一株产电菌嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila)的分离及其产电性能优化

本研究以天津泰达污水处理厂污泥浓缩间的污泥为接种物,启动并运行了微生物燃料电池(MFCs).从富集的阳极生物膜上分离得到了一株纯培养的微生物菌种,命名为P2-A-5.研究发现,菌株P2-A-5的16S rDNA序列与菌株Kocuria rhizophila DC2201具有100%的同源性,结合该菌的形态特征和生理生化实验,将其归属为嗜根考克氏菌(Kocuria rhizophila).通过化学剂处理、底物种类和浓度的优化,进一步提高其在微生物燃料电池中的产电性能.结果表明,菌株K.rhizophila P2-A-5经0.5 mg·L-1溶菌酶处理45 min后,接种到以2.0 g·L-1海藻糖为底物的阳极液中运行MFCs,其功率密度达到314.8 m W·m-2,比优化前(74.9 m W·m-2)提高了320.3%.这是首次对K.rhizophila种内微生物产电性能及其在微生物燃料电池中应用的报道,其成果对于丰富产电微生物的多样性,挖掘更多具有高电化学活性的微生物菌种,提高其产电性能具有重要的理论意义.     

典型羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)小鼠肝微粒体的体外代谢及关键代谢CYP450酶系的研究

羟基化多溴联苯醚(OH-PBDEs)是一类具有内分泌干扰效应的酚类化合物,本研究以小鼠肝脏微粒体作为研究对象,考察了4种典型OH-PBDEs(3-OH-BDE-47、5-OH-BDE-47、6-OH-BDE-47和2′-OH-BDE-68)的体外代谢.研究结果表明,4种OH-PBDEs在小鼠肝脏微粒体中均能被代谢;OH-PBDE结构上的醚键(O)、羟基(OH)和溴原子(Br)的相对位置会影响其代谢效率,OH位于苯环上醚键邻位更有利于其代谢,即6-OH-BDE-47表现出相对较高的代谢率;抑制剂实验发现CYP1A2和CYP3A4是4种典型OH-PBDEs主要的CYP450代谢亚型.     

采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的研究

为实现对苯酚废水治理工艺的优化,针对传统包埋法制备固定化细胞的工艺方法进行改进,选用磁性纳米颗粒制备磁固定化细胞,将其与电芬顿法结合构建耦合体系,利用耦合协同作用实现催化剂的重复利用,并依托微生物的良好降解性能与稳定性提高苯酚降解率,进一步实现对苯酚废水治理工艺的系统优化。     

垃圾渗滤液中典型内分泌干扰物质(EDCs)细胞毒性分析

垃圾渗滤液的人类健康风险评估日益受到人们重视,也成为研究热点。本文采用一种新型高级氧化技术UV-Fenton处理渗滤液,并用人体乳腺癌细胞(MCF-7)评估处理过程中渗滤液原液以及渗滤液中典型内分泌干扰物质(EDCs)的细胞毒性,对垃圾渗滤液中EDCs的细胞毒性和变化规律进行了研究。结果表明渗滤液中的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、双酚A(BPA)、壬基酚(NP)是产生细胞毒性的主要物质,其毒性大小为DBPBPANP。在同样的氧化降解过程中显示出不同毒性变化规律,通过GC-MS分析,结果显示UV-Fenton过程中产生了大量的中间产物,这也是引起毒性变化的主要原因。实验结果也说明垃圾渗滤液细胞毒性可以通过UV-Fenton过程有效去除。     

重金属Cr(Ⅵ)、Pb及Cu胁迫对双齿围沙蚕体腔细胞的DNA损伤

为探讨重金属Cr(Ⅵ)、Pb以及Cu对沙蚕体腔细胞DNA的毒性效应,以双齿围沙蚕为受试动物,重金属按不同剂量水平,Cr(Ⅵ):10、100和200 mg· L-1,Pb:5、50和100 mg·L-1,Cu:1、10和20 mg· L-1,分别胁迫沙蚕24 h,以不加任何重金属离子的海水为对照,采用单细胞凝胶电泳技术,检测其体腔细胞DNA损伤程度.结果表明,与空白对照组相比,3种重金属离子的各浓度组都能引起沙蚕体腔细胞DNA损伤,且3种重金属胁迫浓度与细胞DNA损伤程度之间存在显著的剂量-效应关系.双齿围沙蚕可以作为单细胞凝胶电泳的实验材料用于重金属所致环境污染的生物监测指示生物.     

农药致慢性细胞毒性及基因毒性机制研究进展

大量流行病学研究和体内、体外检测分析表明,长期低剂量接触农药可以导致人体细胞和分子损伤,诱导细胞凋亡。农药致细胞及DNA损伤的机制主要与DNA加合物的形成、DNA单链和/或双链的断裂有关。此外,氧化应激参与农药致细胞及DNA损伤的过程,可能成为农药致细胞及DNA损伤的促发因素。从总体上看,其具体分子机制还不十分清楚,有待进一步研究。     

3种镉超富集植物毛状根体系对镉胁迫响应的比较

近年来,转基因毛状根组织被越来越多地应用于重金属和有机污染物的植物修复技术研究中,已成为进行污染物毒性响应机制研究的便捷的实验室工具。为了探究龙葵、油菜、芥菜3种镉(cadmium,Cd)超富集植物对Cd毒性胁迫响应的差异,以诱导出的3种植物毛状根为研究材料,从毛状根的生长状态、富集Cd的能力、根组织细胞的凋亡程度和抗氧化酶活性等方面进行了探讨。结果表明:Cd浓度为0~50μmol·L-1时,龙葵、油菜、芥菜毛状根受Cd毒害的影响都不明显;Cd浓度为75~100μmol·L-1时,龙葵、油菜、芥菜毛状根均表现出对Cd胁迫的防御响应。在较高的Cd浓度(100μmol·L-1)下,龙葵毛状根的生物量受Cd毒害的影响最小,芥菜次之,油菜受影响最大;同时龙葵毛状根富集的Cd含量最高(745.0μg·g-1),芥菜次之(681.4μg·g-1),油菜最差(505.2μg·g-1)。龙葵、油菜、芥菜毛状根在Cd胁迫下的细胞凋亡水平均随Cd浓度的升高而升高,当Cd浓度为100μmol·L-1时,龙葵毛状根比油菜和芥菜毛状根的细胞凋亡程度均低。同时3种植物毛状根在不同浓度Cd处理下抗氧化酶活性的变化有一定差异。从上述结果综合来看,龙葵毛状根受Cd毒害的影响最小、富集Cd的能力最好,是进一步开展Cd超富集植物转基因改造研究的较好的实验室载体。     

三氯卡班可以影响肾小管上皮细胞的屏障功能

三氯卡班(TCC)是一种被广泛应用于个人护理用品中的广谱型亲脂性杀菌剂,已在多种环境介质和生物体中检出。因其潜在的环境蓄积、生物累积和生物毒性效应,日益受到学者们的关注。借助TCC对NRK-52E(大鼠肾小管上皮细胞)的毒性暴露实验,通过检测细胞活力、以及与跨膜电阻和紧密连接相关的连接黏附分子1(JAM~(-1),junctional adhesion molecule 1)的蛋白表达水平,研究了TCC潜在的肾脏毒性效应。结果显示,10μmol·L~(-1)TCC处理48 h时培养细胞呈现不规则的集落;10μmol·L~(-1)和20μmol·L~(-1)TCC处理NRK-52E 24 h、48 h和72 h后可以显著抑制细胞生长;3.57μmol·L~(-1)TCC(生长抑制的48 hIC20)处理NRK-52E 48 h可以显著抑制细胞间紧密连接蛋白JAM~(-1)的表达量,并降低跨膜电阻,影响肾脏的屏障功能。本研究的结果能够为进一步揭示TCC对动物的毒害机制、评估其对动物的健康风险提供数据支持。     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种应用广泛的新兴非金属纳米材料，具有独特的电学机械性能、超大的比表面积以及潜在的生物相容性，在材料、电子、能源、光学以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时，石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的动物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内，通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤；目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路，不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性，对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望，进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC50)及95%置信区间分别为3.450×10-6(2.373×10-6~1.675×10-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10-1~2.24)μmol·L-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和Exp Gro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。