水溶液为流动相（醇水比例为45：55（V/V）,水溶液含0．1％三氟乙酸）,MC—LR在ODS色谱柱上获得理想的分离效果;在样品前处理中,使用含0．1％三氟乙酸的乙醇溶液可以获得较好的MC—LR提取效率;通过优化前处理及仪器检测条件,有效去除样品基体干扰,检测结果令人满意。     

Caspase-3在微囊藻毒素诱导的细胞凋亡中的作用

在已证实微囊藻毒素LR(MCLR)可以诱导大鼠肾细胞凋亡的基础上,采用荧光染料FAM标记的特异性的caspase-3的抑制剂来检测活细胞中caspase-3的酶活性,探讨caspase-3在MCLR诱导的细胞凋亡中所起的作用.结果表明,MCLR可以诱导caspase-3活性的增强.因此推测caspase-3在MCLR诱导的细胞凋亡中可能起重要作用.     

基于人体健康风险的水污染事件污染物安全阈值研究

水污染事件急性人体健康风险评估是环境科学的一个新兴研究领域.在简要介绍污染物急性风险评估方法的基础上,建立了水污染事件特征污染物安全阈值的计算模型.根据水污染事件特征污染物安全阈值计算方法,对我国2000～2010年间发生的主要水污染事件特征污染物的急性暴露安全阈值进行研究.结果表明不同水污染事件特征污染物的急性暴露安全阈值:氰化钠、镉、甲醛、氨氮、甲苯、硝基苯、微囊藻毒素-LR分别为0.1、0.6、8、20、6、0.07、0.004 mg.L-1.比较了急慢性安全阈值计算方法,其差异性在于污染物毒理学范围不同、饮用水暴露比例不同、暴露敏感人群不同.     

微囊藻毒素-LR的臭氧降解研究

采用不同的臭氧投加量,考察了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的降解效果,并通过对臭氧氧化过程中产生的8种主要降解产物的相对分子质量分析,推测其降解途径.结果表明,臭氧氧化降解MC-LR主要通过Adda途径和Mdha途径来完成对MC-LR的降解和脱毒作用.臭氧氧化的Adda途径是通过对MC-LR上Adda侧链的进攻,断开具有活性的Adda支链,而达到脱毒的目的;臭氧氧化的Mdha途径是通过对MCs肽环上面Mdha和Ala的断键,打开环状肽链,使藻毒素失去活性,在整个过程中Adda途径占主导地位.在O3∶MC为6时,MC-LR的去除率最高可达到92%.     

微囊藻毒素-LR完全抗原的设计及制备

从偶联位点、偶联剂、载体蛋白和偶联步骤等分析出发,设计了微囊藻毒素-LR (Microcystin-LR ,MC-LR)完全抗原的制备方法.在半抗原分子第7位氨基酸分子上引进1个自由的氨基;再用戊二醛2步法将此中间产物(H₂N-etMC-LR)分别与BSA和OVA偶联.中间产物和偶联产物分别经固相萃取和透析纯化后,经SDS凝胶电泳、紫外扫描及生物质谱技术鉴定,结果表明MC-LR与BSA的平均偶联比能达到5以上,满足了进一步免疫的要求.