卤代肉桂酸对羊角月牙藻的急性毒性及3D-QSAR研究

卤代肉桂酸类化合物广泛用于医药、化妆品和除草剂等生产制造,随着使用量的增加,其生态环境健康风险逐渐受到关注。为揭示该类化合物的毒性特征,选择14种卤代肉桂酸作为研究对象,考察了它们对羊角月牙藻的急性毒性效应,并应用三维定量构效相关技术(3D-QSAR)探讨化合物分子结构特征对毒性效应的影响。结果表明,14种卤代肉桂酸类化合物对羊角月牙藻急性毒性的72 h半数效应浓度(72 h-EC50)值在45.88～83.72 mg·L-1范围内,其中4-氯肉桂酸、4-溴肉桂酸等表现出较高毒性效应。3D-QSAR结果表明,该类化合物分子结构的立体场、静电场和疏水场特性对其毒性效应影响显著,在苯环结构上引入体积较大、电负性较弱及疏水性较强的取代基,将导致毒性升高。以上结果将为科学评价卤代肉桂酸类化合物潜在环境健康风险提供基础数据支撑。     

农药类化合物对大型溞的毒性作用模式:与基线毒性化合物比较研究

农药在控制有害生物的同时,对水生生态系统产生较大的毒性效应。本文通过实验获得了25种基线化合物对大型溞的急性毒性数据,并与57种农药类化合物对大型溞的急性毒性数据进行比较研究,同时根据体外浓度LC_(50)、生物富集因子BCF和体内临界浓度CBR的关系,计算了这些化合物在大型溞体内的临界浓度,研究了农药类化合物对大型溞的毒性作用机理。结果表明,基线化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值在一个很窄的范围波动,而农药类化合物在大型溞体内的临界浓度log1/CBR值范围广且较高。这说明多数农药类化合物对大型溞为反应性毒性作用模式。其中,除草剂对大型溞的毒性显著低于杀菌剂和杀虫剂对大型溞的毒性。这可能是因为除草剂主要通过干扰植物光合作用、植物激素或植物分子合成发挥毒性效应,从而导致其对大型溞的生理系统难以发生反应性毒性效应。而杀虫剂和杀菌剂主要通过干扰生物神经系统、生殖系统、呼吸作用或大分子合成发挥毒性效应,因此易与大型溞生理系统发生生物化学反应,从而具有较高的毒性效应。本文分别建立了除草剂、杀菌剂和杀虫剂对大型溞的急性毒性QSAR模型。除草剂对大型溞的急性毒性机理较简单,其毒性与化合物疏水性程度和离子化程度有关;而杀菌剂对大型溞的急性毒性主要与化合物的标准生成热和极性表面积有关;杀虫剂对大型溞的急性毒性作用机理较复杂,它们对大型溞的毒性效应与其和生物分子之间的氢键和范德华力有关。     

多溴二苯醚类化合物干扰人雌激素受体alpha活性机理的理论研究

基于分子对接方法探讨了多溴二苯醚(PBDEs)类化合物与人雌激素受体α亚型间的分子作用机理.对多溴二苯醚类化合物是否具有拟雌激素功能的研究得出:可通过对接打分值和化合物结构特征来推测PBDEs母体化合物是否具有拟雌激素活性;对HO-PBDEs,与氨基酸残基GLU53和/或ARG394形成氢键可能是影响其拟雌激素活性的重要因素;对MeO-PBDEs,疏水MeO-位于结合腔的疏水中部有利于拟雌激素活性.从结构及构象分析得出,邻位疏水基(Br-、MeO-)有利于PBDEs类化合物的拟雌激素活性.同时对多溴二苯醚类化合物是否具有抗雌激素功能的结合特征研究发现,表现出抗雌激素活性的部分PBDEs类化合物伸进通常被雌激素受体拮抗剂雷洛昔芬和4-羟基它莫西芬的烷基胺侧链占据的通道,而大多数未表现出抗雌激素活性的PBDEs类化合物的结合模式类似雌激素受体激动剂17β-雌二醇,位于结合腔,没有伸进通道.本研究从化合物结构及化合物在受体内结合的构象特征上解释化合物活性不同的原因,以期能够利用构象分析得到的结果进行筛选.     

应用受体学说模型研究硝基苯类化合物的致毒机理

应用受体学说推出的定量结构活性相关(QSAR)模型研究了硝基苯类化合物的致毒机理，结果表明，硝基苯类化合物的主要致毒机理是化合物亲电中心与受体分子亲核活性中心发生反应．并引入硝基数目和位置指示变量I，分析表明，苯环上硝基的数目和位置的差别引起化合物的最低未占轨道能ELUMO的变化，即化合物亲电结合能的变化，从而影响了化合物的生物活性．     

可离子化有机污染物对大型溞的毒性及QSAR研究

取代苯酚、苯胺和苯甲酸类化合物是在环境水体中具有较强生物毒性的芳香族可离子化有机化合物,它们在水体中对水生生物和水生生态系统都有较大危害。测定此类化合物在p H值为6、7.8和9的条件下对大型溞的24 h急性毒性,计算化合物在不同p H值条件下的中性态分子所占比例F0。研究毒性与F0的相关性,结果表明F0对取代苯酚和苯甲酸类化合物的毒性的影响较大而对取代苯胺毒性的影响很小。对于卤代苯甲酸类化合物,毒性与疏水性的相关性较好,但是羟基苯甲酸类化合物的毒性与疏水性参数的相关性很差,引入量子化学参数EHOMO和取代羟基个数NOH,可以改进苯甲酸类化合物的模型的质量。     

苯并噻唑类污染物对青海弧菌Q67毒性效应

以青海弧菌Q67为指示生物,结合96微孔板高通量检测技术,测定了10种环境中常见苯并噻唑类污染物对发光菌的毒性效应。结果表明,10种苯并噻唑化合物均对发光菌具有毒性效应,其EC50在1.17×10-6~5.43×10-3mol·L-1之间。对其进行毒性效应排序,发现巯基取代氨基2羟苯基羧酸乙酯溴氟甲基氯甲硫基苯并噻唑。利用结构化学描述符和偏最小二乘法,构建了苯并噻唑类化合物对Q67发光菌毒性的定量构效关系模型(QSAR),结果发现,氢键供体数量(ND)和极性溶剂可及分子表面积(PSASA)对其毒性具有重要意义。本研究为苯并噻唑类污染物毒性效应评价及其环境风险评价提供了参考。     

苯砜基乙酸酯类化合物发光菌毒性效应的CoMFA研究

应用比较分子场分析方法(CoMFA)对56种苯砜基乙酸酯类化合物的发光菌急性毒性进行了研究,获得了6组分三维定量结构-活性相关模型(3D-QSAR)．模型的交叉验证相关系数(q^2)和常规相关系数(r^2)分别为0．823和0．958,说明该模型具有较高的稳定性和较好的预测能力．模型分析表明：该类化合物发光菌急性毒性效应与化合物分子的空间场和静电场具有显著相关关系．     

硝基苯类、氯酚类化合物对金鱼的急性毒性研究

研究了硝基苯类和氯酚类化合物对鲤科金鱼(Carasscas auratus)的急性毒性.结果显示:①硝基苯类化合物随硝基数目在苯环上的增加,其急性毒性增加.②氯酚类化合物的急性毒性随苯环上氯原子数目的增加而增加.通过实验为定量评估和预测同类型化合物的生物急性毒性提供了参考依据.     

蒽醌类化合物对大型蚤(Daphnia magna)的急性光致毒性研究

通过测定模拟光照和无光照条件下20种蒽醌类化合物对大型(Daphnia magna)的48h半数活动抑制浓度(EC50), 研究了该类化合物的光致毒性．比较了两种助溶剂(二甲基亚砜和丙酮)对这些化合物光致毒性的影响,初步讨论了光致毒性的机理．结果表明,所研究的助溶剂不影响这些化合物对大型潘的光致毒性．蒽醌类化合物因其取代基的不同(-NH2、-OH、-Cl、-Br、-NO2)、取代基位置的不同和取代基数目的不同,而表现出对大型潘光致毒性的不同．最低未占据分子轨道能(ELUMO)和最高占据分子轨道能(EHOMO)之间的能级差,可用于初步判断蒽醌类化合物 溞大型的潜在光致毒性．     

取代苯甲醛衍生物的定量结构—活性关系（QSAR）研究

本文研究了反应性化合物取代苯甲醛衍生物对大型蚤的４８ｈ急性毒性，建立了定量结构－活性关系模型，探讨了其毒性作用机制，发现其毒性主要取决于苯环上取代基的Ｈａｍｍｅｔｔ电效应常数。模预测结果与实验结果基本一致。     

有机磷农药的构效关系及其对浮游生物的毒性效应

以定量构效关系理论和实验室内急性毒性试验相结合研究了六种有机磷农药对四尾栅藻（S.quadricanda）和多刺裸腹溞（Moina macrocopa）的生态毒性。有机磷农药的毒性取决于磷原子的电正性,各取代基种类和构象对电荷分布作用显著。根据构效关系原理,磷氧双键（P=O）被磷硫双键（P=S）取代后毒性降低;羟基（-OH）被甲、乙、丙氧基（-CH3O、-CH3CH2O、-CH3CH2CH2O）取代后有机磷农药毒性依次增强;磷氧单键（P-O）毒性高于磷碳单键（P-C）。该实验中毒死蜱、辛硫磷（-CH3CH2O）毒性高于其它四种（-CH3O）,敌敌畏和敌百虫（P=O）毒性高于乐果（P=S）,敌敌畏（P-O）又高于敌百虫（P-C）,甘氨酸异丙胺盐取代羟基（-OH）的草甘膦毒性最低。毒性试验结果表明,毒死蜱、辛硫磷、敌百虫、敌敌畏、乐果、草甘膦异丙胺盐对四尾栅藻的96 h EC50分别为6.34、6.62、59.53、82.12、141.37和7.25 mg.L-1。它们对多刺裸腹溞的48 h LC50分别为0.20、0.12、0.28、0.17、1.12和5.03 mg.L-1。六种有机磷农药对多刺裸腹溞的毒性强度结果与QSAR分析具有较高的一致性,即表征有机磷农药毒性特征的取代基团作用的毒性强弱顺序为：-OH〉=O〉-O;对四尾栅藻毒性试验结果中,由于草甘膦异丙胺盐作用于植物类靶位点的特殊性,导致其对四尾栅藻毒性显著增强。综合以上研究,以构效关系理论和浮游生物毒性试验相结合进行有机磷农药的生态风险评价将更加便捷和准确。     

废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。     

Acute toxicity of benzophenone-type UV filters and paraben preservatives to freshwater planarian,Dugesia japonica

Fourteen benzophenone-type UV filters and four paraben preservatives were selected to examine their acute toxicities on Dugesia japonica. The 48-h LC₅₀ values for planarians exposed to benzophenone-type UV filters can be ranked as oxybenzone?>?mexenone?>?5-chloro-2-hydroxybenzophenone?> 2,4-dihydroxybenzophenone?>?2-hydroxybenzophenone?>?dioxybenzone?>?benzophenone?>?2,2′,4,4′-tetrahydroxybenzophenone?>?4-hydroxybenzophenone?> 3-hydroxybenzophenone?>?4,4′-dihydroxybenzophenone?>?2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone?>?2,3,4-trihydroxybenzophenone?>?sulisobenzone with a range from 0.9 to 145?mg?L^?1 with a similar sequence for the 96?h LC₅₀ values, ranging from 0.5 to 77?mg?L^?1. The 48 and 96?LC₅₀ values for planarians exposed to paraben preservatives can be ranked as butylparaben?>?propylparaben?>?ethylparaben?>?methylparaben. Among all the tested chemicals, oxybenzone was the most toxic and sulisobenzone the least toxic chemical to planarian at each exposure period. Most benzophenone-type UV filters are toxic to aquatic animals with 48?h LC₅₀ values less than 10 mg?L^?1, except for 2,2′-dihydroxy-4,4′-dimethoxybenzophenone, 2,3,4-trihydroxybenzophenone, and sulisobenzone. Because of their common occurrence in aquatic environment, more studies on aquatic toxicities of benzophenone-type UV filters and paraben preservativs are needed to provide important information to adequately assess their ecological risk.     

环境中有机紫外防晒剂残留及其生态毒性研究进展

有机紫外防晒剂被广泛添加在个人护理品中,随着日常使用源源不断地进入环境中,成为一类新兴污染物。环境介质中有机紫外防晒剂的检测及其生态毒理是目前的研究热点。概述了个人护理品中常用的有机紫外防晒剂,总结了有机紫外防晒剂在各类地表水、沉积物和生物体等不同介质中的浓度水平,详细分析了有机紫外防晒剂对鱼类的内分泌干扰效应和对水生无脊椎动物的急性毒性,为今后深入研究和科学评价这类新兴污染物提供重要参考。     

Identification and ecotoxicity assessment of intermediates generated during the degradation of clofibric acid by advanced oxidation processes

The aim of this study was to identify the intermediates in clofibric acid degradation under various advanced oxidation processes, namely ultraviolet (UV), UV/H₂O₂, vacuum ultraviolet (VUV), VUV/H₂O₂, and solar/TiO₂ processes, as well as to assess the toxicity of these intermediates. Eleven intermediates have been detected by gas chromatography-mass spectrometer, most of which were reported for the first time to our best knowledge. Combining the evolution of the dissolved organic carbon, Cl^- and specific ultraviolet absorption at 254 nm, it could be deduced that cleavage of aromatic ring followed by dechlorination was the mechanism in solar/TiO₂ process, while dechlorination happened first and accumulation of aromatic intermediates occurred in the other processes. Different transformation pathways were proposed for UV-, VUV-assisted and solar/TiO₂ processes, respectively. The acute toxicity was evaluated by means of Photobacterium phosphoreum T₃ spp. bioassay. It was believed that aromatic intermediates increased the toxicity and the ring-opening pathway in solar/TiO₂ process could relieve the toxicity.     

Degradation of chlorinated phenols by nanoscale zero-valent iron

Chlorophenols (CPs), as important contaminants in groundwater, are toxic and difficult to biodegrade. Recently nanoscale zero-valent iron received a great deal of attention because of its excellent performance in treating recalcitrant compounds. In this study, nanoscale zero-valent iron particles were prepared using chemical reduction, and the reductive transformations of three kinds of chlorinated phenols (2-CP, 3-CP, and 4-CP) by nanoscale zero-valent iron under different conditions were investigated. The transformation process of the CPs was shown to be dechlorination first, then cleavage of the benzene ring. The removal efficiency of the CPs varied as follows: 2-CP > 3-CP > 4-CP. The reactivity of CPs was associated with their energy of lowest unoccupied molecular orbit (E _LUMO). With the increase in initial concentrations of CPs, removal efficiency decreased a little. But the quantities of CPs reduced increased evidently. Temperature had influence on not only the removal efficiency, but also the transformation pathway. At higher temperatures, dechlorination occurred prior to benzene ring cleavage. At lower temperatures, however, the oxidation product was formed more easily.     

N-取代氟乙酰胺结构与急性毒性的CoMFA和CoMSIA研究

采用比较分子场分析(Co MFA)法和比较分子相似性分析(Co MSIA)法,对19种N-取代氟乙酰胺的小鼠急性毒性进行三维定量结构活性关系(3D-QSAR)的研究,模拟计算不同基团在立体场和静电场中对化合物急性毒性的影响,采用交叉验证相关系数(Q2)、非交叉验证相关系数(R2)表征模型的优劣。结果表明,Co MFA模型的交叉验证系数Q2为0.563,非交叉验证系数R2为0.992,优于二维构效关系,且其急性毒性主要由其立体场决定;单独采用立体场的Co MSIA模型预测能力最强,交叉验证系数Q2为0.767。在不同场组合的Co MSIA模型中,立体场和疏水场的贡献最大,而静电场的贡献最小。     

甲醛及苯系物混合暴露对小鼠肺脏的氧化损伤作用

为探讨甲醛、苯、甲苯及二甲苯混合气体急性暴露对小鼠肺脏的氧化损伤作用,选用雄性健康昆明种小鼠50只,随机分为对照组和4个染毒组。染毒组1到4中甲醛、苯、甲苯和二甲苯浓度依次为:1.0+1.1+2.0+2.0μg·L-1、3.0+3.3+6.0+6.0μg·L-1、5.0+5.5+10.0+10.0μg·L-1、10.0+11.0+20.0+20.0μg·L-1,各染毒组混合气体的浓度分别是我国室内空气质量标准(GB/T18883-2002)的10、30、50和100倍。用静式吸入染毒方式,每天染毒2h,共染毒10d,实验结束后,测定小鼠肺脏中的氧化损伤指标。结果表明:染毒组小鼠的体重增加幅度均低于对照组,肝脏和脾脏系数显著低于对照组,肺脏ROS、MDA含量随染毒剂量的增加而增加,T-AOC、GSH、CAT、GSH-Px及SOD活力随染毒剂量的增加而降低,并且ROS、MDA含量与混合气体的浓度呈显著的正相关关系,GSH含量与混合气体的浓度呈显著的负相关关系。研究结果显示,甲醛、苯、甲苯及二甲苯混合气体急性暴露对小鼠肺脏具有氧化损伤作用,混合气体的联合毒性效应强于单一组分,ROS、MDA和GSH可以作为评价VOCs急性暴露对机体氧化损伤作用的敏感生物学标志。     

15种取代酚对淡水发光菌Q67的毒性及定量构效分析

为了更加准确和便捷地预测各种取代酚类化合物的急性毒性,以淡水发光菌Q67(Vibrio qinghaiensis sp.-Q67)为受试生物,测定了15种典型取代酚的急性毒性;采用logD(正辛醇/水分配系数),LUMO(分子最低空轨道能)和MW(分子量)等取代酚的7种主要结构参数,利用偏最小二乘回归法建立了定量结构-活性相关(quantitative structure-activity relationships,QSAR)模型。结果表明,15种取代酚的EC_(50)在5.76×10~(-6)～1.27×10~(-3)mol·L~(-1)之间,且有很好的剂量-效应关系;QSAR模型的主成分分析显示,-logEC_(50)与logD、LUMO和MW值正相关,且logD对模型的贡献最大,即越容易与Q67菌结合的酚类化合物对其的急性毒性越大;建立的QSAR模型具有较好的预测能力(Q~2_(EXT)=0.91,RMSE=0.49)和较高的稳定性(Q~2_(CUM)=0.58),能够用于预测其他酚类化合物对Q67菌的急性毒性。