彗星实验技术及其应用

彗星实验是瑞典科学家Ostling和Johanson于1984年发明的检测毒物DNA损伤效应的方法。它经历了从最初的微电泳技术、中性彗星实验、碱性彗星实验、酶切彗星实验和双向垂直彗尾彗星实验等不断完善的发展过程。在毒理学、遗传学和环境生态科学等领域有着重要的应用,是经济合作与发展组织(OECD)和欧洲食品安全局等国际组织推荐的测定遗传毒性的方法之一。彗星实验的关键点包括单细胞悬液的制备、细胞裂解液的成分与比例,低熔点琼脂糖凝胶的浓度,电泳条件等。在典型应用领域,如蚯蚓、鱼、两栖动物、鼠和人的彗星实验很难找到标准实验方案。成功的彗星实验还需关注,实验设计时必须包括阳性对照,结果表述时必须有图为证,实验方案可能因物种或细胞而异。     

彗星试验检测地下水有机污染物的遗传毒性效应

应用人外周血淋巴细胞和小鼠淋巴细胞彗星试验,对长治市5个样点的地下水有机浓集物进行了遗传毒性研究。结果表明,各水样中有机浓集物在3个染毒剂量50,200,800 m L·管-1条件下均可对人外周血淋巴细胞和小鼠淋巴细胞DNA产生不同程度的遗传损伤,并且随着浓度的升高,DNA损伤程度明显增加,各实验组与溶剂对照组相比有P<0.05或P<0.01显著差异。研究表明,上述2种淋巴细胞彗星试验可有效地检测地下水体有机污染物的遗传毒性。     

环境蛋白组学及污染物分子毒性检测技术

环境蛋白组学是蛋白组学与环境科学交叉融合的新兴学科,研究污染环境与蛋白组之间的相互作用规律与检测技术方法.环境蛋白组学的发展,取决于双向凝胶电泳、质谱、蛋白质芯片和生物信息学等技术的完善与应用.综述环境蛋白组学的主流技术,介绍环境蛋白组学技术在污染物分子毒性检测中的应用,探索污染物与蛋白组之间的相互作用机理,是人体与环境健康科技发展的起步过程.     

杀虫剂三唑磷对沼水蛙（Hylarana guentheri）蝌蚪的遗传毒性研究

采用微核试验和单细胞凝胶电泳技术(彗星试验)检测了不同浓度(0、0.2、0.4、1.2、2.0、2.8mg·L-1)的三唑磷溶液对沼水蛙蝌蚪遗传毒性的影响.结果表明,当三唑磷染毒24h(≥1.2mg·L-1)及72h(≥0.2mg·L-1)后,蝌蚪微核率和核异常率比对照组均有极显著的提高.在同一时间下,随着三唑磷浓度的增大,蝌蚪微核率和核异常率总体上随之增加;在同一浓度下,随着染毒时间的增加,低浓度组(≤0.4mg·L-1)微核率出现逐渐升高趋势;高浓度组(≥1.2mg·L-1)微核率则先增加后降低.染毒24h后,彗星试验的各项指标Tail Length、Comet Length、Tail Moment和Olive Tail Moment均随三唑磷浓度的增加而增加,并呈现极显著的剂量-效应关系.当三唑磷浓度达到0.2mg·L-1时,与对照组相比,DNA总体损伤水平(Comet Assay Tail Factor)显著提高.实验表明三唑磷对蛙类蝌蚪会造成一定的遗传损伤,微核试验和彗星试验在检测污染物对蝌蚪的遗传毒性方面具有较大的应用价值.     

基于彗星实验的洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA损伤的研究

为评价洛克沙胂的遗传毒性,采用单细胞凝胶电泳(彗星实验),研究了不同浓度的洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞脱氧核醣核酸(DNA)的损伤作用。提取秀丽隐杆线虫的胚胎细胞,分别暴露于0(空白对照)、50、250、500μg·L~(-1)含洛克沙胂的溶液染毒1 h。用彗尾DNA百分比含量(TDNA%)、彗星尾长(TL)和Olive尾矩(OTM)作为DNA损伤的指标。实验结果表明,与空白对照组比较,处理组中彗尾DNA百分比含量、彗星尾长以及Olive尾矩显著增加(P0.01)。随着洛克沙胂浓度的增加,彗尾DNA百分比含量、彗星尾长以及Olive尾矩逐渐增加,其相关系数r0.99,说明在实验浓度范围内,存在极显著的浓度-效应关系。洛克沙胂对秀丽隐杆线虫胚胎细胞DNA具有损伤作用,彗星实验操作简便、快速、灵敏度高,能够反映出洛克沙胂的遗传毒性。因此,通过彗星实验建立实验室检测洛克沙胂遗传毒性的方法具有可行性。     

植物彗星实验及其在生态毒理监测中的应用

植物彗星实验(Comet assay)是近几年发展起来的一项检测DNA损伤的新技术,具有快速、简便、灵敏性高和可靠性强等特点.本文总结了近年来国内外植物彗星实验的研究成果,详细介绍了植物彗星实验方法及其在生态毒理学中的应用.     

五氯苯酚的生态毒性效应及其遗传毒性

为评价环境内分泌干扰物——五氯苯酚对土壤生态系统动植物的生态毒性效应,检测了五氯苯酚对8种作物种子的萌发和根伸长的抑制作用以及对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的急性毒性作用;并运用小麦根尖细胞微核实验和赤子爱胜蚓体细胞核的彗星实验,检测了五氯苯酚的遗传毒性效应.结果表明,五氯苯酚在一定浓度范围内对作物种子的...     

漳泽水库水体污染对黑斑蛙蝌蚪遗传毒性的野外调查研究

通过野外采集漳泽水库不同采样点的黑斑蛙蝌蚪,采用微核、核异常、彗星试验3种方法,研究了水体污染对蝌蚪红细胞微核率、核异常率和DNA断裂3种遗传毒性指标的影响。微核试验结果显示:各采样点红细胞微核率除泽头采样点外,均明显高于阴性对照(P0.01),其中水库入口店上采样点的微核率最高,为6.87‰,位于水库上、中、下游3个采样点的微核率逐渐下降,从大到小依次为:下韩(5.45‰)、台上(3.71‰)、泽头(2.33‰)。核异常试验结果显示:各采样点核异常率均明显高于阴性对照(P0.01),核异常率与微核率二者变化趋势趋于一致。彗星试验结果显示:各采样点红细胞尾长、尾矩与阴性对照相比差异均极显著(P0.01),尾长、尾矩的变化趋势与微核试验结果一致。对同样位于水库中游的采样点司徒和台上的4个指标进行多重比较分析发现:微核率、核异常率和彗星尾长差异均不显著(P0.05),而尾矩差异显著(P0.05)。综上可知,漳泽水库各采样点水体具有较高的遗传毒性,主要毒性作用为引起染色体(DNA)断裂;各采样点遗传毒性指标变化规律与水体污染物变化规律趋于一致,因此应用这3种方法可以有效地对水体遗传毒性进行检测。     

环境污染物免疫毒性及其研究技术

随着免疫毒理学的发展以及人类对免疫毒性的认识,外源物质的免疫毒性逐渐成为毒理学研究热点。国内外诸多研究表明,多数环境污染物具有免疫毒性,并且不同的污染物产生免疫毒性的作用机制也不同。论文介绍了免疫毒性的基本概念和主要研究技术,综述了这些研究技术在当前环境污染物的免疫毒性研究中的应用,并提出了免疫毒性研究发展中的不足。     

茚虫威对斑马鱼的急性毒性及遗传毒性

茚虫威属噁二嗪类新型广谱高效杀虫剂,在农业生产中有着重要作用,近年来随着用量的增加,由此产生的对水生生物的影响越来越受到重视。使用斑马鱼进行茚虫威的急性毒性作用实验,并采用微核试验、彗星试验、Annexin V-FITC/PI双染色检测观察染毒后的斑马鱼是否被诱导产生遗传毒性。结果表明:在24 h、48 h、72 h、96 h,茚虫威LC50值分别为2.263mg·L-1、2.184 mg·L-1、2.184 mg·L-1、2.133 mg·L-1。茚虫威对斑马鱼急性毒性属中等毒性。96 h茚虫威浓度为1.98 mg·L-1和2.16 mg·L-1时,斑马鱼的微核率与对照组相比达差异极显著水平(P0.01)。采用彗星试验检测斑马鱼肝脏DNA损伤,结果显示斑马鱼暴露于高浓度1.98 mg·L-1和2.16 mg·L-1茚虫威后,与对照组相比,斑马鱼的DNA损伤均表现为极显著差异(P0.01)。采用Annexin V-FITC/PI双染色流式细胞仪法检测,结果表明染毒后24 h斑马鱼肝细胞出现细胞凋亡现象。实验结果进一步表明,茚虫威对斑马鱼短期染毒后诱导细胞凋亡,表现出遗传毒性。     

Determination of nephrotoxicity and genotoxic potential of silver nanoparticles in Swiss albino mice

Silver nanoparticles (AgNPs) possess properties that are important for industrial and medical applications. This study is aimed to investigate intra-peritoneal toxicity of AgNPs at 26, 52 or 78 mg/kg/day for 5 days in mice Swiss albino mice. The effects on oxidative stress markers activities of serum superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT), levels of serum glutathione (GSH), apoptosis (TUNEL assay), DNA strand breaks (comet assay) in lymphocytes, as well as histopathological of kidney tissue were determined. AgNPs significantly increased SOD and CAT activities reduced GSH levels. In kidney apoptosis (TUNEL assay) while DNA strand breaks (comet assay) in lymphocytes revealed that AgNPs at concentration 78 mg/kg produced significant apoptosis and DNA damage. AgNPs also produced associated histological renal tissue damage. Evidence suggests that AgNPs-mediated alterations may be attributed to oxidative stress.     

酚类化合物对不同组织细胞DNA损伤的研究

应用单细胞凝胶电泳技术 ,研究了酚类化合物对不同组织细胞DNA的损伤 .试验结果表明 ,酚类化合物均能引起不同组织细胞不同程度的DNA损伤 ,并呈现剂量效应关系 .其高剂量组与对照组相比 ,均有极显著性差异 (P <0 0 1 ) .不同组织细胞对同一种药物呈现出不同的敏感性 .酚类化合物遗传毒性效应与其结构密切相关     

利用不同植物进行DNA损伤彗星实验的方法比较

为了研究彗星实验在植物DNA损伤检测中的应用,以多种植物材料为对象,进行了植物彗星实验的比较研究.分别分离了蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜、水稻等植物组织的细胞核,并以彗星实验方法研究了H2O2引起的植物细胞核DNA损伤.电泳后发现H2O2处理组植物细胞核出现明显拖尾,而对照组没有出现拖尾或拖尾较小.研究结果表明彗星实验是一种可以在单细胞水平上研究植物DNA损伤程度的手段,具有灵敏、简单、快速的优点.采用合适的细胞核分离方法,能够将彗星实验应用于多种植物,研究其DNA损伤.蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜等植物的根尖和叶片都可以应用于植物彗星实验,但在本实验条件下利用水稻组织进行彗星试实验并没有获得明显的彗星图像,能否进行彗星实验可能受植物本身性质或实验条件等多种因素的影响.     

碘代X射线造影剂的环境浓度、分析方法与毒性评估研究进展

碘代X射线造影剂(ICMs)是使用最广泛的血管内药物,近年来在水生环境中频繁检出.由于其高稳定性、高极性和持久性,ICMs会在水生环境中持续存在并且难以被降解.在水生环境中会与消毒剂、天然有机物结合生成具有毒性的消毒副产物(DBPs),由于其本身毒性以及转化产物DBPs的毒性增强了环境健康风险,进而引发了人们的密切关注.本文介绍了ICMs的环境浓度、分析方法以及毒性风险.重点描述了ICMs的前处理技术、检测方法及ICMs毒性评价现状,并展望了以后ICMs毒性的研究方向.     

环境中丙烯酰胺检测方法和健康危害的研究进展

丙烯酰胺广泛应用于工业生产,是一种潜在的环境污染物。本文从丙烯酰胺的检测方法和健康危害2个方面总结了目前的研究进展。检测方法上,以高效液相色谱-质谱串联法(HPLC-MS/MS)最为常用,一些新技术也逐渐应用到分析中。健康危害方面,丙烯酰胺可引起实验生物的神经、生殖、遗传和发育等毒性和潜在致癌性。其毒性机理为:直接损坏神经元;使活性氧(ROS)积累导致氧化损伤;诱发基因位点突变,或与DNA形成加合物而致其损伤等。鉴于目前研究存在的问题,对以后的工作进行了展望:加强监管与治理工作,保护生态环境和人类健康;深入开展丙烯酰胺对生物体的毒性效应研究;加强我国环境中丙烯酰胺的跟踪监测工作;建立一种快捷的生物测试系统来评估水体(尤其是海洋环境)中丙烯酰胺的毒性风险。     

蚯蚓体腔细胞彗星试验检测阿散酸在泥浆体系中降解前后的遗传毒性变化

配制不同浓度的阿散酸标准液,与某养猪场附近的表层土壤混合形成泥浆系统,放在摇床上连续培养30d.在第0、1、2、3、4周取出适量降解液,分别用分光光度法测定阿散酸的降解率;用彗星试验检测降解液对赤子爱胜蚓体腔细胞DNA的损伤.结果表明,阿散酸低浓度时在泥浆体系中能被较快降解,500mg/L的降解率达到了25%;蚯蚓体腔细胞彗星试验表明,所有降解液均具有遗传毒性,可导致蚯蚓体腔细胞DNA明显损伤,与对照相比具有显著性差异(P<0.05).图1表1参17     

利用微核试验和彗星电泳试验评价黄河兰州段水质致遗传毒性作用

利用微核和彗星电泳试验对黄河兰州段鲤鱼(Cyprinuscarpio)红细胞大小及其DNA损伤(微核、核异常、单链断裂和遇碱不稳定点、双链断裂)进行了研究,并以刘家峡水库为对照.结果显示,黄河兰州段采得的鲤鱼其红细胞微核率显著增加(P<0.05),DNA单链断裂和遇碱不稳定点损伤比例和程度加重,但两样点差异不显著(P>0.05),这表明兰州段黄河水质有明显的致遗传毒性作用.同时两种检测结果显示,不同的遗传毒性检测手段具有不同的检测终点和机制,建议在监测环境污染致遗传毒性作用时考虑检测方法的统一和标准化,从而得到更可靠、全面的结果.图4表3参15     

nano-TiO_2与1,2,4-TCB联合作用对斑马鱼鳃组织结构及染色体损伤研究

采用组织病理切片法、微核及彗星试验研究nano-TiO_2和1,2,4-TCB联合染毒对斑马鱼鳃组织结构、细胞微核率及DNA损伤的毒性效应。结果表明,单独nano-TiO_2暴露不会导致斑马鱼鳃组织结构损伤,也不会引起明显的微核及染色体损伤。1,2,4-TCB(≥10 mg·L~(-1))会引起鳃组织和细胞染色体的损伤。nano-TiO_2与1,2,4-TCB联合作用会加重斑马鱼的鳃组织结构损伤,出现鳃小片排列严重紊乱,表皮细胞断失严重,鳃小片上皮细胞坏死脱落,鳃丝结构模糊等症状。两者联合作用会引起鳃细胞微核率增加和彗星细胞率的增加,呈现一定的剂量-效应关系,且两者间的联合作用具有协同作用。对彗星试验的尾部DNA百分比、尾长及尾距的分析发现,与对照组和单独作用相比,两者联合作用对彗星指标均有显著增强作用,这表明两者联合作用对染色体的损伤属于非特定片段损伤。     

Oxidative stress and genotoxicity of 1-methyl-3-octylimidazolium chloride on loach (Misgurnus anguillicaudatus)

This study was a preliminary step to evaluate the acute toxicity of 1-methyl-3-octylimidazolium chloride ([C₈mim]Cl) on loach (Misgurnus anguillicaudatus) by determining the effects on hepatic antioxidant enzyme activities and by the comet assay. The results showed that [C₈mim]Cl had acute toxicity at concentrations above 20 mg L^?1, inducing oxidative stress and genotoxicity on fish liver cells. In respect to enzyme activities, [C₈mim]Cl induced changes in the activities of superoxide dismutase, catalase, and glutathione content the livers of fish exposed at 20–80 mg L^?1. [C₈mim]Cl at the same exposure level caused a remarkable increase in malondialdehyde level. The comet assay indicated that [C₈mim]Cl at 20–80 mg L^?1 induced genotoxicity in liver cells. With increased exposure concentration and time, the two comet parameters trailing rate and tail moment were significantly increased, with significant differences (P < 0.05) observed between control group and each treatment group. The present study shows that ionic liquids can be a threat to the health of aquatic organism when accidentally released to aquatic ecosystems.