环糊精对有机物的模拟生物膜吸收性能的影响

摘要

有机污染物会直接或间接的通过生物膜并会对生物产生危害。评估有机污染物的生物有效性可以预测其潜在危害。环糊精，是一种环境友好型材料，已经应用在生物有效性评估和有机物污染的生物修复中。然而环糊精对有机污染物的生物膜透过能力的研究还很少。平行人工膜渗透模型(Parallel Artificial Membrane Permeability Assay，PAMPA)，是一种比传统生物学方法更经济、高效、便捷的方法。本研究采用PAMPA来展开羟丙基-β-环糊精(Hydroxypropyl-β-cyclodextrin，HP-β-CD)对于有机污染物模拟生物膜吸收性能影响的研究。
　　本研究测试了多种类别的有机污染物(包括农药、抗生素、转化产物等）。实验测试得到了43种化合物的表观渗透率(Apparent Permeability，Pa)和有效渗透率(EffectivePermeability，Pe)。利用后者构建了基于整鱼的有机污染物生物富集系数的计算模型。分析了化合物的理化性质（包括辛醇水分配系数，表观渗透率，有效渗透率等）与生物富集系数(Bioconcentration Factors，BCF)的相关性。结果表明加入Pe使预测模型的相关性系数R2由0.788提高到0.861，得到了预测潜力更好的BCF模型。
　　研究了不同浓度HP-β-CD对43种有机物的表观渗透率和有效渗透率的影响。研究结果表明，当HP-β-CD存在时，苯线磷亚砜的Pa升高，但是在相同条件下，其他42种有机污染物的Pa降低。根据包合平衡理论和质量守恒定律，提出了HP-β-CD浓度对有机物表观渗透率的影响的方程，通过该方程可计算HP-β-CD-包合态化合物的表观渗透率(Pa-CD)，结果表明当HP-β-CD存在时，有机污染物表观渗透率的不同主要是由于游离态有机污染物和HP-β-CD-包合态有机污染物渗透潜力的不同。有机物的生物吸收主要受化合物的总量和化合物的渗透性的影响。通过调节HP-β-CD浓度和萘、苊、菲、蒽四种化合物的浓度来可以模拟环境中化合物总量。采用四种多环芳烃(PAHs)作为模型化合物（萘、蒽、苊、菲）来开展大肠杆菌吸收实验，结果表明，多环芳烃的吸收受到这些化合物的总溶出浓度和渗透性的影响，前两种PAHs的吸收量增加，后两种PAHs的吸收量降低。