基于人工神经网络和遗传算法研究锰过氧化酶脱色甲基橙

基于锰过氧化物酶(MnP)氧化脱色偶氮类染料的原理,实验研究MnP对甲基橙的脱色工艺,采用人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)建立脱色模型并优化工艺。建立的ANN模型的误差、相关系数、均方根误差和绝对平均偏差分别为0.0009、0.9971、1.21和6.82,模型有效且能够用于预测和工艺优化。采用GA对ANN模型进行数值寻优,得到的最佳工艺条件为酶液量0.6 mL,Mn2+浓度4 mmol/L,H2O2浓度0.49 mmol/L。该条件下脱色率达到(90.74±0.59)%。ANN耦合GA有效地建立了锰过氧化物酶脱色甲基橙的模型,并优化了工艺参数,为甲基橙脱色的研究提供一定参考。     

盐胁迫下硅对黄瓜叶片抗氧化酶活性和膜脂过氧化物的影响

采用无土盆栽试验方法,研究了轻度和重度盐(NaCl)胁迫下,硅对黄瓜Cucumis sativus L.叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶活性(CAT)活性及丙二醛(MDA)的含量的影响.施硅量设置5个水平,分别为0.0、0.1、0.2、0.3、0.4 g SiO2·kg-1基质;钠盐(NaCl)胁迫设置轻度(每kg基质2.0 g)和重度(每kg基质5.0 g)胁迫两个水平.结果表明:硅显著提高了黄瓜叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性,与不施硅的盐分胁迫处理相比,SOD活性提高了3.65%～130.1%,POD活性提高了11.7%～85.9%,CAT活性提高了44.6%～117.1%;MDA含量显著降低了1.0%～25.8%.施硅量相同,重度盐分胁迫处理SOD、POD、CAT活性低于轻度盐分胁迫,MDA含量高于轻度胁迫处理.相同盐分胁迫下,施硅量愈大,SOD、POD、CAT活性愈高,MDA含量愈低;轻度盐分胁迫条件下,硅对SOD、POD、CAT活性的提升作用大于重度盐分胁迫.以上结果说明硅对黄瓜叶片抗氧化酶活性和膜质过氧化物的影响与施硅量和盐分胁迫程度密切相关.     

纳米ZnO对鲫鱼肝脏的毒性

鲫鱼(Carassius auratus)腹腔注射不同浓度纳米ZnO(5mg·kg-1、12.5mg·kg-1、25mg·kg-1、50mg·kg-1和125mg·kg-1,以鲫鱼体重计)14d后,研究了鲫鱼肝脏中的自由基(ROS)强度变化、氧化应激反应及其毒性机制.结果表明:纳米ZnO显著诱导鲫鱼肝脏自由基产生;自由基信号强度和脂质过氧化物(MDA)随纳米ZnO浓度的升高呈先升高后降低趋势;而还原型谷胱甘肽(GSH)含量和GSH/GSSG随纳米ZnO浓度的升高呈先降低后升高趋势;纳米ZnO的毒性主要表现在引起鲫鱼肝脏氧化损伤,其毒性机制为诱导鲫鱼肝脏产生活性氧自由基.     

辣根过氧化物酶在体外条件下对青蒿素生物合成的影响

通过细胞提取液，在体外条件下研究了辣根过氧化物酶对青蒿素生物合成的影响．细胞提取液以磷酸与Tris两种缓冲液制备．结果表明，辣根过氧化物酶在以磷酸缓冲液制备的细胞提取液中，很大地促进了青蒿素的生物合成，青蒿素的含量提高约1倍左右，而外加青蒿酸对青蒿素的生物合成并无显著的影响．以Tris缓冲液制备细胞提取液，外加过氧化物酶并不能促进青蒿素的生物合成．图4参12     

铯对油菜萌发代谢生物学效应初探

研究了油菜(Brassica napus)的萌发特性及幼苗生长对不同质量浓度(80、160、320、640、960 mg.L-1)氯化铯(CsCl)处理的效应。结果显示:ρ(CsCl)为80～960 mg.L-1时,其对油菜发芽率、发芽势、发芽指数的影响差异不显著,但对油菜幼苗根、芽生长具有低促高抑的双重作用,且根的生长比芽对CsCl更为敏感。随着ρ(CsCl)逐渐增加,油菜幼苗脯氨酸和蛋白质含量增加,脱氢酶(DH)活性和过氧化物酶(POD)活性则明显下降,表明较高ρ(CsCl)处理可能造成油菜幼苗一定程度的胁迫,其脯氨酸含量增加可能主要是由于脯氨酸合成加强所致。     

氯化汞对鲤幼鱼鳃组织抗氧化系统和组织损伤研究

在急性毒性试验的基础上,设定0.052 mg·L-1(SL)、0.13 mg·L-1(SM)、0.26 mg·L-1(SH)三个汞离子染毒浓度和一个对照组(SC)研究无机汞污染对黄河鲤幼鱼鳃组织过氧化物酶(POD)活性和(丙二醛)MDA含量以及鳃组织损伤的影响。实验结果显示:POD活性随氯化汞浓度的增加先上升后下降,当浓度为0.26 mg·L-1时POD活性显著的低于对照组(p0.05);实验组MDA含量均显著高于对照组(p0.05);实验组鳃组织可见鳃小片肿胀,基部增生,上皮细胞脱落,泌氯细胞增多,细胞核溶解及金属沉积。试验结果表明氯化汞对鲤鳃组织结构和抗氧化系统具有明显的损伤。     

邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)长期暴露对海洋青鳉(Oryzias melastigma)内分泌干扰效应的评价

为探讨邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯(DEHP)和邻苯二甲酸单乙基己基酯(MEHP)长期暴露对海水生物的内分泌干扰效应及机制,将孵化后1周的海洋青鳉(Oryzias melastigma)分别暴露于DEHP(0.1 mg·L-1和0.5 mg·L-1)和MEHP(0.1 mg·L-1和0.5 mg·L-1)6个月。结果显示:DEHP显著增加了雌性和雄性海洋青鳉的肝指数,而MEHP只在高剂量时显著增加雄性青鳉的肝指数。对于雌性青鳉,DEHP暴露后肝脏雌激素相关基因ERα、ERβ、ERγ、VTG1、VTG2、ChgH和ChgL的表达水平显著上调,而对于雄性青鳉,DEHP暴露后,只有肝脏ERβ的表达水平显著上调。相比之下,MEHP暴露对雌性和雄性青鳉肝VTG和Chg基因表达无显著影响。DEHP激活了雌性和雄性青鳉的肝过氧化物增殖激活受体PPARα和PPARγ,而MEHP只在低剂量时上调了雄性青鳉PPARγ的表达。在雌性和雄性青鳉体内,VTG和Chg的表达与ERα和ERγ的表达显著相关,并且ER与PPAR也显著相关。研究表明,DEHP长期暴露可通过激活肝性激素受体调控肝雌激素响应基因(VTG和Chg)和过氧化物增殖激活受体(PPARα和PPARγ)的表达而对海洋青鳉产生内分泌干扰效应,并且显示出性别特异性。MEHP对海洋青鳉的内分泌干扰效应弱于DEHP。     

加权基因共表达网络分析全氟和多氟烷基化合物对人间充质干细胞的毒性靶点

超过3 000种全氟多氟化合物(per-and polyfluoroalkyl substances, PFASs)已被投入全球市场,大量新型替代品的环境效应与健康风险仍然未知,为PFASs的监管带来了极大的挑战。为揭示PFASs及新型替代品干扰的生物学过程和敏感靶基因,将人骨髓间充质干细胞(human bone mesenchymal stem cells, hBMSCs)暴露于氯代多氟醚基磺酸(chlorinated polyfluoroalkyl ether sulfonates, Cl-PFESAs)、全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate, PFOS)、全氟己烷磺酸(perfluorohexane sulfonate, PFHxS)和全氟辛酸(perfluorooctanoic acid, PFOA),利用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)方法比较细胞基因表达谱的变化。WGCNA使用拓扑重叠计算5 004个基因间的关联程度,并结合动态剪切树法将其划分为14个通过颜色区分的基因模块,除灰色模块外各模块内的基因高度相关。基因模块与细胞样本相关性分析发现,对照组细胞基因表达谱与Blue和Greenyellow模块正相关,PFOS暴露组与Blue模块显著负相关,Cl-PFESAs暴露组与Greenyellow模块显著负相关,表明PFASs暴露使细胞中Blue和Greenyellow模块基因表达模式发生较大变化。Blue和Greenyellow模块显著富集的生物学过程主要为胆固醇生物合成和骨髓白细胞分化负调控,提示免疫调控和脂质代谢可能是多种PFASs作用于hBMSCs的共同潜在靶点。根据模块基因共表达网络的连通性筛选枢纽基因,发现与脂质代谢相关的DHCR24、SQLE和EBP基因可能是PFASs影响脂质代谢的敏感作用靶基因。进一步利用hBMSCs体外模型研究PFASs的相关毒性作用和机制,有助于建立该类化学物毒性预测和筛选的生物标志物,为其安全性评价和监管提供科学依据和新方法。     

危险化学品的储存及运输安全

我国是化学品生产大国,化学品安全管理工作涉及领域广,部门多、环节杂、基础弱,矛盾突出。危险化学品包括爆炸品、压缩气体和液化气体、易燃液体、易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品、氧化剂和有机过氧化物、有毒品和腐蚀品等。危化品具有易燃易爆,有毒有害的性质,在生产、使用、运输、存储的过程中都可能发生事故,从而造成人员伤亡,形成灾害性事故。所以,加强化学品管理很有必要。以下从危险化学品的储存和运输两方面来讨论危化品的安全问题。     

硫醇式磷酰胺类杀虫剂对大鼠红细胞膜脂质过氧化的影响

研究了三种新合成的硫醇式磷酰胺类杀虫剂对大鼠红细胞膜丙二醛含量及高分子蛋白形成的影响,分析了两者之间的相互关系。结果表明,这三种杀虫剂对膜丙二醛含量无影响,但是FPP可以引起高分子蛋白的形成,而高分子蛋白形成可以使正常膜蛋白成份发生改变。