程海微囊藻毒素的结构分析

从中国云南程海湖获得的“水华”藻类样品中分离得到具有肝毒性的微囊藻毒素，用ＮＭＲ，ＭＳ等多种结构分析手段鉴定，证明主毒素是一种环状七肽，含有Ａｄｄａ，β－Ｍａｓｐ，Ｍｄｈａ和Ｇｌｕ各一分子以及２个Ａｒｇ残基。相对分子质量１０３８即为Ｍｉｃｒｏｃｙｓｔｉｎ－ＲＲ。进一步利用二维核磁共振技术测定发现此毒素有两部分，它们是同分异构体，区别仅在于Ａｄｄａ上的２个双键的构型差异。     

CO_2浓度升高和温度升高对铜绿微囊藻生长及产毒影响

以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)FACHB905为研究对象,对4种条件下:(1)25℃+400μmol/mol(对照组);(2)29℃+400μmol/mol(温度升高组);(3)25℃+800μmol/mol(CO2升高组);(4)29℃+800μmol/mol(温室效应组),藻的生物量及微囊藻毒素含量的变化进行了测定,结果表明:温度升高与CO2浓度升高能够协同刺激铜绿微囊藻(M.aeruginosa)的生长,CO2浓度升高能导致铜绿微囊藻(M.aeruginosa)培养物中总毒素含量的上升,且总毒素含量与藻的生物量显著正相关(P0.05),但单个藻细胞的平均产毒量不会随CO2浓度升高而提高。上述结果说明全球气候变化(大气温度与CO2浓度的同时升高)将有可能造成铜绿微囊藻(M.aeruginosa)水华的生物量增加,总产毒量将随之增加。     

鄱阳湖微囊藻毒素时空分布格局及其与理化和生物因子的关系

本文分别于2012年4月(春季)、8月(夏季)、10月(秋季)和2013年1月(冬季)在鄱阳湖进行了4次野外调查和样品采集,采用超高效液相色谱-串联质谱仪(UPLC-MS/MS)对鄱阳湖水柱中常见的3种微囊藻毒素(MC-RR、MC-YR和MCLR)的质量浓度进行定量分析,探寻了微囊藻毒素(microcystins,MCs)质量浓度的时空变化规律及其与湖泊环境理化因子和生物因子之间的关系.结果表明,MC-RR是鄱阳湖MCs的主要毒素种类.胞内微囊藻毒素(intracellular MCs,IMCs)与微囊藻生物量(r=0.47,P0.01)、颤藻生物量(r=0.68,P0.01)、蓝藻生物量(r=0.56,P0.01)、Chl-a(r=0.28,P0.01)之间均具有显著的正相关关系,但与鱼腥藻生物量之间没有明显的相关关系(P0.05),这说明微囊藻和颤藻是鄱阳湖微囊藻毒素的主要产毒藻类.IMCs与水温(r=0.51,P0.01)、透明度(r=0.69,P0.01)、Fe(r=0.43,P0.01)和Zn(r=0.43,P0.01)之间均呈现显著的正相关关系,与TN(r=-0.44,P0.01)、TP(r=-0.29,P0.01)、NO-2-N(r=-0.28,P0.05)、NH+4-N(r=-0.33,P0.05)、Ca(r=-0.34,P0.01)和Mg(r=-0.35,P0.05)均呈现显著的负相关关系,但与pH、PO3-4-P、NO-3-N、电导率、高锰酸盐指数、Cu离子之间的相关关系不显著(P0.05),这说明光照强度(透明度反映)、氮、磷、水温是控制鄱阳湖微囊藻毒素产生的重要因子,金属离子Ca、Mg、Fe、Zn在一定程度上能影响微囊藻毒素的产生.鄱阳湖IMCs和胞外微囊藻毒素(extracellular MCs,EMCs)呈现相似的季节变化趋势,即夏季最高,其次为秋季,冬季和春季较低.鄱阳湖IMCs的空间分布整体上呈现东部湖汊群、松门山周围以及蚌湖和蚌湖进入鄱阳湖的入湖口较高,其它区域较低的趋势,而EMCs的高值区位于松门山周围和蚌湖及其入湖口.     

水中两种微囊藻毒素的臭氧氧化及其影响因素

以2 种典型的微囊藻毒素MC-RR 和MC-LR 为目标物,研究了臭氧氧化技术对其降解的动力学特性和差异.结果表明,臭氧氧化能有效降解MC-RR 与MC-LR,且符合准一级动力学反应.MC 的降解速率随臭氧投加量的增加而升高,随pH 值的增加而降低.在相同的臭氧浓度下,MC-RR 的降解速率比MC-LR 的大;随着臭氧量的增加,MC-RR 降解速率比MC-LR 的降解速率增长快.MC-RR 的降解速率受pH 值变化影响相对较小.pH 值从4.51 变化到10.08 时,MC-LR 的降解速率降低了75.5%,而MC-LR 的降解速率降低了82.5%.水中常见阴离子对MC-LR 与MC-RR 的反应速率常数的影响次序基本相同,为NO₃^-＞Cl-＞SO₄^2-＞CO₃^2-,其中SO₄^2-与Cl-对MC-RR 降解的抑制作用比较明显,而对MC-LR 的降解几乎无影响.MC-RR 与MC-LR 降解过程中存在的差异是由分子结构中存在不同活性的氨基酸引起.     

浮水草本浮萍对微囊藻毒素影响的试验

研究了在不同处理时间和不同初始微囊藻毒素浓度下,浮萍的生长、光合生理特性以及对微囊藻毒素的去除效果.结果表明,当MC-RR的浓度不超过960 μg·L-1时,浮萍对微囊藻毒素具有很强的耐受性,其光合生理特性不受微囊藻毒素的抑制,并且还可以通过增大生长速度来减小微囊藻毒素对自身的伤害.此外,尽管还没有直接证据表明浮萍能够降解微囊藻毒素,但浮萍确实能够在短时间内有效去除水体中微囊藻毒素,说明浮萍可能在蓝藻水华的生物治理中具有一定的应用前景.     

藻毒素生物降解技术的研究进展

藻毒素是湖泊水华现象滋生的有害有毒污染物,它严重恶化了饮用水水源地的水质。有效控制水华爆发及去除藻毒素是环境科学领域的一个难题。近些年来,利用生物降解技术去除藻毒素已经取得了显著的效果。笔者对国内外利用生物降解技术去除微囊藻毒素的最新研究进展进行了综述,并提出了控制藻毒素的新途径。     

藻毒素的性质及其处理研究进展

探讨了藻毒素的结构及其理化性质 ,系统总结迄今为止的各种藻毒素降解方法的研究进展 ,指出今后在藻毒素污染控制和处理方面进一步研究的方向     

不同磷源及其浓度对铜绿微囊藻生长和产毒的影响

研究了以低浓度磷酸氢二钾和β-甘油磷酸钠为外加磷源时铜绿微囊藻生长及藻毒素产生的规律.通过分析铜绿微囊藻生长过程中细胞数量、培养基和藻细胞中总磷含量、培养基pH及微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR的含量,确定了2种磷源对铜绿微囊藻生长及胞内藻毒素含量的变化规律.结果显示,以β-甘油磷酸钠为磷源时,培养过程中藻细胞数及藻细胞内毒素含量均低于以磷酸氢二钾为磷源时的藻细胞数及藻细胞内毒素含量,表明在低浓度范围内磷酸氢二钾比β-甘油磷酸钠更能促进藻的生长,同时也能促进胞内藻毒素的生成.     

UV/H_2O_2工艺降解微囊藻毒素-LR

采用UV/H2O2联合工艺,研究了光强、初始浓度、H2O2投加量、pH及阴离子对微囊藻毒素-LR (MC-LR)去除率的影响.结果表明,单独H2O2对MC-LR基本无去除效果;单独UV工艺可以一定程度上降解MC-LR;而UV/H2O2联合工艺由于发生协同作用明显提高降解效率.试验发现,随着光强的增大,MC-LR的去除率不断提高;随着MC-LR初始浓度的增大,其去除率不断降低;随着H2O2投加量的增大,降解速率常数逐渐增大,当H2O2投加量由1 mmol/L增大到3 mmol/L时,降解速率常数由0.0844上升到0.1664;当pH为3.13时,在相同条件下MC-LR的去除效果最好;阴离子的投加不利于MC-LR的降解,其中CO2-3、NO-3影响最大.     

无机氮和有机氮对铜绿微囊藻生长和产毒影响的比较

以氯化铵和丙氨酸作为氮源,通过测定铜绿微囊藻细胞生物量、胞内藻毒素含量、基质利用率等变化情况探究并比较两种含氮化合物对铜绿微囊藻生长和产毒的影响.结果表明铵氮低浓度(10 mg·L-1)促进铜绿微囊藻生长,而高浓度(20 mg·L-1)具有抑制作用;不同浓度的丙氨酸对铜绿微囊藻的生长均具有促进作用,最适生长浓度为20 mg·L-1.铵态氮对藻毒素产生的促进作用不明显,丙氨酸则较大的促进了微囊藻产毒,是同时期对照组的6倍.     

微囊藻毒素的提取与分析研究进展

本文简介了微囊藻毒素的形成、分子结构、危害及分析研究微囊藻毒素意义，然后从藻毒素样品的预处理、提取、分离和分析四个方面详细介绍了微囊藻毒素的提取与分析方法现状和最新进展，并客观评价了目前提取和分析藻毒素的各种方法，指出了其优缺点。在实验时，要根据实验的要求，进行不同方式的组合，进而达到满意的结果。以后随着性能更好的萃取头涂层材料的出现，SPME-HPLC联用技术在藻毒素分析检测领域将发挥更大的作用。     

微囊藻毒素毒理学研究综述

微囊藻毒素常见于富营养化的水体中，结构是单环多肽链，其中均含有特殊的必要需活性氨基酸基团。ＭＣＹＳＴ的化学性质稳定，但可被生物降解和ＵＶ光解。利福平等化学保护剂可预防其毒作用。该文就ＭＣＹＳＴ的理化性质，暴露剂量，毒作用及机理，预防等各方面的研究，作一综述。     

微囊藻毒素导致鲫鱼淋巴细胞凋亡的研究

采用离体细胞培养诱导方法,以鲫鱼(Garassiusauratus)为实验材料,研究了两种微囊藻毒素microcystinLR(MCLR)和microcystinRR(MCRR)在低浓度下(1nmol·L-1,5nmol·L-1和10nmol·L-1)对鲫鱼淋巴细胞的毒性效应.结果表明,鲫鱼淋巴细胞分别经两种微囊藻毒素体外诱导2h后,出现细胞核固缩的典型细胞凋亡形态学特征;琼脂糖凝胶电泳检测到明显的细胞凋亡的生物化学特征梯状DNA(DNAladder);并且两种藻毒素诱导的细胞凋亡呈时间和剂量效应关系.该研究表明微囊藻毒素可导致鱼类淋巴细胞产生凋亡,因而可能影响鱼类免疫功能.     

巢湖夏季和冬季有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度研究

应用荧光定量PCR技术研究了巢湖夏季和冬季有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度的空间分布,分析了有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度与环境因子之间的关系,同时应用HPLC方法分析了水体中溶解性微囊藻毒素浓度.结果表明：巢湖有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度存在季节和空间差异.总的来说,夏季有毒微囊藻和无毒微囊藻种群丰度高于冬季,西湖区...     

微囊藻胞内毒素的批量快速提取方法研究

针对目前胞内微囊藻毒素提取方法步骤复杂且提取效率低的现状,提出了一种高效的快速提取藻胞内毒素的方法体系,采用对鲜藻进行匀浆超声后测定含水量,1.5 m L 75%甲醇溶液一次性、低温静置提取干重为2~5 mg藻样12 h的步骤。该方法测定胞内毒素MC-RR和MC-LR的相对标准偏差依次为4.1%和4.6%(n=9),检测方法的最低浓度可达0.03 mg/g;对比试验表明该方法和Harada方法、沸水浴方法对胞内藻毒素提取效率无差异显著性,但Harada方法操作过程繁琐、沸水浴提取方法对HPLC色谱柱有一定损伤,2种方法实际应用价值均不大。总之,该方法简单高效,可充分满足微囊藻胞内毒素含量的HPLC检测所需稳定性和精度的需要,适用于常规实验室进行大批量藻类样品的毒素快速提取分析工作。     

微囊藻毒素产生过程中磷素行为与作用研究

通过培养实验考察了微囊藻生长过程中磷素的吸收利用情况,研究了可溶解性正磷酸盐对产毒微囊藻生长状况及几种不同磷形态在不同浓度下对微囊毒素产率的影响.结果表明,可溶性反应磷浓度的增加可以促进微囊藻生长,磷浓度为0.55mg.L-1更适宜微囊藻生长,不超过0.55 mg.L-1的磷对微囊藻产毒有促进作用,无磷时产毒率最低,而...     

酶联免疫法测定污水处理厂出水中的微囊藻毒素-LR

本研究建立了检测污水厂出水样品中微囊藻毒素的酶联免疫方法，曲线的对数相关系数r为0．9998。消除了基体效应，并检测了广州4间污水处理厂出水中的微囊藻毒素的含量，其浓度值介于0．02～0．07μg/L，均达到标准。本研究还检验了方法的精密度和重复性，均获得了较满意的结果。     

微囊藻毒素的提取和提纯研究

对采自云南滇池水华蓝藻细胞中的微囊藻毒素 (Microcystins,MCs)的提取与提纯方法进行了研究 .结果表明 ,在藻细胞干重浓度为 2 0g·L-1下 ,与不同甲醇浓度提取液相比 ,4 0 %甲醇溶液可以最有效地从藻细胞中提取出MC RR和MC LR .将MCs提取液过Waters固相萃取小柱后 ,用 70 %甲醇溶液洗脱吸附于柱上的MCs ,可以分别获得 7 3%和 3 5 %纯度的MC RR和MC LR .通过观察洗脱液的颜色变化 ,收集蓝绿色和橘黄色后面流出的基本无色的洗脱液 ,可以获得纯度为 2 8 6 %和12 9%的MC RR和MC LR .     

微囊藻毒素-RR的臭氧降解研究

采用臭氧氧化的方法对微囊藻毒素-RR(MC-RR)进行降解.结果表明,在O3∶MC-RR(物质量比)为6的条件下,MC-RR的去除率最高可达到83.0%;pH上升、水中NOM含量增加都能显著降低MC-RR的臭氧降解效果.使用HPLC-MS考察了MC-RR的臭氧降解产物,并在此基础上探讨了MC-RR的臭氧氧化降解途径:主要通过Adda途径和Mdha途径来完成对MC-RR的降解和脱毒作用.臭氧氧化的Adda途径是通过对MC-RR上Adda侧链的进攻,断开具有活性的Adda支链,而达到脱毒的目的,其中Adda途径过程中的苯环羟基化作用对整个过程有促进作用;臭氧氧化的Mdha途径是通过对MC-RR肽环上面Mdha和Ala的断键,打开环状肽链,使藻毒素失去活性.在整个过程中Adda途径占主导地位.