电化学检测氯酚类污染物对MCF-7细胞的毒性

本文以石墨烯修饰电极(Gr-GCE)为工作电极,以人乳腺癌MCF-7细胞为模型细胞,运用线性扫描伏安法研究了MCF-7细胞的裂解液电化学行为,确定其响应来源为黄嘌呤和鸟嘌呤的电化学氧化.跟踪描述了细胞生长曲线,研究了五氯酚(PCP)、2,4,6-三氯酚(TCP)和2,4-二氯酚(DCP)对MCF-7细胞的毒性,计算得到半数抑制效应浓度(IC_(50))值分别为77.62、174.08、449.78μmol·L~(-1),并与四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法进行比较,结果表明氯酚类污染物对MCF-7细胞活性有明显抑制作用,两种方法测得细胞毒性顺序均为:PCPTCPDCP,且细胞电化学法更为灵敏.     

应用流式细胞技术研究铜对藻细胞膜完整性及脂酶活性的影响

应用流式细胞技术(FCM)及PI/FDA染色方法,在不同Cu2浓度处理后,从细胞膜完整性、脂酶活性两方面同时研究了Cu2 处理对微囊藻细胞的急性毒性作用.检测结果表明,在不同浓度Cu2 处理M.aeruginousa1h时,PI荧光检测显示藻细胞膜的完整性几乎没有受到影响,而FDA荧光检测则表明藻细胞的脂酶活性在一定浓度受到刺激.在Cu2 处理24h时,随着Cu2 浓度的增高,PI和FDA荧光强度变化的概率均呈明显的浓度抑制型变化,说明在此时Cu2 作用下FDA荧光的下降,不仅与细胞内脂酶活性受到抑制有关,而且也是高浓度Cu2 作用下细胞膜受损而导致细胞内含物外流的结果.图3参16     

离子选择性微电极用于外界胁迫下细胞液中钙分布检测的新模式

离子选择性微电极(ISME)是一种电化学传感器。在单细胞检测中可用来测定细胞内各种离子的浓度和胞外空间的离子流。本文提出了一种离子选择性微电极用于单细胞检测的新方法,即用离子选择性微电极测量植物细胞原生质体破裂时形成的离子浓度脉冲信号,进而分析细胞液中离子浓度的分布。并用此方法研究了在低温、纳米氧化铜(CuO NPs)、重金属(铽、镉)和乙醇等不同因素作用下,芦荟(Aloe vera)细胞原生质体的细胞液中Ca~(2+)的浓度分布。实验结果表明,在冷冻、CuO NPs、硝酸铽和氯化镉处理后细胞液中的Ca~(2+)浓度分布发生分层现象,而乙醇处理则不会出现这种现象。这种方法具有抗干扰能力强和操作简便的优点,为更全面地揭示细胞对外界刺激的响应特征提供了新的视角,也可为各种环境和生态毒理学评价提供新的途径。     

利用下水管网系统净化城市污水的中试研究

采用充纯氧及固定化细胞技术在２７５．５ｍ市政下水管网系统中进行了日处理１５００ｍ＾３污水的中试。对单纯充氧、充氧加固定化细胞二种工艺及不同 氧量刊物了比较研究。结果表明,在加固定化细胞条件下,充纯氧（Ｖ（Ｏ２）：Ｖ（Ｈ２Ｏ）＝０．０７８：１）可使流过此段管道的污水的污染物去除６５％以上,基本达到国家污水综合排放二级标准。     

微囊藻毒素对真菌和哺乳动物细胞毒害效应的研究

主要探讨微囊藻毒素对真菌和哺乳动物细胞的毒害效果,以及其作为水体生理毒害评价模式细胞的可能。通过毒性试验和单细胞凝胶电泳实验,利用栗酒裂殖酵母细胞（S.pombe）,人肝癌细胞（HepG2）和人脑星形胶质母细胞癌细胞（U87）3种生物模型评估MC对细胞DNA的损伤以及对细胞内氧化自由基水平的影响。并利用栗酒裂殖酵母的基因缺失体,判断MC所诱导的酵母细胞氧化应激路径。研究表明MC通过氧化路径诱导DNA损伤;缺失wis1△和pap1△基因的S.pombe细胞无法诱导ROS生产,wis1△和pap1△缺失型S.pombe细胞在40 mg·L-1-1MC暴露24 h下细胞增殖率仅下降7.3%、7.7%;氧化损伤是MC损伤S.pombe的主要方式;HepG2细胞和U87细胞较S.pombe细胞适于研究、评估MC的毒性。     

A2/O工艺强化反硝化除磷体系中微生物特性分析

为了更直观地认识反硝化除磷体系中生物脱氮除磷机理及运行状态,本文尝试了对A2/O工艺强化反硝化除磷体系在稳定运行期的活性污泥采取直接染色的手段,观察聚-β羟基丁酸(PHB)和聚磷酸盐(Poly-P)的沿程变化状况,同时结合活性污泥的电镜扫描图像,考察该系统的微生物菌群特征.试验结果表明,在厌氧阶段,微生物细胞内PHB的量大幅提高,上清液中磷酸盐的含量上升,聚磷酸盐含量明显下降,粒径为1~1.5μm、呈球状和棒状的菌群构成的葡萄状细胞簇占居优势;在缺氧阶段,微生物细胞内PHB的量下降,上清液中磷酸盐含量下降,聚磷酸盐含量上升,粒径为0.5~1μm的椭球菌与1.0~1.5μm的球杆菌占优势;在好氧阶段,微生物细胞内PHB的量较低或接近零,上清液中磷酸盐的含量接近零,聚磷酸盐含量明显上升,此时粒径1.0~1.5μm的球菌以单个或成对出现,球菌不再饱满,呈现接近消失的状态.相比之下,单纯的脱氮系统则不存在上述微生物特性的变化.图8参12     

铅与纳米SiO2联合染毒对A549细胞氧化损伤的影响

为了研究铅与纳米SiO2联合染毒所致的细胞损伤特征,并从氧化应激方面探讨其可能的作用机制。用铅和SiO2处理A549细胞,采用四唑盐(MTT)比色法检测细胞存活率,评价铅和SiO2联合染毒所致的细胞损伤特征;采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法检测细胞内丙二醛(MDA)含量,评价铅与SiO2联合染毒所致细胞的氧化应激状态;检测了细胞内抗氧化物还原型谷胱甘肽(GSH)含量以及细胞内抗氧化酶的活性,以评价铅与SiO2联合染毒对细胞抗氧化系统的影响。将实验数据进行ANOVA分析。结果表明,铅、SiO2单独染毒组各指标没有明显改变;而联合染毒能造成细胞氧化损伤,表现为细胞存活率、GSH水平、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性显著低于对照组及2个单独染毒组(P<0.05),细胞内MDA含量显著高于对照组及各单独染毒组(P<0.05)。可见,联合染毒可引起明显的细胞毒性,氧化损伤可能是铅与SiO联合染毒致肺细胞毒性损伤的作用机制之一。     

汽油尾气对人肺腺癌A549细胞的氧化损伤效应研究

为研究汽油燃烧汽车尾气(简称汽油尾气)的氧化损伤效应及其可能的毒作用机制,以人肺腺癌A549细胞为研究对象,采用MTT试验测试汽油尾气对细胞的毒性作用;通过测定细胞内超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性了解细胞在汽油尾气作用下抗氧化水平的改变;并用彗星试验检测汽油尾气对细胞DNA氧化损伤及修复的影响．结果显示汽油尾气在浓度≥0．0625L·mL-1时即显示出明显的细胞毒性;汽油尾气作用下A549 细胞SOD及GSH-Px活性均下降,在一定的浓度范围内与对照组比较有统计学差异(p<0．05)．汽油尾气可诱导 A549细胞不同程度的DNA氧化损伤,且细胞拖尾率和DNA迁移长度均随着汽油尾气浓度的增加而增加;损伤后 A549细胞修复发生较快,3小时内基本修复完全．提示汽油尾气具有明显的细胞毒性作用,可影响A549细胞抗氧化酶活性,并可导致DNA的氧化损伤．     

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。     

Ag掺杂ZnO酪氨酸酶生物传感器检测邻苯二酚

邻苯二酚对环境和人体具有危害作用,本实验用静电纺丝法制备了银掺杂氧化锌复合材料（Ag-ZnO）,通过负载酪氨酸酶（Tyr）制备酪氨酸酶/银掺杂氧化锌/壳聚糖/玻碳生物电极（Tyr/Ag-ZnO/CS/GCE）.利用扫描电子显微镜、X射线能谱分析、X射线粉末衍射和N2吸附脱附法对材料形貌、元素组成及比表面积进行表征.利用循环伏安法（CV）和交流阻抗法（EIS）对Tyr/Ag-ZnO/CS/GCE电极的电化学性能进行测试,利用计时电流法（IT）研究该电极对邻苯二酚（CA）的检测能力.结果表明,加入少量Ag可明显减小ZnO的颗粒尺寸,提高了复合材料导电性,Tyr/Ag-ZnO/CS/GCE对邻苯二酚的线性检测范围为1.00—47.00μmol·L^-1,灵敏度56.35μA·(mmol·L^-1)-1,检测限0.91μmol·L^-1（S/N=3）,且电极具有良好的重复性和抗干扰性.     

纳米金修饰丝网印刷电极检测水中对苯二酚

采用丝网印刷技术及直接电化学沉积法,制备一次性使用的纳米金颗粒修饰电极,并将其用于水中对苯二酚的检测.扫描电子显微镜表征显示,纳米金粒子以聚集态沉积在电极表面;对苯二酚在纳米金修饰丝网印刷电极上的电化学行为研究表明,该电极对对苯二酚的氧化还原反应产生了明显的电催化作用;以示差脉冲伏安法测定对苯二酚,其峰电流与浓度在4.98×10-5mol.l-1—1.30×10-3mol.l-1范围内呈良好的线性关系,检出限达3.41×10-6mol.l-1;对水样进行测定,加标回收率在98%—101%之间.研究结果表明纳米金修饰的丝网印刷电极可应用于水中对苯二酚现场快速检测.     

7-二氟亚甲基-5-烯丙基黄酮抑制人乳腺癌细胞生长和诱导凋亡的作用

目的:探讨白杨素(Chrysin,5,7-二羟基黄酮,ChR)衍生物7-二氟亚甲基-5-烯丙基黄酮(7-difluorinmethylene-5-allyl flavone,DFMeAlChR)在体外抑制人乳腺癌细胞系MCF-7细胞生长和诱导细胞凋亡的作用及机制,以期获得高效、低毒的乳腺癌治疗新型候选药物.方法:应用软琼脂克隆形成法检测不同浓度的DFMeAlChR体外对人乳腺癌细胞系(MCF-7)细胞的锚定非依赖性增殖及生长作用的影响;采用WesternBlot分析不同浓度的DFMeAlChR对人乳腺癌细胞系(MCF-7)细胞蛋白激酶CK2,β-Catenin,NF-KB蛋白表达及活性的影响.结果:DFMeAlChR对体外培养MCF-7细胞具有抑制增殖及生长作用,呈剂量依赖性.Western Blot分析结果表明DFMeAlChR以时间-剂量依赖方式引起蛋白激酶CK2、β-Catenin、NF-KB下调,与先导化合物ChR比较,DFMeAlChR更为有效(P0.05).图3,参11.     

AgNPs/聚萘二胺/碳纳米管复合电极对亚硝酸盐的电化学检测

本文采用简单、环保的电化学沉积法制备银纳米粒子/聚萘二胺/碳纳米管修饰玻碳电极(AgNPs/Poly(1,5-DAN)/CNTs/GCE),并将其应用于亚硝酸盐的定量检测.通过扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDX)和电化学技术对AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE的形貌和性能进行表征,研究该修饰电极快速检测NO~-_2离子的电化学行为和电催化机理.结果表明,由于银纳米粒子、聚萘二胺和碳纳米管复合物的协同作用,AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE复合电极的电活性面积和催化性能明显提高.该修饰电极对NO~-_2的检测具有优异的电化学行为,催化机理是2个电子参与的不可逆反应.采用安培法检测低浓度NO~-_2,NO~-_2氧化电流随其浓度的增加而增加,且在1.5×10~(-7)—6.75×10~(-5) mol·L~(-1)(I(μA)=0.0667 C+0.1049,R~2=0.9918)范围内呈现良好的线性关系,检出限低至5×10~(-8) mol·L~(-1)(S/N=3).该AgNPs/Poly(1,5-DAN)CNTs/GCE还具有良好的选择性、稳定性和再现性,成功应用于实际样品中NO~-_2的定量测定,加标回收率为96.7%—106.7%,结果令人满意.     

电化学氧化降解水中三唑酮效能与反应路径

三唑酮(TDF)等有机农药在生产和使用中存在环境风险,其难以被常规水处理工艺有效去除。电化学氧化技术应用于水中有机农药去除极具潜力,有机农药降解效率与电化学阳极材料性能有关。以Ti/RuO₂-IrO₂、Pt、Ti₄O₇电极为电化学阳极,开展电化学氧化技术降解和矿化水中TDF研究,比较和评估了不同类型阳极电化学降解TDF和溶液中TOC的效率;考察了电流密度、TDF初始浓度、溶液初始pH等反应参数对TDF电化学降解效率的影响;探究了TDF电化学降解路径及其降解产物毒性对溶液毒性的影响。结果表明：与Ti/RuO₂-IrO₂和Pt平板阳极相比,Ti/Ti₄O₇平板阳极对水中TDF和溶液总有机碳(TOC)去除效果较好;Ti₄O₇平板和膜阳极均对水中TDF的降解和矿化具有较高活性,TDF电化学降解效率和溶液TOC去除率可达94.5%-95.7%和72.5%-75.5%,达到相同TO...     

β-Mo2C纳米管用于葡萄糖催化氧化及燃料电池的构建

采用水热法合成棒状MoO_3纳米材料作为合成β-Mo_2C纳米管的前驱体,然后通过辅助超声搅拌溶剂热法合成Mo-多巴胺复合物,最后通过程序升温处理得到β-Mo_2C纳米管材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等技术对材料进行表征,并利用循环伏安法(CV)、方波脉冲伏安法(SWV)、线性扫描伏安法(LSV)等电化学方法研究了该材料对葡萄糖的催化氧化性能.实验结果表明,β-Mo_2C纳米管修饰电极阻抗小,传导电子的速率快,对葡萄糖的氧化具有很好的催化效果.利用β-Mo_2C纳米管构建的葡萄糖/O_2燃料电池的开路电位(OCP)为0.47 V,该燃料电池的最大电流密度3.0 mA·cm~(-2)、功率密度0.70 mW·cm~(-2).     

种植不同冬季作物对稻田甲烷、氧化亚氮排放和土壤微生物的影响

研究双季稻收获后填闲种植不同冬季作物在其生长季节内甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）的排放特征,对合理利用冬闲稻田、发展冬季作物生产及合理评价不同种植模式具有重要意义。采用静态箱-气相色谱法对冬季免耕直播黑麦草、紫云英和冬闲的双季稻田中CH4和N2O排放及其相关微生物数量变化进行了分析。在冬季作物生长期,不同冬季作物稻田CH4和N2O排放通量均显著高于对照（冬闲）,CH4和N2O排放通量均表现为免耕直播黑麦草〉免耕直播紫云英〉冬闲;免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田CH4排放量分别为2.28和1.07 g·m^-2,分别比对照增加241.92%和60.63%;N2O排放量分别为0.59和0.48 g·m^-2,分别比对照增加71.93%和40.06%;各处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌及反硝化细菌的数量变化范围分别为0.33×10^2 163.37×10^2 cfu·g^-1、11.05×10^3~245.68×10^3 cfu·g^-1、3.21×10^3~178.26×10^3 cfu·g^-1和10.47×10^5~198.88×10^5 cfu·g-1,免耕直播黑麦草和紫云英处理稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的数量均显著高于冬闲,其中免耕直播黑麦草处理稻田土壤的产甲烷细菌、甲烷氧化细菌和硝化细菌数量显著高于免耕直播紫云英处理,而免耕直播紫云英处理稻田土壤反硝化细菌的数量则显著高于免耕直播黑麦草处理。研究结果显示,种植不同冬季作物能促进稻田生态系统中CH4和N2O的排放,而这两种气体的排放量与稻田土壤产甲烷细菌、甲烷氧化菌、硝化细菌和反硝化细菌数量变化密切相关。     

纳米金-适配体电化学传感器用于环境水样中双酚A检测

制备了一种用于检测双酚A的纳米金-适配体电化学传感器.采用恒电位沉积的方法在玻碳电极表面制备金纳米颗粒提高电极的比表面积及导电性,通过Au—S键作用将末端带有巯基、可特异性识别双酚A的适配体固定在电极表面,以[Fe(CN)₆]^3-/4-作为氧化还原探针,通过循环伏安法和交流阻抗法对纳米金-适配体电化学传感器的检测性能进行研究,优化了检测性能的影响因素.当金纳米颗粒沉积时间为400 s、适配体浓度为1μmol·L^-1、富集时间为50 min、检测溶液pH 7.0时,电极阻抗响应与双酚A浓度在1×10^-9—5×10^-6 mol·L^-1范围内呈良好线性关系.发展的传感器具有良好的重现性、稳定性和抗干扰性,并成功应用于环境水样中双酚A的检测,回收率87.4%—110.0%.     

碱金属氧化物对V2O5-WO3/TiO2催化剂脱硝性能的影响

在V2O5-WO3/TiO2催化剂上负载碱金属氧化物（K2O,Na2O）,通过BET,XRD和SEM等方法对微观结构进行表征,研究不同含量碱金属氧化物对催化剂脱硝活性、N2O生成率和SO2氧化率的影响.结果发现,较大含量的碱金属对催化剂微观结构有一定影响.碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐（如KVO3）,改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低.两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O〉Na2O.     

姜黄素调控p53蛋白入核诱导骨髓瘤细胞凋亡

为探讨姜黄素对小鼠骨髓瘤细胞核内p53蛋白含量的影响及其凋亡作用,体外培养P3X63Ag8细胞,给予不同浓度姜黄素处理(0、10、20、30、40、50μmol/L)24 h,通过还原性辅酶Ⅰ氧化法测定乳酸脱氢酶(LDH)活性、Caspase3荧光分析试剂盒检测Caspase3活性的变化,采用2’,7’-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)法检测细胞活性氧(ROS)量的变化,利用Western-Blot技术检测细胞质与细胞核中p53蛋白的分布情况.结果显示,姜黄素浓度为20μmol/L时,P3X63Ag8细胞LDH活性极显著升高(P 0.01),并在40μmol/L组达到顶峰.30μmol/L姜黄素处理后,Caspase-3活性极显著提高(P 0.01),其余姜黄素处理组与未处理组相比未呈现显著变化.与阴性对照组相比,当姜黄素浓度为30μmol/L时细胞内活性氧水平显著上升(P 0.01),而随着姜黄素浓度提高到40和50μmol/L,细胞内活性氧水平均开始极显著下降(P 0.01),且高浓度组下降程度高于中浓度组.从细胞质和细胞核蛋白分离的试验结果可以看出,在细胞质蛋白中,p53蛋白含量随着姜黄素浓度的增加而降低,与此相反,细胞核蛋白中p53蛋白含量则呈现了上升趋势.因此,姜黄素通过调控LDH活性、Caspase-3活性以及活性氧水平来促进细胞损伤,从而抑制骨髓瘤细胞P3X63Ag8的增殖,促进其凋亡;在蛋白水平上促进p53蛋白入核,从而进一步刺激细胞凋亡程序的启动.(图4参25)     

甲烷氧化菌培养基特异性分析

选取4种不同配方的甲烷氧化菌培养基,同时采集中石化江苏油田富安区块油气区和背景区地表土壤样品,利用平板计数法、基因定量和T-RFLP多态性片段分析技术分析和评估其培养效果.实验结果表明,在不同配方培养基培养条件下,油气区土壤样品中甲烷氧化菌数量及扩培后的甲烷氧化菌pmo A基因丰度均高于背景区样品,4种培养基均能区分油气区和背景区甲烷氧化菌数量差异.异常分离指数表明1号培养基在实验检测中对微生物数量异常分离度更高.T-RFLP多态性片段分析表明,4种培养基培养条件下的甲烷氧化菌多样性程度均较高,1号培养基对应的优势油气指示微生物甲基球菌和甲基暖菌相对丰度略高,从甲烷氧化菌群落多样性角度进一步证明了1号甲烷氧化菌培养基的特异性较强.本研究确认了1号培养基在实验检测中的可靠性和准确性,为油气微生物勘探提供了技术支撑.