氯苯類化合物和重金屬對(duì)四膜蟲(chóng)的聯(lián)合毒性及機(jī)理研究.pdf

1、本文采用微量熱法研究了氯苯類化合物和重金屬的單一及聯(lián)合毒性,并用ICP-AES探討細(xì)胞中金屬離子的積累情況;用ATR-FTIR研究了細(xì)胞膜上官能團(tuán)的變化;用SEM觀察細(xì)胞受藥物作用下表面的破損情況。并探討了毒性機(jī)理。
　　具體結(jié)果如下:(1)采用微量熱法研究了五種氯苯類化合物對(duì)四膜蟲(chóng)的毒性效應(yīng),在五種氯苯類化合物的作用下,生長(zhǎng)速率常數(shù)K隨著化合物濃度的增加而減小,說(shuō)明化合物對(duì)四膜蟲(chóng)的生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生了抑制作用。這五種化合物的毒性大小順

2、序?yàn)?1,2,4-三氯苯＞鄰二氯苯＞對(duì)二氯苯＞間二氯苯＞氯苯。其半抑制濃度分別為21、30、37、38、45 mg/L。采用生物顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)四膜蟲(chóng)在受到藥物作用下,細(xì)胞膜慢慢破損,形貌發(fā)生明顯變化,最終內(nèi)部物質(zhì)溢出,改變了細(xì)胞膜的滲透性。采用ATR-FTIR研究了四膜蟲(chóng)在氯苯類化合物作用下,細(xì)胞膜上的胺基峰和P02ˉ峰變化明顯,部分峰消失,說(shuō)明藥物對(duì)細(xì)胞膜有一定的破壞程度。
　　(2)采用微量熱法研究了三種重金屬離子對(duì)四膜蟲(chóng)的毒

3、性效應(yīng),隨著Cu2+、Cd2+、Cr3+濃度的增加,K值逐漸減小;金屬離子不同抑制程度不同,其半抑制濃度分別為150、0.405、100 mg/L,因而這三種重金屬離子對(duì)四膜蟲(chóng)的毒性大小順序?yàn)?Cd2+＞Cr3+＞Cu2+。通過(guò)ICP-AES研究表明:隨著加入金屬離子量的增加,四膜蟲(chóng)細(xì)胞內(nèi)金屬離子的量也增多,但是達(dá)到一個(gè)最大值后反而減少,說(shuō)明足夠的藥物破壞細(xì)胞膜的通透性,細(xì)胞內(nèi)外的金屬離子會(huì)產(chǎn)生交換。結(jié)合四膜蟲(chóng)細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu),通過(guò)AT

4、R-FTIR的研究細(xì)胞膜上官能團(tuán)的變化情況,結(jié)果表明:金屬離子的加入改變了細(xì)胞膜上的官能團(tuán),使有些官能團(tuán)的峰值減少,有些官能團(tuán)消失,引起了細(xì)胞膜的破壞。
　　(3)采用微量熱法研究了三種重金屬離子和氯苯類化合物對(duì)四膜蟲(chóng)的聯(lián)合毒性研究,聯(lián)合作用下,K也隨著藥物濃度的增加而減少,抑制率I逐漸增大。不同的聯(lián)合物質(zhì),抑制程度不同,相同的金屬離子,不同的氯苯物質(zhì),抑制程度也不相同。采用相加指數(shù)法對(duì)聯(lián)合毒性進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明研究的體系都屬于

5、協(xié)同作用。通過(guò)ATR-FTIR的研究細(xì)胞膜上官能團(tuán)的變化發(fā)現(xiàn)聯(lián)合作用同樣造成了細(xì)胞膜上最外層的親水端上的胺基和P02ˉ的破壞,且破壞程度比單一毒性明顯要強(qiáng)。采用FE-SEM法觀察了四膜蟲(chóng)表面細(xì)胞膜的微觀情況,發(fā)現(xiàn)受到毒物的作用后細(xì)胞出現(xiàn)明顯空洞,足夠時(shí)間后細(xì)胞會(huì)有很大程度的受損。
　　(4)對(duì)氯苯類化合物的毒性進(jìn)行了定量構(gòu)效關(guān)系的研究,構(gòu)建了QSAR模型:logIC50=-0.3781ogKow+0.476ELOMO-0.618△

6、QnR-1.804(n=5, R=0.706, SE=0.132),對(duì)毒性機(jī)理探討的結(jié)果是氯苯類化合物的毒性作用主要發(fā)生在糖蛋白質(zhì)分子中的—H,—NH—等親核基團(tuán)上,它們破壞細(xì)胞膜上的磷脂和糖蛋白,氯苯穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,與大分子發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,從而影響細(xì)胞的正常代謝;過(guò)量的銅和鉻會(huì)使形成的金屬蛋白,金屬核酸絡(luò)合物過(guò)量而引起毒性效應(yīng)。聯(lián)合毒性的作用類型為協(xié)同作用,可能是由于兩者共同存在于生物體內(nèi),金屬物質(zhì)形成的絡(luò)合物、螯合物,及某種金屬蛋