不同浓度甲醛致小鼠肾细胞DNA损伤效应研究

为了探讨甲醛导致生物机体内的DNA损伤效应及其剂量-效应关系,通过不同浓度的液态甲醛对小鼠肾细胞进行染毒,并分别运用了单细胞凝胶电泳实验、荧光检测法实验和KCl-SDS沉淀法实验进行研究.结果显示,甲醛在低浓度(5μmol·L-1)时,具有致DNA断裂的作用;在中等浓度(25μmol·L-1)时,对DNA的损伤作用以DNA-DNA交联为主;在高浓度(125、625μmol·L-1)时,对DNA的损伤作用以DNA-蛋白质交联为主.     

甲醛致DNA-蛋白质交联作用及其修复的研究

为了探讨甲醛致生物机体DNA-蛋白质交联作用及其修复能力,以昆明纯系小鼠和人肝癌细胞系HepG2为实验材料分别进行体内和体外实验,采用KCl-SDS沉淀法来检测甲醛染毒后小鼠肝细胞和HepG2细胞中DNA-蛋白质交联的含量及其修复效果.体内实验结果表明,低浓度的气态甲醛(0.5 mg·m-3)不能引起DNA-蛋白质的交联,较高浓度的甲醛(1.0 mg·m-3,3.0 mg·m-3,p＜0.01)可以产生明显的DNA-蛋白质交联作用;由3.0 mg·m-3浓度的气态甲醛产生的DNA-蛋白质交联在12h内可以得到明显的修复,并在24 h内恢复到空白对照水平.体外实验结果表明,经低浓度液态甲醛(25 μmol·L-1和50μmol·L-1)处理后,HepG2细胞内的DPC系数虽然稍有变化,但是与空白对照组相比较无显著差异,而当甲醛浓度上升至75 μmol·L-1及以上时,细胞中的DPC系数出现了极显著上升(p＜0.01);采用75 μmol·L-1甲醛染毒HepG2细胞,在染毒18h和24 h后,细胞内的DPC水平较染毒结束时发生了极显著的下降(p＜0.01),且与空白对照组相比无显著差异.以上结果显示,低浓度的甲醛不能引起DNA-蛋白质的交联,较高浓度的甲醛可以引起明显的DNA-蛋白质的交联作用,且甲醛所致的DNA-蛋白质交联在体内修复比体外修复所需时间要短.     

不同浓度甲醛致大鼠肝细胞DNA氧化损伤作用

为了探讨外源性化合物暴露致内脏细胞DNA氧化损伤程度的定量检测方法,尝试以8\|羟基脱氧鸟苷（8-hydroxy-2′-deoxyguanosine, 8-OHdG）为分子生物标志物,以甲醛为模式外源性化合物,以丙二醛（malondialdehyde, MDA）为参考指标,应用大鼠肝细胞悬液进行体外染毒实验研究.同时,实验设置甲醛染毒的终浓度分别为0、5、15、45μmol· L-1,在大鼠肝细胞悬液染毒1h后,分别测量了肝细胞悬液中的8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）和丙二醛（MDA）含量.研究结果显示,随着甲醛浓度升高,大鼠肝细胞中8-OHdG和MDA含量均呈升高趋势（F=59.55,p<0.01;F=75.82,p<0.01）,高浓度组（45μmol·L-1）8-OHdG和MDA含量与对照组的差异均具有显著性（p<0.01）,中浓度组（15μmol·L-1）的这种差别也具有显著性（p<0.05, p<0.01）,低浓度组（5μmol·L-1）的这种差异没有显著性（p>0.05）.因此,8-OHdG不但可以用于血液和尿液样品的检测,而且采用本项研究摸索出的前处理方法可以很好地定量测定内脏细胞DNA氧化损伤的程度.     

甲醛致核酸损伤作用的实验研究

应用单细胞凝胶电泳技术(SCGE)和液相色谱-电化学检测法(HPLC-EC)研究了典型环境污染物甲醛对DNA分子的损伤效应．结果表明：甲醛不仅可诱导人外周血淋巴细胞DNA发生链断裂,还可引起DNA-DNA,DNA-蛋白质交联;甲醛与小牛胸腺DNA的体外作用较弱,但在铁离子介导下对DNA的氧化能力增强,可产生一定量的8-羟基脱氧鸟苷(8-OHdG)加合物：动物实验表明甲醛诱导大鼠肺组织DNA氧化损伤生成8-OHdG,提示甲醛较强的遗传毒性．     

甲醛致中华卵索线虫DNA损伤作用的研究

为了探讨甲醛致线虫DNA-蛋白质交联(DNA-protein crosslinks,DPC)和DNA断裂(DNA strand breakage,DSB)的作用,以中华卵索线虫(Ovomermis sinensis)为材料,经活体染毒后,采用KCl-SDS沉淀法和单细胞凝胶电泳法来检测液态甲醛染毒后线虫提取细胞中DNA-蛋白质交联物的含量及DNA的断裂效应.KCl-SDS沉淀法的结果表明,低浓度(5、25、125μmol·L-1)的液态甲醛不能引起DNA-蛋白质的交联(p＞0.05),较高浓度(625μmol·L-1)的甲醛可以引起明显的DNA-蛋白质的交联作用(p＜0.05)而单细胞凝胶电泳的结果则显示甲醛在低浓度(5、25μmol·L-1)时可以引起DNA链的断裂(p＜0.01),在较高浓度(125、625μmol·L-1)时可以引起交联作用(p＜0.05).研究结果表明,甲醛在较高浓度时可以导致明显的DNA-蛋白质交联作用,而在小于25μmol·L-1时以DNA断裂作用为主.     

应用蚯蚓彗星实验检测环境甲醛的生态毒性

为了检测甲醛对环境的生态毒性,用不同剂量的液态甲醛和不同浓度的气态甲醛对赤子爱胜蚓染毒1 h,利用单细胞凝胶电泳技术(又称彗星实验)和氯化钾-十二烷基硫酸钠沉淀法(K-SDS)检测蚯蚓细胞的DNA损伤和DNA-蛋白质交联情况.实验结果发现,甲醛在低剂量或低浓度水平(5、25μmol·L-1;0.522 、1.308 mg·m-3)时,可以引起轻微的DNA损伤--DNA分子断裂(p＜0.01);在高剂量或高浓度水平(125、625μmol·L-1;2.1 mg·m-3)时,可以导致严重的DNA损伤,即DNA-蛋白质交联(p＜0.01).结果表明,低浓度的甲醛可以引起蚯蚓细胞DNA断裂,较高浓度的甲醛可以导致蚯蚓细胞DNA-蛋白质交联,且DNA损伤的程度与甲醛浓度具有良好的量效关系.     

甲醛对煤化工废水生化处理系统的冲击及快速修复技术研究

为了考察煤化工废水生化处理系统对甲醛的耐受性及系统受冲击后的快速修复情况,本研究采用不同甲醛浓度的废水对其进行了冲击试验。研究结果表明:在系统受冲击后,通过检测系统各部分p H和DO的变化,可以快速准确地判断系统受冲击的状态。当进水甲醛浓度低于100 mg/L时,系统运行正常。当进水甲醛浓度为173.5 mg/L时,系统在受持续冲击57 h后趋于崩溃。在生化系统趋于崩溃的情况下,只靠系统自然恢复能力,3 d之内出水无法达到排放标准要求。通过向生化系统投加活性污泥调理剂,可使其处理效能在在24 h内得到修复,实现出水达标排放。     

臭氧氧化产物甲醛的产生机理研究

对3类含不同碳链结构的有机物进行臭氧氧化,研究了氧化过程中的甲醛浓度变化情况,并对臭氧单独氧化、臭氧和羟基自由基混合氧化和羟基自由基氧化特性进行了分析.以丙烯酸为目标物,分别研究了不同进气流量、气态臭氧浓度和双氧水投加量对甲醛浓度的影响.结果表明:苯环上不同的取代基对甲醛产量有较大影响,单烯烃的α-C上连接的基团对甲醛浓度影响更大;在氧化过程中,甲醛浓度表现出先增后减的变化趋势,出现峰值.增大进气流量和进气臭氧浓度会使峰值减小,并使出峰时间缩短,但会提高初始产出速率;对不同有机物,羟基自由基氧化对甲醛产量的影响不同,氧化丙烯酸和反丁烯二酸时,甲醛积累量减小,而氧化壬基酚和水杨酸等芳香族化合物时,甲醛积累量提高.     

甲醛吸入致小鼠蛋白质氧化损伤作用的研究

为了探讨在气态甲醛中暴露后小鼠的脑、心和肝组织蛋白质的氧化损伤程度及其发生机制,用不同剂量的气态甲醛对小鼠进行连续动态染毒处理72h ,用2 ,4-二硝基苯肼比色法测定小鼠脑、心和肝组织蛋白质的羰基含量,用以判断蛋白质的氧化损伤程度.结果显示:吸入0. 68mg·m- 3甲醛后,小鼠的脑、心和肝蛋白质的羰基含量下降(P <0 0 1,P <0 . 0 1,P <0. 0 5 ) ;吸入3 0mg·m- 3甲醛后,小鼠的心和肝的蛋白质羰基含量均显著升高(P <0 . 0 1) ,而脑的蛋白质羰基含量与对照组相比无显著差异(P >0 . 0 5 ) .以上结果表明,小鼠蛋白质的氧化损伤与气态甲醛的浓度有关,气态甲醛在较低浓度时,不引起小鼠蛋白质的氧化损伤,而在中等浓度时对小鼠心和肝的蛋白质氧化损伤作用显著,而对脑的蛋白质没有明显损伤作用.     

DNA氧化损伤在太阳光致M13mp2噬菌体突变中的作用

以野生型大肠菌ＣＳＨ５０及ｍｕｔＭ缺陷的大肠菌ＭＦ６７为宿主，观察了太阳光对Ｍ１３ｍｐ~２噬菌体单链ＤＮＡ ｌａｃＺα基因区域的致突变性．结果显示，太阳光照射引起噬菌体ｌａｃＺα基因区域的突变，在ｍｕｔＭ缺陷的宿主中更为明显；０．２５ｍｏｌ／Ｌ的甘露醇可以部分拮抗太阳光的致突变作用．以ＥＳＲ自旋捕捉法检测了太阳光、长波紫外线（ＵＶＡ）及中波紫外线（ＵＶＢ）照射Ｍ１３ｍｐ~２噬菌体样品中的自由基，结果还显示，太阳光和ＵＶＡ照射可引起羟自由基的产生，而ＵＴＢ照射则没有明显的自由基信号产生说明太阳光致突变作用与ＤＮＡ氧化损伤有关，羟自由基在其中发挥一定的作用     

单细胞凝胶电泳法测定三种化合物对石棉DNA链断裂效应的抑制作用

 为了探讨3种化合物对温石棉致人胚肺（HEL）细胞DNA链断裂的影响，用不同浓度的柠檬酸铝、混合稀土或亚硒酸钠溶液浸泡温石棉1h后，再将其与HEL细胞共同孵育，利用单细胞凝胶电泳技术，测定了HEL细胞的DNA链断裂程度．结果显示，温石棉可致HEL细胞DNA链断裂，并呈明显的剂量反应关系（r＝0.992，P＜0.01），其中80μg/mL石棉所致DNA链断裂为对照组的7倍．与未处理温石棉组相比，经3种化合物预处理的温石棉所致HEL细胞DNA链断裂均明显减少，其中用等量柠檬酸铝、混合稀土或亚硒酸钠处理过的石棉，其所致DNA链断裂分别降低了38.3％、61.5％、30.1％，这表明，用上述3种化合物预处理温石棉，有可能减轻温石棉对人类的致癌危害性．     

金属离子介导活性氧引起DNA氧化损伤及机制研究

应用高效液相色谱 电化学检测技术 ,以及单细胞凝胶电泳技术 ,研究了 11种不同价态金属离子体外诱导核酸 (DNA)氧化损伤产生 8 羟基脱氧鸟苷和DNA链断裂的化学机制 .结果表明 ,能够氧化为高价态的金属离子如Fe2 + 、Cu2 + 、Cr3 + 等能够介导活性氧造成DNA的氧化损伤 ,介导能力呈现Fe2 + Cu2 + >Cr3 + 的顺序 .另外一些金属离子 ,如V3 + 、Ni2 + 、Cd2 + 、Zn2 + 、Co2 + 、Fe3 + 等 ,不能介导核酸氧化损伤形成 8 OH dG加合物及引发DNA断裂 ,但可能诱导核酸链交联的发生 .不同金属离子介导活性氧氧化DNA能力的差异是由其催化Fenton反应及与DNA结合能力的不同引起的     

絮体破碎过程的仿真及试验分析

为深入探讨絮体成长特征及其结构改善途径,借助一种简化的破碎模式对絮体破碎过程进行计算机仿真,并将仿真结果用于分析不同水动力学条件下破碎后再形成时絮体粒度和结构的演变过程.结果表明,与远离质心的区域内颗粒重组相比,絮体致密性主要取决于其质心附近颗粒的空间分布;絮体破碎后生成粒度较小但结构较为致密的碎片,在适宜的水动力学条件下有利于颗粒进入其内部或者均匀地排列在其周围,实现质心附近颗粒的重组,进而改善絮体结构.此外,还建立了絮体分形生长模型,并对絮凝工艺的操作提出优化建议.     

The production of formaldehyde and hydroxyacetone in methacrolein photooxidation: New insights into mechanism and effects of water vapor

Methacrolein(MACR) is an abundant multifunctional carbonyl compound with high reactivity in the atmosphere. In this study, we investigated the hydroxyl radical initiated oxidation of MACR at various NO/MACR ratios(0 to 4.04) and relative humidities( 3% to80%) using a flow tube. Meanwhile, a box model based on the Master Chemical Mechanism was performed to test our current understanding of the mechanism. In contrast to the reasonable predictions for hydroxyacetone production, the modeled yields of formaldehyde(HCHO) were twice higher than the experimental results. The discrepancy was ascribed to the existence of unconsidered non-HCHO forming channels in the chemistry of CH_3-UC(=CH_2)OO, which account for approx. 50%. In addition, the production of hydroxyacetone and HCHO were affected by water vapor as well as the initial NO/MACR ratio. The yields of HCHO were higher under humid conditions than that under dry condition. The yields of hydroxyacetone were higher under humid conditions at low-NO_x level, while lower at high-NOxlevel. The reasonable explanation for the lower hydroxyacetone yield under humid conditions at high-NO_x level is that water vapor promotes the production of Umethacrolein nitrate in the reaction of HOCH_2 C(CH_3)(OO)CHO with NO due to the peroxy radical-water complex formation, which was evidenced by calculational results. And the minimum equilibrium constant of this water complex formation was estimated to be 1.89 × 10~(-18) cm~3/molecule. These results provide new insights into the MACR oxidation mechanism and the effects of water vapor.     

低温条件下絮体破碎再絮凝去除水中颗粒的研究

为了了解低温条件下絮体的形成/破碎/再絮凝过程在适当条件下对絮凝去除水中颗粒物的强化效果,采用PDA2000透光率脉动检测仪对絮凝破碎再絮凝过程进行了在线监测.研究结果表明,当电中和机理占主导作用时(混凝剂投加量小于0.1 mmol·L-1),絮体破碎后能重新絮凝,絮体大小能恢复到破碎之前;而当网捕卷扫机理占主导作用时(混凝剂投加量大于0.2 mmol·L-1),絮体的恢复情况不如电中和条件,再絮凝能力降低.投加适量的腐殖酸会增加絮体破碎前后的分形维数,但过量的腐殖酸则会降低破碎前后絮体的分形维数.絮体破碎再絮凝后其分形维数比破碎前高.腐殖酸的投加量并不会明显影响絮凝和破碎后再絮凝的FI指数.电中和絮体破碎前初始絮凝时间越长破碎后沉后水浊度越低,破碎后其浊度会比破碎前显著减小.较低投量的铝盐就能使得沉后水浊度降到很低,因此可以降低混凝剂投量而达到更好的水处理效果.     

超声空化及絮体破碎过程的模拟与试验分析

为探究利于空化效应的超声条件及超声波破碎絮体机理,基于Matlab平台建立空化气泡模型及2种简化的有限扩散聚集(DLA)絮体破碎模型,进行计算机仿真,并通过试验分析得到实际絮体破碎模式.结果表明:随着超声频率的增加,空化效应减弱;声能密度的增加导致空化气泡振幅增大,声能密度为7W/mL时气泡振幅可达初始半径的200倍,空化效果较好.低声能密(0.03~3W/mL)和低超声频率(25~40kHz)处理絮体时,剥蚀作用为主导作用,超声后絮体粒径减小,分形维数增大;声能密度超过3W/mL或频率大于40kHz,大规模破碎占主导作用,实际絮体粒径减幅小且结构散.40kHz的超声频率更利于絮体的破碎,作用10min后,絮体粒径减幅达9.8%,分形维数为1.394,结构更加密实.     

Potential factors and mechanism of particulate matters explosive increase induced by free radicals oxidation

Atmospheric particulate pollution in China has attracted much public attention. Occasionally, the particle number concentration increases sharply in a short time period, which is defined as a “particulate matter explosive increase”. Heavy particulate matter pollution not only reduces visibility but also has an adverse effect on human health. Hence, there is an urgent need to discover the causes of particulate matter explosive increase. During this campaign, the particle number concentration and free radicals were measured at a tall building on the campus of Lanzhou University of Technology. Additionally, we examined a series of chemicals to reproduce the observed particulate matter explosive increase in a smog chamber to determine its potential factors. Then, we analyzed the mechanism of particulate matter explosive increase in the presence of free radicals. We found that, among the potential inorganic and organic sources analyzed, a mixture of organic and SO₂ in the research region had a major effect on particulate matter explosive increase. Moreover, free radical oxidation has a large effect, especially in the formation of organic particulates.