纳米ZnO对斑马鱼胚胎抗氧化酶系统的影响

为评价纳米ZnO的水生态毒性,以斑马鱼胚胎为受试生物,研究了纳米ZnO对其抗氧化酶系统的影响.结果发现,纳米ZnO能够降低斑马鱼胚胎谷胱甘肽(GSH)含量,抑制过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性,引起胚胎脂质过氧化水平增大,证明氧化应激是纳米ZnO抑制斑马鱼胚胎孵化的作用机制之一.     

氯苯对斑马鱼胚胎发育和仔鱼的毒性效应研究

选取健康的雌雄斑马鱼按1:1或1:2的比例进行交配产卵。采用静态法,以丙酮为助溶剂,分别用不同浓度的CB进行斑马鱼受精卵和刚平衡游动仔鱼的暴露试验,记录胚胎孵化数和胚胎、仔鱼畸形数以及仔鱼死亡数。不同浓度的CB可导致斑马鱼胚胎孵化率降低及孵出的仔鱼畸形率增加,且毒性呈现剂量-效应关系。当CB浓度高于0.88μg/L时,斑马鱼胚胎及其孵出的仔鱼畸形率开始增加;当CB为108.9μg/L时,暴露24 h的胚胎出现全致畸效应。能平衡游动的斑马仔鱼对CB的毒性也很敏感,24 h、72 h和96 h的LC50值分别为95.35、80.51和62.28μg/L;110.0μg/L CB使处理24 h的仔鱼全部死亡。较低浓度的CB就使斑马鱼胚胎发育畸形;其对仔鱼的毒性也很显著,达到一定浓度可使其死亡。     

氯霉素对斑马鱼早期发育的毒性效应

通过氯霉素对斑马鱼(Daniorerio)胚胎及仔鱼的毒性暴露实验,研究了氯霉素对斑马鱼早期发育的致死和亚致死毒性效应.结果表明,氯霉素对斑马鱼胚胎的自主运动、心跳和孵化能力均造成了明显的不利影响,并且胚胎和仔鱼在毒性暴露过程中均产生了明显的畸形特征.其中,低浓度的氯霉素对胚胎的自主运动产生抑制作用,而高浓度的氯霉素对其自主运动产生明显的刺激作用.高浓度的氯霉素抑制胚胎和仔鱼的心跳及孵化能力,且对胚胎和仔鱼造成致死效应,其96hLC50值分别为56.6mg·mL-1和116.8mg·mL-1,而低浓度的氯霉素对胚胎和仔鱼产生致畸效应,胚胎和仔鱼表现出的主要畸形特征有心包水肿、卵黄囊肿胀、凝血、脊柱弯曲和鳔缺失.     

Cu2+和Cd2+对斑马鱼胚胎早期发育的联合毒性

采用斑马鱼胚胎早期发育技术,测定Cu2+和Cd2+ 2种重金属对胚胎发育的毒性效应. 以24 h致死和72 h胚胎孵化抑制为毒性终点,2种重金属的剂量-效应曲线可用Weibull函数或Logit函数有效描述,由最佳拟合函数计算得出半数致死浓度(LC₅₀)或半数效应浓度(EC₅₀)为毒性效应的评价标准,2个毒性终点的重金属毒性大小顺序均为Cu2+>Cd2+. 应用浓度加和(CA)与独立作用(IA)2种模型,对72 h孵化抑制率的无观测效应浓度(NOEC)配比混合物的联合毒性作用进行了预测,通过混合物试验观测数据的95%置信区间与CA模型和IA模型预测的剂量-效应曲线进行比较分析表明,2种模型都可以有效预测斑马鱼胚胎孵化的联合毒性.      

2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚对斑马鱼胚胎发育的影响

为评价2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6三氯酚(2,4,6-TCP)对鱼类早期生命阶段的影响,以斑马鱼胚胎为研究对象,观察2,4-DCP和2,4,6-TCP对96 h内斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,两种氯酚对斑马鱼胚胎发育均有抑制作用,可以造成胚胎孵化延迟,降低体长及心率,幼鱼畸形甚至死亡;2,4-DCP、2,4,6-TCP的NOEC分别为1.12 mg/L和0.50 mg/L。两种氯酚对斑马鱼胚胎的发育毒性相比,不同观察指标,毒性不尽相同:斑马鱼胚胎48 h心率指标对2,4-DCP更加敏感,而斑马鱼胚胎96 h孵化率、畸形率、体长对2,4,6-TCP更加敏感。     

四溴双酚A对斑马鱼胚胎体内外发育的毒性效应

四溴双酚A(TetrabromobisphenolA,TBBPA)是广泛使用的溴阻燃剂,在环境中普遍存在.采用斑马鱼胚胎体内外微环境模拟实验,研究了TBBPA对斑马鱼(Danio rerio)胚胎体内外发育的影响.结果发现,斑马鱼胚胎直接暴露在TBBPA溶液中,会造成胚胎心包囊水肿、尾部延伸不全等畸形或使胚胎死亡;当TBBPA浓度高于1.6mg·L-1时,处理斑马鱼胚胎的致死率显著升高,与对照组有极显著差异(p<0.01),且致死效应主要发生在24h内.当TBBPA浓度为6.4mg·L-1时,斑马鱼胚胎在48h内全部死亡.在TBBPA浓度大于0.4mg·L-1的各组中,24h内斑马鱼胚胎在20s内的活动频率明显降低;当胚胎直接接触TBBPA48h,表现出的主要毒性效应为胚胎心包囊水肿,但胚胎的心率没观察到异常变化.当斑马鱼胚胎发育到72h时,TBBPA引起斑马鱼胚胎毒性的主要特征是心包囊水肿和脊柱畸形.另外,TBBPA处理后斑马鱼胚胎的孵化率和生存率均显著降低,这表明斑马鱼胚胎直接暴露在TBBPA污染的环境中,会出现明显的发育障碍,主要表现为心脏功能受损和致死效应,这些毒性特征有显著的剂量-效应关系.当成年亲代斑马鱼暴露在TBBPA溶液(1.5mg·L-1)中3～7d后,子代胚胎的发育表现出明显的毒性效应,其胚胎发育到24h和72h时的致死率均呈现一定的时间-效应关系;72h时的死亡率与对照组有极显著差异,子代胚胎的孵化率降低,但没有统计学差异;但子代胚胎的致畸率却显著升高,并呈现显著差异.研究结果表明,水体中残留的TBBPA对体内外斑马鱼胚胎的发育均有直接影响,对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

间甲酚对斑马鱼胚胎的影响

采用静态实验方法,研究了不同浓度的间甲酚(m-cresol)对斑马鱼胚胎的急性毒性.结果表明,当m-cresol浓度超过一定数值时,伴随着时间的延长可使暴露胚胎的畸形数增加,暴露胚胎孵化出的仔鱼也出现畸形现象,mcresol的毒性呈现出剂量-效应关系.当m-cresol质量浓度不小于13 mg/L时,暴露12 h的胚胎开始出现畸形;质量浓度为25 mg/L时,暴露24 h的胚胎全部畸形.m-cresol对胚胎24 h眼点发育及20 s主动活动、48 h黑色素和72 h各类畸形的EC50分别为33.609,8.882和5.652 mg/L.可见,一定浓度的m-cresol可对斑马鱼胚胎及其孵化仔鱼产生毒性作用.     

纳米材料对环境中微生物活性的影响研究

研究纳米材料对环境中微生物细胞活性的影响可为纳米材料的生物安全性评价提供一定的理论基础.以大肠杆菌和枯草芽孢杆菌为受试生物,采用电导率仪测定细菌培养液电导率变化,分别研究了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米Fe3O4、纳米SiO2、纳米二氧化钛载银、纳米磷酸锆载银、纳米棕色银对细菌细胞膜通透性的影响.结果表明,纳米材料对革兰氏阳性枯草芽孢杆菌细胞活性影响更大;同种纳米材料,粒径越小,对细菌的细胞活性影响越强;对细菌细胞活性影响最大的是纳米棕色银,对细菌细胞活性影响最小的是纳米SiO2和Fe3O4.     

PFOS/PFOA对斑马鱼(Danio rerio)胚胎致毒效应研究

采用斑马鱼胚胎毒性测试方法,研究了PFOA/PFOS对斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段生长发育的影响.结果表明,PFOS/PFOA对斑马鱼有明显毒性作用,LC50(48 h)分别为1 005 mg/L和107 mg/L,LC50(96 h)分别为499 mg/L和71 mg/L.PFOS/PFOA抑制斑马鱼胚胎发育,可导致胚胎发育畸形,甚至死亡,高浓度(>240 mg/L)PFOS损伤细胞膜,导致胚胎分裂中的细胞发生自溶而卵凝结死亡,抑制胚胎原肠胚的形成.在各种亚致死效应中,脊柱畸形对PFOS暴露最敏感,其EC50=9.14 mg/L,PFOA暴露最敏感亚致死性毒理学终点为96 h孵化,对应EC50=328.0 mg/L.PFOA/PFOS导致胚胎发育延迟,具有发育毒性.     

纳米材料对斑马鱼的氧化损伤及应激效应研究

以斑马鱼(Daniorerio)为受试动物,研究了纳米及常规TiO2、ZnO悬浮液对其鳃、消化道及肝脏的氧化损伤及应激效应,同时对纳米及常规TiO2、ZnO悬浮液中的颗粒形貌特征及·OH生成量进行了测定.结果发现,虽然纳米TiO2、ZnO颗粒与其常规颗粒在溶液中的粒径分布接近,但50mg/L纳米TiO2、ZnO悬浮液中·OH产生量(96h光照下,分别为2.17mmol/L、0.72mmol/L)远远高于50mg/L常规颗粒(未检测到).50mg/L纳米TiO2处理下,斑马鱼肝脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、还原型谷胱甘肽(GSH)、蛋白质羰基含量分别为对照的70.2%、65.4%、53%、178.1%;消化道中SOD活性及GSH、丙二醛(MDA)含量分别为对照的149.6%、212.9%、217.2%;鳃中MDA含量为对照的160.9%.而50mg/L常规TiO2悬浮液对斑马鱼没有产生毒理效应.5mg/L纳米及常规ZnO对斑马鱼肝脏的氧化伤害最强,其中5mg/L纳米ZnO处理组中SOD、CAT活性及GSH、MDA含量分别为对照的62.9%、53.1%、45.2%、204.2%,5mg/L常规ZnO处理组中SOD、CAT活性及GSH、MDA含量分别为对照组48.3%、51.8%、34.6%、289.6%;虽然斑马鱼鳃及消化道也受到明显氧化应激效应(p0.05),但并没有受到氧化损伤.研究表明,团聚作用对不同化学组成纳米颗粒的毒性影响程度不同;且不同化学组成纳米颗粒在生物体内可能通过不同机制产生了不同种类的ROS,从而对不同细胞组分产生的氧化损伤及应激效应是其重要的毒理机制.     

高氯酸钠对斑马鱼胚胎的毒性效应

采用斑马鱼胚胎发育技术方法研究高氯酸钠对斑马鱼胚胎的急性毒性效应,配制一系列高氯酸钠的浓度,对受精1h的胚胎进行染毒暴露,最后对斑马鱼胚胎的心率,孵化率,死亡率,畸形率进行统计分析。研究结果显示,高氯酸钠(NaClO4)浓度的增加,斑马鱼胚胎的心率和孵化率降低、死亡率和畸形率增加。斑马鱼48hpf的胚胎心率高浓度组比对照组下降了35%;72 h的孵化率由对照组的88%降低到高浓度组的36%;144 h的死亡率由对照组的5%增加到72%;144 h的畸形率由对照组的2%增加到91%,主要畸形表现为心包囊肿(PE),脊柱弯曲(AM),鱼鳔缺失(SBD)等。结果表明,高浓度的高氯酸钠(NaClO4)对斑马鱼胚胎发育有明显的剂量效应作用。     

Effects of rare earth elements La and Yb on the morphological and functional development of zebrafish embryos

In recent years, with the wide applications and mineral exploitation of rare earth elements, their potential environmental and health effects have caused increasing public concern. Effect of rare earth elements La and Yb on the morphological and functional development of zebrafish embryos were studied. The embryos were exposed to La³⁺ or Yb³⁺ at 0, 0.01, 0.1, 0.3, 0.5 and 1.0 mmol/L, respectively. Early life stage parameters such as egg and embryo mortality, gastrula development, tail detachment, eyes, somite formation, circulatory system, pigmentation, malformations, hatching rate, length of larvae and mortality were investigated. The results showed La³⁺ and Yb³⁺ delayed zebrafish embryo and larval development, decreased survival and hatching rates, and caused tail malformation in a concentration-dependent way. Moreover, heavy rare-earth ytterbium led to more severe acute toxicity of zebrafish embryo than light rare-earth lanthanum.     

nano-ZnO对斑马鱼鱼鳔发育毒性效应研究

根据鱼鳔发育的不同阶段,从受精后0 h(0 hours post fertilization, 0 hpf)开始对5个发育阶段(0 hpf～孵化前、0～120 hpf、0～168 hpf、孵化后～120 hpf、120～168 hpf)的斑马鱼进行nano-ZnO暴露实验,研究不同浓度的nano-ZnO对斑马鱼鱼鳔的影响.结果表明,nano-ZnO悬浮液中溶解的Zn~(2+)不是导致斑马鱼死亡和鱼鳔缺损的唯一或主要原因.nano-ZnO暴露浓度越高,斑马鱼的死亡率和鱼鳔缺损率越高,存在剂量-效应关系.15 mg·L~(-1) nano-ZnO可造成90%的斑马鱼鱼鳔缺损和死亡,10 mg·L~(-1) nano-ZnO可导致斑马鱼鱼鳔面积缩小70%.斑马鱼鱼鳔早期发育阶段(0～168 hpf)对nano-ZnO敏感度大小为:出芽阶段(0 hpf～孵化前)充气阶段(孵化后～120 hpf)充气完成阶段(120～168 hpf).斑马鱼鱼鳔的发育面积和发育时间也受nano-ZnO暴露染毒的影响而发生变化.斑马鱼死亡率和鱼鳔缺损率(鱼鳔发育)之间存在相关性(r=0.978,p0.01).这表明斑马鱼鱼鳔的发育缺损是造成斑马鱼胚胎死亡的主要原因之一,但nano-ZnO对斑马鱼鱼鳔的影响机理,尤其是对鱼鳔出芽阶段和充气阶段的致毒机理需要进一步研究.     

纳米碳化钨对斑马鱼胚胎发育的影响

为评价纳米碳化钨的水生态毒理效应,以模式生物斑马鱼胚胎为研究对象,观察了纳米碳化钨对斑马鱼胚胎发育的影响.结果表明,<2g/L的纳米碳化钨悬液对斑马鱼胚胎的正常发育和成活没有任何影响.在3g/L的极高浓度下,纳米碳化钨处理24~96h导致31%的幼鱼出现各种发育畸形,33%的幼鱼死亡,但仍有36%的幼鱼发育和活动均正常.通过与受精后5h及30h开始纳米碳化钨暴露的实验组相比,发现受精后24h是斑马鱼胚胎对纳米碳化钨处理最敏感的时期.胚胎卵膜的人工提前去除可以削弱纳米碳化钨对斑马鱼胚胎发育的不良影响.     

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L 剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L) 1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.     

双酚A和四溴双酚A对大型和斑马鱼的毒性

采用静态生物急性试验的方法,研究了双酚A和四溴双酚A对大型和斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段的生长发育影响.结果表明,大型的幼接触不同浓度的双酚A和四溴双酚A,活动会受到抑制,甚至死亡,48 h的EC₅₀分别为8.91和0.69 mg·L^-1;对斑马鱼也有明显的毒性作用,其96 h的LC₅₀分别为9.06和1.78 mg·L^-1.根据化学物质对鱼类和类的毒性评价标准,这2个化合物都属于高毒物质.双酚A和四溴双酚A对斑马鱼生命早期阶段毒性影响的研究结果表明,对斑马鱼胚胎发育有明显抑制作用,可以造成胚胎发育畸形甚至死亡,斑马鱼胚胎72 h孵化畸形是双酚A的最敏感指标,EC₅₀为2.90 mg·L^-1,72 h未孵化是四溴双酚A的最敏感指标,EC₅₀为0.14 mg·L^-1.双酚A和四溴双酚A对鱼卵发育有显著影响,双酚A对鱼卵有致畸作用,四溴双酚A抑制了鱼卵孵化.