加速溶剂萃取-超高效液相色谱/大气压化学电离/串联三重四极杆质谱法同时检测土壤中7种溴代阻燃剂

正溴代阻燃剂(BFRs)是一种广泛应用于纺织、塑料以及电子电器产品中的卤素有机阻燃剂,主要包括多溴联苯醚(PBDEs)、六溴环十二烷(HBCD)和四溴双酚A(TBBPA).这些化合物具有高亲脂性、难降解性和生物积累性的毒性特征.BFRs广泛存在于水体、土壤、大气及生物体内,并可对生物体的神经系统和内分泌系统造成难以逆转的损害.采用气相色谱(GC)分析BFRs时,HBCD易发生异构体间的相互转化,无法区分HBCD的3种异构体.且HBCD和     

溴系阻燃剂的毒理学研究进展

溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)广泛应用于塑料、电子、建筑、纺织等材料和产品中,在多种环境介质中都可以检测到BFRs的存在。目前市场上的溴系阻燃剂主要有3种:四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)、多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)和六溴环十二烷(hexa bromocyclododecanes,HBCDs)。近年来,进入环境中的BFRs在数量和种类上迅速增加,由此引发的环境效应日益受到国际社会广泛关注,有关BFRs的毒理学研究也成为相关领域的焦点内容。在总结近年来国内外相关研究的基础上,就BFRs在内分泌干扰效应、肝脏毒性、生殖毒性和神经毒性等方面的研究现状及需要进一步研究的内容进行了综述。     

生物基质中四溴双酚A和六溴环十二烷分析方法研究进展

四溴双酚A(tetrabromobisphenol A,TBBPA)和六溴环十二烷(hexabromocyclododecane,HBCD)是目前世界上广泛使用的溴系阻燃剂,其对环境及人体的健康风险备受关注.本文对近年来生物基质(体液基质、生物组织等)中TBBPA和HBCD的分析方法,包括前处理方法和分析测定方法进行了综述.重点介绍了索氏提取法、液液萃取法、固相萃取法、加速溶剂萃取法等提取方法和气相色谱-质谱法、高效液相色谱-质谱法等仪器测定方法,并对各方法的优缺点进行了比较,为建立快速准确测定生物基质中TBBPA和HBCD的方法提供参考,为今后开展HBCD和TBBPA生物有效性以及健康风险评价研究提供方法依据.     

多溴联苯醚在啮齿类动物体内的代谢动力学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类持久性有机污染物(POPs),其作为一种广泛使用的溴化阻燃剂在环境中普遍存在.PBDEs对生物体和人体存在内分泌干扰等毒性危害,正受到人们越来越多的关注.然而目前PBDEs对人体造成的影响都是由动物实验(主要是啮齿类动物)外推而得,因此研究不同的PBDEs同系物在啮齿类动物体内的代谢动力学...     

多溴联苯醚对芳香烃受体的激活作用及其介导毒性的研究进展

多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)是一类全球广泛存在的有机污染物,由于具有环境持久性,远距离传输,生物可累积性及对生物和人体有毒害效应等特性,是当前环境科学的热点研究对象之一.PBDEs的毒性包括生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰、DNA损伤、免疫影响等,对人类以及环境具有潜在的威胁.芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)是一种配体激活转录因子,诱导许多编码药物代谢酶的基因,可以被二噁英强效激活并引发一系列毒性.PBDEs具有与二噁英相似的结构,而被认为是一种潜在的AhR配体,但是PBDEs通过AhR介导的毒性机理仍然不明确.本文介绍和讨论了近10多年来PBDEs对AhR激活作用的研究,以及诱导的基因表达和毒性效应.虽然各文献的研究手段以及结论不尽相同,大多数研究表明大部分PBDEs对AhR的激活效果较为微弱,但仍有些PBDE需要引起重视.例如,BDE-126在大鼠肝细胞中的激活作用比其同系物更为突出,BDE-99可以激活斑马鱼胚胎中的AhR.此外,大多数羟基化或甲氧基化多溴联苯醚在家禽胚胎肝细胞、大鼠肝癌细胞中可以激活AhR,且可能比PBDEs具有更高的毒性和生物积累性.     

多溴联苯醚的环境毒理学研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类广泛使用的溴代阻燃剂,其大量生产和使用导致了越来越严重的环境污染.由于PBDEs具有较高的亲脂性,化学性质比较稳定,它们可远距离传输到地球各种环境介质中,并通过食物链累积放大,在生物体内蓄积产生毒性效应.本文针对近年来PBDEs毒性效应和致毒机制的研究进展,从PBDEs的内分泌干扰毒性、发...     

多溴二苯醚及其代谢物的内分泌干扰活性和构效关系研究进展

多溴二苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)作为一种良好的防火溴系阻燃剂(Brominated flame retardants,BFRs)广泛应用于各种家用和工业产品.研究表明,PBDEs容易从产品中溢出而进入环境.近年来,PBDEs及其代谢物已在各种环境介质和生物体中被广泛检出.毒理学研究发现,PBDEs及其代谢物具有生殖毒性、免疫毒性、神经毒性和内分泌干扰作用.在总结国内外相关研究基础上,论文综述了PBDEs及其代谢物的内分泌干扰活性,重点集中在对甲状腺激素活性、雌激素活性、雄激素活性及影响性激素转化和代谢的芳香化酶、CYP17酶、雌二醇磺基转移酶(E2SULT)活性的影响;分析了具有不同测试终点内分泌干扰活性的化合物的结构特征.研究发现,在内分泌干扰活性方面,PBDEs母体化合物的影响较小,主要是PBDEs代谢物产生的影响,特别是羟基化代谢物引起了较严重的内分泌干扰作用,即PBDEs化合物是一类通过代谢而被活化的内分泌干扰前趋物.为评价PBDEs及其代谢物对人和其他生物的健康危害,应加强其内分泌干扰活性机制的研究,以及具有同类型作用模式的PBDEs及其代谢物定量结构-活性关系的研究.     

多溴二苯醚毒理学研究进展及展望(Research Progress and Future Perspectives in Toxicology Study on Polybrominated Diphenyl Ethers)

多溴二苯醚(PBDEs)虽然已在一些国家禁止生产和使用,商品五溴和八溴二苯醚也在2009年被列入《关于持久性有机污染物(POPs)的斯德哥尔摩公约》受控范围内,但目前学术界对PBDEs的毒理学效应及其机制尤其是环境剂量效应的认识并不十分清楚. 论文从甲状腺干扰、神经毒性、生殖内分泌干扰3个方面介绍了近年来PBDEs毒理学研究的进展,分析了该领域研究中存在的几个问题,提出今后应大力开展环境相关剂量下PBDEs及代谢物的毒性研究,以推进对实际环境中PBDEs真实毒性的认识;同时探索能够反映PBDEs毒性的非创性生物标记物,为开展PBDEs人体健康影响的流行病学调查提供线索.     

土壤-植物系统中多溴联苯醚(PBDEs)的迁移与转化研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类重要的新型持久性有机污染物,因其具有亲脂和难降解特性,易在土壤和沉积物等环境介质以及生物体内累积,同时会发生脱溴还原代谢和氧化代谢,生成毒性更大的低溴代PBDEs、羟基PBDEs(OH-PBDEs)和甲氧基PBDEs(MeO-PBDEs).研究PBDEs在土壤-植物系统的迁移转化对于认识PBDEs的陆生生态环境行为,评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都具有重要的意义.本文从土壤中PBDEs的代谢与转化行为,PBDEs的植物吸收与传输特征及其关键影响因素,以及植物体内PBDEs的脱溴、羟基化和甲氧基化代谢行为几个方面总结了PBDEs在土壤-植物系统迁移转化的最新研究进展,并就将来的研究方向提出一些思考和展望,有助于深入认识PBDEs及其代谢产物的环境归趋.     

溴系阻燃剂毒理效应的计算模拟预测与环境风险评估进展

溴系阻燃剂(brominated flame retardants,BFRs)作为生产和使用量巨大的有机阻燃剂,在环境介质和生物体内被广泛检出。BFRs及其代谢产物会对生物体造成神经毒性、遗传毒性、发育毒性及内分泌干扰效应等,环境和健康风险得到日益广泛的关注。国内外学者通过最小二乘法(LS)和类似马尔可夫链蒙特卡罗算法(AMCMC)等统计分析方法建立了BFRs在环境中转化和归趋的预测模型,采用分子对接、分子动力学模拟和定量结构-活性关系(QSAR)模型等方法分析了BFRs及其代谢产物毒性作用的微观机制。综合近年来国内外的相关研究,发现BFRs的结构(取代基的类型和数量)会影响其环境行为和毒理效应,在总结研究成果的基础上,对BFRs的生态和健康风险进行评估,为其未来的研究和发展方向提供参考。     

Solvent effects on quantitative analysis of brominated flame retardants with Soxhlet extraction

Reliable quantifications of brominated flame retardants (BFRs) not only ensure compliance with laws and regulations on the use of BFRs in commercial products, but also is key for accurate risk assessments of BFRs. Acetone is a common solvent widely used in the analytical procedure of BFRs, but our recent study found that acetone can react with some BFRs. It is highly likely that such reactions can negatively affect the quantifications of BFRs in environmental samples. In this study, the effects of acetone on the extraction yields of three representative BFRs [i.e., decabrominated diphenyl ether (decaBDE), hexabromocyclododecane (HBCD) and tetrabromobisphenol A (TBBPA)] were evaluated in the Soxhlet extraction (SE) system. The results showed that acetone-based SE procedure had no measureable effect for the recovery efficiencies of decaBDE but could substantially lower the extraction yields for both TBBPA and HBCD. After 24 h of extraction, the recovery efficiencies of TBBPA and HBCD by SE were 93 and 78% with acetone, 47 and 70% with 3:1 acetone:n-hexane, and 82 and 94% with 1:1 acetone:n-hexane, respectively. After 72 h of extraction, the extraction efficiencies of TBBPA and HBCD decreased to 68 and 55% with acetone, 0 and 5% with 3:1 acetone/n-hexane mixtures, and 0 and 13% with 1:1 acetone/n-hexane mixtures, respectively. The study suggested that the use of acetone alone or acetone-based mixtures should be restricted in the quantitative analysis of HBCD and TBBPA. We further evaluated nine alternative solvents for the extraction of the three BFRs. The result showed that diethyl ether might be reactive with HBCD and may not be considered as the alternative to acetone used solvents for the extraction of HBCD.     

多溴联苯醚暴露的神经行为效应及其毒理机制

溴代阻燃剂多溴联苯醚(PBDEs)是一类在各类环境介质、生物体和人体中均能检出的普遍存在的环境污染物。我国的主要污染源之一集中于东南部地区的电子废弃物回收场地。由于PBDEs具有结构稳定性、亲脂性和生物累积性,电子废弃物拆解回收活动对当地生态系统和居民健康存在着巨大的潜在风险。PBDEs的发育神经毒性受到研究者的极大关注,但其神经行为毒性效应和机制仍需深入研究。行为学效应既是内在神经毒性机制的外在反映,也是推测环境污染物在高级别生物学水平(如种群、群落)影响的最有力试验手段。近年来,基于视频追踪系统技术的商业行为学分析设备迅速发展,使行为学效应测试在环境毒理学领域具备极大的潜力。本文结合近年来国内外环境毒理学研究进展,回顾了PBDEs的神经行为毒性效应,包括运动行为、掠食行为和认知行为,并分析了其可能的毒理机制,最后总结了当前研究存在的问题和未来研究需要关注的重点方向。     

四溴双酚A在土壤中的降解转化及残留研究进展

四溴双酚A (tetrabromobisphenol A,TBBPA)是全球生产量最大的溴代阻燃剂,广泛应用于电子产品和塑料等高分子材料的生产中.由于高的亲脂性及环境稳定性,TBBPA在土壤中易于累积.土壤作为污染物主要的汇之一,污染物在土壤中的环境过程和归趋对正确评价污染物的环境风险至关重要.本文综述了土壤中TBBPA在不同氧化还原条件(无氧条件,连续无氧-有氧条件和有氧条件)下、植物(芦苇和水稻)或蚯蚓(Metaphire guillelmi和Eisenia fetida)存在时的降解、矿化、代谢路径、不可提取态残留(non-extractable residues,NERs)形成和稳定性,以及相关微观机理.TBBPA在无氧条件下脱溴降解为双酚A,并稳定地存在于无氧土壤中.有氧土壤中的TBBPA经过甲基化、本位取代,以及烷基链断裂生成多种代谢产物.植物和蚯蚓会改变土壤中TBBPA的归趋,具体表现为明显降低TBBPA矿化,增加甲基化(形成更多甲基醚类代谢产物),减少NERs形成.TBBPA及其代谢产物可以和土壤中有机质以酯键和醚键的方式形成NERs.土壤氧化还原状态的改变会使NERs释放TBBPA及其代谢产物,但水稻根系分泌物添加到土壤中对NERs的释放没有显著影响.未来需要进一步研究TBBPA在土壤中转化的微生物学机制、土壤中NERs的形成机制、在生物体内的转化体制、以及土壤中不同形态NERs和生物体内NERs的稳定性和生物效应等,为全面准确评估TBBPA的环境风险提供科学依据.     

三氯生对水生生物的毒性效应研究进展

三氯生(TCS)作为一种广谱抗菌剂,在个人护理品中的广泛应用,将使其不可避免地释放到水环境中.随着在河流、湖泊、河口系统等水环境以及水生生物体内检测到TCS,TCS对于水生生物的生态毒理效应引起了学者们的广泛关注.本文概述了TCS在水环境及水生生物体内的赋存状况,归纳总结了TCS对水生生物的急性毒性、亚急性毒性、酶及基因毒性、内分泌干扰性及其降解产物毒性,最后展望了TCS对水生生物的生态毒理效应这一研究领域的发展方向.     

生理毒代动力学模型及其在有机污染物水生生态毒理研究中的应用

人类生产和生活使用各种人工合成的化学品,种类和数量急剧增长,对生态系统和人体健康造成了极大威胁。因此,亟需采用高效的方法对数量巨大的化合物进行毒性评价。对生理毒代动力学(PBTK)模型的建立过程及其在污染物生态毒理研究中的应用进行了综述。PBTK模型,又称生理药代动力学(PBPK)模型,是利用生理学和解剖学等原理,将生物体简化为用血流连接的肝、肾和脂肪等各组织器官房室,模拟化合物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。模型参数包括生理参数和生化参数2个部分,可用MATLAB等软件进行模拟。模型已应用于数百余种有机污染物在鱼体等水生生物体的毒代动力学模拟。已有模拟结果能够预测化合物在生物体内的有效剂量,对化合物毒性进行评估,并可用于不同物种、不同剂量和不同暴露途径间的外推,有力推进了污染物生态毒理研究工作的开展。     

Utility of the QSAR modeling system for predicting the toxicity of substances on the European inventory of existing commercial chemicals∗

Many chemicals are in common commercial use for which no information on the environmental fate or toxicity exists. Recent legislation requires that many substances be assessed for their toxicity to aquatic organisms within a very short time and determine which of these chemicals need to be studied in greater detail. It would be impossible to measure the acute and chronic effects of all of these compounds on a single organism, let alone a battery of different types of organisms, communities or ecosystems. Initially, the chemicals on the European Inventory of Existing Commercial Chemical Substances (EINECS) need to be screened and relative hazard to the environment determined. In response to OECD directives, there has been a great deal of activity by government and industry scientists. At the International Workshop on Advances in Environmental Hazard and Risk Assessment it was concluded that quantitative structure activity relationships (QSAR) could and should be used in the hazard assessment process. Papers published in that volume outline the advantages, disadvantages, limitations, advances and research requirements.

The QSAR, structure‐activity based chemical modeling and information system, which was developed by the US‐Environmental Protection Agency was used to predict the acute toxicity of 113 substances from the “Old Substances”; list of the German government to the four commonly used aquatic toxicity test organisms: Daphnia magna (DM), fathead minnow (FHM), rainbow trout (RBT), and blue‐gill sunfish (BG).

Of these compounds the QSAR system predicted the acute toxicity of 87 substances towards fathead minnow. For the other three species examined the QSAR system could be used to predict toxicity for 78 compounds.

The predicted toxicities were compared to observed toxicities of compounds which have been evaluated and stored in the “Aquire”; data base. Observed toxicity values were available for at least one species for 38 compounds. The toxicities of some compounds are well predicted while those of other compounds were not well predicted. Overall, the QSAR system accurately classified the acute toxicity ranges of 50%, 64%, 56% and 56% of the compounds investigated for DM, FHM, RBT and BG, respectively. Of the compounds studied 10 were very poorly predicted, of these the QSAR system overpredicted the toxicity of three, while underpredicting the toxicity of seven. Of these seven compounds, five contained amino groups.