饮用水氯化消毒新副产物2,2,4-三氯-5-甲氧基-环戊-4-烯-1,3-二酮(TCMCD)的测定

自上个世纪70年代发现饮用水消毒副产物(Disinfection byproducts,DBPs)三卤甲烷(THMs)以来,已有近600种DB-Ps被发现和鉴定.最新的研究发现,一些新检出的DBPs如二甲基亚硝胺、卤代硝基甲烷较常规的DBPs三卤甲烷、卤代酸等具有更大的细胞毒性及基因毒性,开展对未知DBPs的研究对于保障人类的饮水安全有着重大的意义.     

真菌毒素引起的氧化应激及其毒理学意义

真菌毒素是一类由真菌产生的次生代谢产物,由于其在自然界污染的普遍性和广泛的毒性作用,被给予了充分关注。从机理上入手来研究真菌毒素毒性作用的起因具有重要意义。真菌毒素根据结构分类可达400种之多,它们的机理也各有不同,但是越来越多的研究表明真菌毒素与氧化应激有重大关联。真菌毒素引起的氧化应激能引起细胞毒性作用,还参与了其他靶点的毒性反应。同时真菌毒素能干扰细胞抗氧化系统的功能,降低细胞对毒素的抵抗能力。本文主要综述了真菌毒素中与氧化应激有密切联系的几种毒素的毒性作用,重点阐述了其与氧化应激之间的关系,以期对真菌毒素的毒性机理有更进一步的认识。     

基于密度泛函理论揭示Cu~(2+)配位作用对头孢拉定水解反应的影响机制

基于密度泛函理论(DFT,Density functional theory),计算了水中Cu2+与抗生素头孢拉定的配位作用,发现Cu2+与头孢拉定可形成1∶1配合物,该配合物存在两种形态:Cu2+与头孢拉定分子支链氨基氮原子和羰基氧原子配位,同时结合一个水分子;Cu2+与羧基氧原子和内酰胺氧原子配位,同时结合两个水分子.结果表明,Cu2+的配位作用能增大头孢拉定水解反应位点正电荷量,降低水解前线分子轨道能级差和活化能,从而促进头孢拉定水解,该结果得到了实验证实.因此,DFT可用于预测Mn+配位作用对药物和个人护理用品(PPCPs,Pharmaceutical and personal care products)等有机污染物水解的影响,对于PPCPs类有机污染物的生态风险评价具有重要意义.     

氯代苯酚结构与农作物毒性关系的研究

卤代苯酚是一种环境污染物。本文通过水培发芽试验和幼苗土壤盆栽试验,研究了卤代苯酚系列污染物结构与冬小麦、萝卜、油菜等作物毒性的关系。结果表明,氯代苯酚系列污染物都可抑制他们的发芽和幼苗生长,其毒性都大于苯酚,并与浓度成显著性正相关。在浓度相同时,其毒性随苯环上氢原子被氯取代个数的增加而加大。在浓度和取代个数都相同时,不同取代部位的毒性不同,邻位取代毒性最大。不同农作物对它们的抗性不同;在取代个数、浓度和取代部位都相同时,小麦受害程度最轻,油菜最重。     

欧盟委员会向REACH授权物质清单中增加9种物质

<正>基于它们的致癌性和生殖毒性,欧盟委员会将9种物质增加到REACH授权物质清单中。这9种物质是:甲醛与苯胺的低聚反应产物(工业用4,4-二氨基二苯基甲烷(MDA)),这种物质被列为1B类致癌物,用作一种环氧树脂硬化剂和聚合物固化剂;砷酸,一种1A类致癌物,用于玻璃和印刷电路板生产;二(2-甲氧基乙基)醚,也叫二乙二醇二甲醚,这种物质被列为1B类生殖毒物,在工艺和蒸馏应用以及蓄电池中被用作一种溶剂,另外还用于塑料生产;     

部分苯衍生物对黄瓜种子发芽率的抑制毒性及QSAR研究

采用半静态培养法测定了29种苯衍生物对黄瓜种子发芽率的48h抑制毒性,并进行了定量结构-活性相关研究．结果表明：苯衍生物对黄瓜种子发芽率的抑制毒性不仅与化合物的疏水性(lgKOW)有关,而且与其分子最低未占轨道能量(ELUMO)有关．     

加速溶剂萃取（ASE）快速提取和测定食物样品中的砷化物

不同的种类砷化物的毒性不同.有机砷类如亚砷酸盐（As[Ⅲ]）和砷酸盐（As[Ⅴ]）被列为致癌物质.甲基形式如甲基砷酸（MMA）和二甲基次砷酸（DMA）近来被视为癌症的诱发因子.但研究发现甜菜碱砷（AsB）,胆碱砷（AsC）和砷糖相对来说是没有毒性.摄入有毒砷的两条主要途径是饮用水和食物.海产品包括鱼和海藻类是摄入可吸收砷的主要来源,但其中大部分是无毒的;然而生长在砷污染过的土壤和沉积物中的水果和蔬菜是摄取砷化物的另一个重要来源.     

有机污染物对藻类毒性的测定

藻类是研究水生毒理学的很好的材料之一，对其毒性是评价化合物危害的基本数据，也是研究化合物结构与生物效应的手段之一，通过测定工业废水，数种硝基芳烃及多种有机锡对藻类的毒性，发现剂量与效应时间有很好的相关性，化合物结构与效应之间也有一定的规律。     

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．     

14种工业化学品对土壤跳虫的慢性毒性效应

以跳虫Folsomia candida为受试物种,基于其28 d繁殖实验评价了不同类型包括全氟类、卤系阻燃剂类、化学镀剂类、抗菌剂类、染料类及新关注类共14种化学品的慢性毒性效应.结果表明,在所设浓度范围内,所有物质对跳虫繁殖均存在不同程度的抑制效应.抗菌剂对氯间二甲酚对跳虫慢性毒性最大,对跳虫繁殖毒性的EC50为10.0 mg·kg-1;其次为全氟类的两种物质,全氟十三烷酸、全氟十二烷酸对跳虫繁殖毒性的EC50分别为44.8、49.6 mg·kg-1;新关注类的二苯甲酮、苯并噻唑毒性也较强,对跳虫繁殖毒性的EC50分别为61.4、73.0 mg·kg-1;染料类中的直接蓝71、活性艳红KE-3B等物质的毒性均较弱,在最高浓度(500 mg·kg-1)处理下也未能达到对跳虫繁殖的半数抑制效应.     

4种二烷基次膦酸盐阻燃剂对斑马鱼胚胎的毒性研究

二烷基次膦酸盐(DPs)作为一种新型有机磷阻燃剂正在被大量合成并应用,但关于其毒理学效应的研究还十分匮乏。研究者首次以斑马鱼胚胎作为实验模型,初步探讨了2种新型DPs阻燃剂甲基环己基次膦酸铝(AMHP)、甲基环己基次膦酸钙(CMHP)和2种已市场化生产的DPs阻燃剂甲基乙基次膦酸铝(AMEP)、二乙基次膦酸铝(ADEP)对鱼类的急性毒性效应。结果表明,AMHP和CMHP对斑马鱼胚胎无明显毒性效应;500 mg·L~(-1)的AMEP和ADEP能显著增加斑马鱼胚胎死亡率,降低其出膜率。AMHP和CMHP的水解产物甲基环己基次膦酸在浓度为1 000 mg·L~(-1)时,可使斑马鱼胚胎出膜率下降,并导致胚胎死亡,推测DPs的水解产物二烷基次膦酸是造成斑马鱼胚胎死亡的主要因素。进一步比较去除卵膜后,DPs对斑马鱼胚胎的毒性效应,发现DPs主要通过影响斑马鱼胚胎的出膜进而造成胚胎的死亡。上述研究结果从水生生物毒性的角度为DPs阻燃剂是否能作为溴化阻燃剂和传统有机磷阻燃剂的替代品提供了实验依据。     

脂环族溴代阻燃剂的生物富集、代谢及毒性效应研究进展

以六溴环十二烷（HBCD）为代表的脂环族溴代阻燃剂（CBFRs）被广泛应用于纺织、建材、电子、电气、化工、交通、建材等领域.随着HBCD作为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列持久性有机污染物,与HBCD具有相似结构和性能的四溴环己烷（TBECH）和四溴环辛烷（TBCO）等CBFRs被当作HBCD的潜在替代产品.迄今为止,HBCD、TBECH和TBCO已在大气、水体、土壤等多种环境介质和生物体中被检出,它们在生物体内的代谢转化以及内分泌干扰、神经、生殖、发育等毒性效应亦受到广泛关注.值得指出的是,所有CBFRs均含有同分异构体,表现出异构体选择性的生物富集、代谢和毒性效应.遗憾的是,目前相关研究还十分匮乏.本文从CBFRs的环境暴露水平、生物富集、毒性效应、以及CBFRs的生物转化等方面展开综述,特别强调了从异构体水平研究HBCD及其替代物的必要性.本文有助于全面了解CBFRs生物富集、代谢及毒性效应,对于正确认识和准确评价CBFRs的生态和健康风险具有重要的科学意义.     

难降解有机物氯贝酸在好氧序批式反应器中的分配与转化

通过建立好氧序批式反应器(SBR),研究了以氯贝酸为难降解有机物代表性物质在活性污泥处理系统中的去除特性及分配转化规律,并探讨了氯贝酸代谢产物的产生与变化情况.通过对水相及泥相中氯贝酸的分析监测,发现活性污泥对其吸附作用微弱,生物降解是其去除的主要机制,氯贝酸的生物去除率在10%—12%之间.液相色谱分析结果表明,氯贝酸生物降解产生3种代谢产物:α-羟基异丁酸、乳酸、对氯苯酚.其中,α-羟基异丁酸是氯贝酸生物降解的主要产物,最大浓度约200μg·L-1左右;其次是乳酸,其最大浓度约70μg·L-1,这两种物质在水中均呈现先累积然后被微生物逐渐利用而减少的趋势;对氯苯酚的含量最少.     

全氟十二烷酸(PFDoA)慢性暴露干扰大鼠肝脏磷酸化蛋白质水平

全氟烷基类化合物(PFASs)是一类新型持久性有机污染物,因其独特的理化性质被广泛应用于工业和商业领域,对生物体具有一定的毒性作用。为探究全氟十二烷酸(PFDo A)致肝脏毒性作用机制,选择雄性大鼠为受试生物,采用2-DE蛋白质组学技术与Pro Q Diamond dye磷酸化蛋白染色结合的方法初步研究了不同剂量PFDo A暴露110 d后大鼠肝脏蛋白磷酸化水平的变化。结果表明,30个磷酸化蛋白表达水平在PFDo A处理后发生显著变化,其中,经过MALDI-TOF/TOF质谱分析,成功鉴定18个蛋白点。经过生物信息学分析,发现这些蛋白主要涉及糖脂代谢、氨基酸代谢、应激防御及电子传递等途径。以上结果有助于进一步从翻译后修饰水平了解PFDo A的肝脏毒性作用。     

含硫苯衍生物对发光细菌的毒性效应及其定量结构活性相关分析

利用发光细菌法测定了29种氯取代和硝基取代的苯硫(砜、亚砜)基乙酸酯的毒性,通过定量结构活性相关(QSAR)分析发现:此类化合物的毒性主要与其取代基的电荷效应相关,电荷的区域分布对化合物的毒性效应有重要影响.推测该化台物的毒性机理是毒物分子与发光反应中的主要辅酶FMNH_2形成了氢键.还发现:在这类链状毒物分子中,远离活性中心一端的基团具有脱毒作用.     

氟化酚对梨形四膜虫毒性的定量构效关系解析

应用Chem3D Ultra 7.0软件中的MOPAC半经验方法PM3,计算了16种氟化酚的19个量子化学和理化参数.采用PLS-VIP方法,筛选出影响氟化酚毒性的7个主要参数,即最低空轨道能量(ELUMO)、最高轨道能量与最低空轨道能量之差(△E)、分子总能量(ET)、最正H原子电荷(QH+)、羟基基团中氧原子的最负电荷(QO-)、connolly分子可及表面积(CAA)和connolly溶剂排斥体积(CSV),并据此建立模型对水生梨形四膜虫的急性毒性作定量构效关系研究.结果表明,氟化酚对梨形四膜虫的毒性作用表现为反应性毒性,ELUMO,QH+,ET对氟化酚的毒性作用有重要贡献,氟化酚对四膜虫急性毒性的大小与ELUMO、△E和ET呈负相关,而与QH+、QO-、CAA、CSV呈正相关,所得最优模型具有良好的预测效果(R2=0.961,F=344.8,P=2.92×10-11)和较高的稳定性(Q2cum=0.909).     

水体中双酚类物质的赋存现状及研究进展

双酚A(bisphenol A,BPA)是一种类雌激素物质,会对动物和人类造成不良的健康影响,由于近年来其使用在世界范围内受到限制,一些与BPA结构相似的双酚类物质(bisphenol analogues, BPs)作为替代品被越来越多地用作各种工商业产品中的添加剂和反应原料.相关研究表明,包括BPA在内的大多数BPs都是内分泌干扰物并具有细胞毒性、神经毒性、遗传毒性和生殖毒性.由于BPs的广泛生产和应用,其在各类环境水体中被普遍检出,其中BPA依然是环境中最主要的双酚类物质,同时双酚F和双酚S等双酚A的类似物的含量有着增加的趋势.本文介绍了BPs的结构与性质,分析了它们的应用情况和在水环境中可能的来源途径,综述了BPs在国内外地表水、污水和饮用水中的污染现状,同时提出了未来进一步研究BPs的重要性和方向.     

单取代苯衍生物的QSAR研究——分子表面积和活性基团表面积的应用

本文对３０种单取代苯衍生物的结构和毒性关系进行了研究，由于取代基的多样性和性质的各不相同，用量子化学计算所得电子性质参数，拓扑指数和某些经验参数作描述参数，均不能得到好的与毒性的相关性，为此，引入了与取代基相关的取代基活性基团表面积，再加上反映分子总体性质和形状分子表面积及三阶形状指数，所得回归方程较好反映了结构和毒性关系，这也说明了对于单取代苯衍生物，取代基在致毒作用中可能起重要作用。     

多环芳烃典型电子性质与其大型蚤光致毒性的构效关系研究

多环芳烃(PAHs)是环境中广泛分布的持久性有毒有机污染物,备受研究者关注。基于密度泛函理论(DFT)先期计算PAHs前线分子轨道能隙可能与其光致毒性诱发所需吸收光照辐射能有一致性,本研究选取非取代PAHs对大型蚤(Daphnia magna)光致毒性实验数据,通过DFT计算典型电子性质,由偏最小二乘(PLS)分析方法优化发展了定量构效关系模型,经与前人结果比较和验证其拟合优度、稳定性和内外部预测性能均有显著提升,可在应用域(AD)范围内准确预测PAHs光致毒性而满足风险评估需求。构效关系分析结果表明,PAHs光致毒性与分子前线轨道能隙紧密相关,除苯并[k]荧蒽和屈可能具有不同的光致毒性作用机制之外,多数PAHs若具有较低的前线轨道能隙、较小分子稳定性和较大分子变形性,均将有利于促进其光致毒性作用的发生;结合PAHs光致毒性与分子前线轨道能隙间的相关关系,可推测DFT计算前线轨道能隙宽度在2.740~4.208 e V之间和对应光照辐射波段约为295 nm~450 nm时,PAHs污染暴露将可能诱发较高的光致毒性效应。这为太阳光照射下PAHs光致毒性作用机制阐释和风险评价提供了数据支持与理论依据。     

多溴联苯醚和全氟烷基酸的分子毒理机制研究

多溴联苯醚(PBDEs)和全氟烷基酸(PFAAs)是两类使用量大、环境污染广泛、人体暴露严重的新型有机污染物,2009年已纳入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物(POPs)名单,但其毒性效应及作用机制并不明确.本文综述了本课题组近几年针对多溴联苯醚PBDEs和全氟烷基酸PFAAs的分子毒理机制研究工作,主要集中在这两类污染物对甲状腺系统、雌激素系统和肝脏脂肪酸代谢系统干扰效应的分子机制研究.本文分别从分子、细胞和活体三个层面,研究了污染物与核受体的直接结合作用、结合后受体的构象变化、细胞内受体的转录活性、以及活体暴露后受体调控基因的表达变化,由此阐明了污染物通过与受体直接作用导致细胞和活体生物功能改变的分子机制.同时结合计算模拟,探讨了污染物生物效应与其化学结构之间的关系,发现污染物的受体活性取决于它们与受体结合的空间构型,而其活性强度基本与二者的结合能力一致,主要受疏水作用和氢键的影响.此外,还通过研究污染物与天然配体转运蛋白的相互作用,明确了各个污染物与转运蛋白的结合能力,探讨了其构效关系,并评估了污染物对天然配体在体内转运过程的潜在干扰效应.通过上述研究工作,提出了多层面、多靶点研究环境污染物分子毒理机制的新思路,建立和引进了研究污染物与生物靶分子相互作用的新方法,发现了PBDEs、PFAAs与TR、ER、PPARγ核受体结合的新模式,为深入了解这些污染物的分子毒理机制提供了有用的信息和有效的研究手段.