四溴联苯醚(BDE-47)对海洋鱼类毒性和抗氧化酶活性的影响

摘要

海洋环境污染是全球关注的焦点问题,全球每年都有大量的有毒物质通过各种途径进入海洋中。多溴联苯醚(PBDEs)是目前国际上关注较多的一类持久性有机污染物(POPs)。作为一类重要的溴代阻燃剂,PBDEs被广泛的应用于纺织、橡胶、塑料、电子、化工、建材以及电器等多个领域的生产和产品中。随着海洋环境中PBDEs含量的增加,其对海洋环境的影响已经引起了国内外学者们的广泛关注。由于PBDEs化学性质稳定,因此易于在生物体内积累并随食物链而进行生物放大,目前在海洋鱼类、鸟类、哺乳动物以及人类的体内中均检出PBDEs的存在,研究表明PBDEs对生物具有神经毒性、生殖毒性、免疫毒性、肝毒性。目前在生物体内检测到含量最多的PBDEs是2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47),对其毒性效应的研究对象主要以啮齿类为主,另有报道BDE-47对海洋微藻具有毒性效应,但是对海洋鱼类的毒性研究较少。海洋鱼类是海洋生态系统中重要的组成部分,处于较高的营养级,也是人类重要的食物来源,
　　本文以文献中报道的生物体内含量最高的BDE-47作为PBDEs的代表同系物,对红鳍东方鲀进行急性毒性试验,采用寇氏法计算BDE-47对红鳍东方鲀的96h-LC50;在此基础上,通过研究不同浓度BDE-47暴露后红鳍东方鲀肝脏组织中抗氧化系统(超氧化物歧化酶SOD、丙二醛MDA、还原型谷胱甘肽GSH、谷胱甘肽硫转移酶GST、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、过氧化氢酶CAT)的影响,为初步探讨了BDE-47对海洋鱼类的氧化胁迫和肝脏的毒性机理提供依据;此外,体外实验利用褐点石斑鳍细胞系细胞,研究了BDE-47的细胞毒性(MTT法测半抑制浓度IC50)和对细胞抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、谷胱甘肽硫转移酶GST、谷胱甘肽过氧化物酶GSH-Px、丙二醛MDA)的影响,利用鱼类细胞系对BDE-47进行检测和毒性分析,并结合体内实验的结果,为建立全面快速灵敏有效的BDE-47检测系统,研究BDE-47的毒性效应和致毒机理创造了条件。所得结论如下:
　　1)通过BDE-47对红鳍东方鲀的急性毒性试验,得出BDE-47对红鳍东方鲀的24h、48h、96h的LC50分别为70.01 mg/L、18.83 mg/L、9.44 mg/L,对照《新化学物质危害评估准则(HJ/T154-2004)》中的评判标准,可以判定BDE-47对对红鳍东方鲀的毒性属于高毒,对红鳍东方鲀有急性毒性。
　　2)亚急性毒性试验检测了不同浓度低剂量的BDE-47在10d内对红鳍东方鲀肝脏中MDA、GSH含量和SOD、GST、GSH-Px、CAT活性的变化影响。结果表明,BDE-47均能够引起这红鳍东方鲀肝脏中以上生物标志物的活性和含量显著变化,并与浓度和暴露时间具有相关性。实验结果中SOD活性的测定与MDA含量测定的结果相吻合,而GSH含量、GST活性、GSH-Px活性的变化规律相互吻合,可以分别建立两组生物标志物,联合配合检测BDE-47对鱼类肝脏的氧化胁迫。
　　3)采用MTT法测定了BDE-47对细胞的抑制率,5 mg/L BDE-47即可对褐点石斑鳍细胞产生毒性作用,并具有明显的浓度-时间依赖性。根据抑制率可计算求出BDE-47对褐点石斑鳍细胞的48 h-IC50为11.05 mg/L。
　　4)检测了BDE-47处理褐点石斑鳍细胞后细胞内SOD、GST、GSH-Px的活性变化和MDA含量的变化情况,结果显示5 mg/L BDE-47即能够引起这四种标志物的活性和含量显著变化,并且与BDE-47浓度相关,即随着浓度增大, SOD、GST、GSH-Px的活性逐渐降低,MDA含量逐渐升高;而对暴露时间相关性的研究表明,暴露于5 mg/L浓度BDE-47后48h内SOD、GST、GSH-Px的活性呈现先升高后降低的趋势,暴露于40mg/L浓度组后的MDA含量呈持续上升的趋势。结果说明BDE-47能够对海洋鱼类细胞造成氧化损伤,SOD、GST、GSH-Px的活性变化和MDA含量的变化可以作为BDE-47毒性作用的检测和评价指标。

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第一章 文献综述

1 引言

2 PBDEs概述

2.1 PBDEs的理化性质

2.2 PBDEs在环境中的分布

3 PBDEs对生物的影响

3.1 PBDEs的生物积累和生物放大

3.2 PBDEs的对生物的毒性效应

4 鱼类细胞系在环境污染物检测中的应用

4.1环境污染物的常用检测方法

4.2 鱼类细胞系检测环境污染物的研究进展

5 本文的研究目的及意义

第二章 四溴联苯醚（BDE-47）对红鳍东方鲀的体内毒性效应

1急性毒性试验

1.2 材料与方法

1.2 结果

1.3 讨论

2 BDE-47对红鳍东方鲀肝脏组织氧化胁迫

2.1材料与方法

2.2 结果

2.3讨论

3 本章小结

第三章 四溴联苯醚（BDE-47）对海洋鱼类的细胞毒性效应

1材料与方法

1.1实验材料

1.2实验试剂

1.3实验仪器

1.4实验方法

2 实验结果

2.1 BDE-47对细胞的毒性效应

2.2 BDE-47对细胞SOD活性的影响

2.3 BDE-47对细胞GST活性的影响

2.4 BDE-47对细胞GSH-Px活性的影响

2.5 BDE-47对细胞MDA含量的影响

3 讨论

3.1 BDE-47对褐点石斑鳍细胞的毒性效应

3.2 BDE-47对褐点石斑鳍细胞的氧化损伤

4 本章小结

全文总结

参考文献

致谢

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在学期间发表的学术论文与研究成果