植物对水相中四溴双酚A和2,4-二溴酚的吸收与转化

摘要

溴酚类污染物(Brominated phenols Pollutants)是一种广泛存在于环境中的典型污染物，由于其潜在的生物累积性和生物毒性，溴酚类污染物成为全球环境科学家所研究的热点。饮食摄入是污染物进入人体的重要途径，研究植物对溴酚类污染物的吸收、转运、代谢过程，对明确溴酚类污染物的环境行为、评价其对人体的潜在暴露风险都有十分重要的作用。本论文以典型的溴酚类污染物四溴双酚A(Tetrabromobisphenol A，TBBPA)及2，4-二溴酚(2，4-Dibromophenol，2，4-DBP)为例，分析了市售萝卜中TBBPA及2，4-DBP的浓度，实验室暴露胡萝卜各组织中污染物的分布，研究了植物细胞、植株对这两种污染物的吸收转运以及代谢，研究结果为评估溴酚类污染物在植物以及人体通过食用植物摄入溴酚类污染物的暴露量提供基础数据。
　　(1)对植物及其培养液样品前处理方法进行了优化，样品提取后无需柱净化直接经过0.22μm滤膜过滤，平均回收率可达93％，且在方法空白中未检测到目标化合物。与传统的五步法前处理相比，该方法省时、回收率高。
　　(2)市售胡萝卜(Daucus carota)、白萝卜(Turnip)、一点红(Red Raphanus sativus)中TBBPA的平均含量分别为3.0ng/g、5.5ng/g、2.8ng/g;2，4-DBP的平均含量分别为0.46ng/g、0.56ng/g、0.37ng/g。TBBPA检出率为88.9％，2，4-DBP的检出率为72.2％;说明市售萝卜类蔬菜普遍受到这两种化合物污染。
　　(3)短期暴露实验表明胡萝卜根系与茎叶中的TBBPA含量比值约为5∶1，其根对培养液的BCF为0.40;而2，4-DBP在根系与茎叶中的含量的比值约为1∶1，其根对培养液的BCF为0.66。长期暴露实验表明组织中被代谢或以结合残留形式存在的污染物百分比如下:TBBPA、2，4-DBP在胡萝卜细胞中分别为97.7％、99.3％，在胡萝卜植株中分别为95.9％、93.6％，在拟南芥植株中分别为97.1％、90.9％。
　　(4)以2，4-DBP和2，3，4，6-O-四乙酰基-α-D-溴代葡萄糖为原料合成了2，4-二溴酚葡萄糖苷，核磁共振(NMR)及傅里叶红外色谱（IR）对产物进行了表征，证实得到了目标产物，产率为42.9％。此物质可用作2，4-DBP的代谢产物2，4-二溴酚葡萄糖苷化合物的定量
　　(5)糖苷化实验表明2，4-二溴酚葡萄糖苷在植物细胞中的平均含量在2h内从0ng快速上升至57ng，而后上升趋势逐渐平稳，最终在120h组织内的达153ng。代谢产物定性分析表明，2，4-DBP的代谢产物中含有三种糖苷化代谢产物和两种氨基化代谢产物;TBBPA的代谢产物中含有两种糖苷化代谢产物、两种氨基化代谢产物以及一种磺基化代谢产物。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1、课题的背景、研究目的与意义

1．2、两种溴酚类化合物的结构特征、理化性质及来源

1．2．1、四溴双酚A(TBBPA)

1．2．2、2，4-二溴苯酚(2，4-DBP)

1．3、溴酚类化合物的毒性效应

1．4、植物对有机污染物的吸收和代谢机理

1．4．1、吸收机理

1．4．2、代谢机理

1．5、有机污染物在植物体内的代谢

1．5．1、PBDEs和PCBs等卤代阻燃剂的代谢

1．5．2、卤代污染物代谢的影响因素

1．5．3、卤代污染物代谢产物的分布

1．6、本课题研究的主要内容及技术路线

2．1、仪器与材料

2．1．1、仪器

2．1．2、实验材料

2．2、植物组织及植物体的培养

2．2．1、愈伤组织的培养

2．2．2、活体植株培养

2．3、仪器分析方法

2．3．2、仪器条件的优化

2．4、样品前处理

2．4．1、样品前处理方法

2．4．2、前处理方法的优化

2．5、质量控制和质量保证(QA／QC)

2．5．1、储备液及标准曲线的配制

2．5．2、回收率

2．5．3、检出限

2．5．4、实验室空白

2．6、小结

第三章 溴酚类化合物在植物中的分布及传输

3．1、植物水培暴露过程及对照实验设计

3．1．1、以TBBPA为暴露物质

3．1．2、以2，4-DBP为暴露物质

3．2、环境样品存在水平

3．2．1、实际环境样品的检测

3．2．2、结果与讨论

3．3、溴酚类化合物在胡萝卜体内的分布

3．3．1、溴酚类化合物在胡萝卜不同组织中的分布

3．3．2、生物富集因子(BCF)及转运系数(TF)

3．4、溴酚类化合物在细胞水平的吸收、迁移过程

3．4．1、溴酚类化合物在细胞水平的吸收

3．4．2、溴酚类化合物在细胞水平的化学反应动力学分析

3．5、溴酚类化合物在完整植株体中的吸收、迁移过程

3．5．1、溴酚类化合物在拟南芥植株中的吸收

3．5．2、溴酚类化合物在胡萝卜植株中的吸收

3．5．3、溴酚类化合物在植物活体水平上的动力学分析

3．6、小结

第四章 溴酚类化合物的合成与表征

4．1、合成过程

4．1．2、2，4-二溴酚葡萄糖苷的合成

4．2、合成工艺的优化

4．2．1、催化剂对该反应产率的影响

4．2．2、反应时间及温度对该反应产率的影晌

4．2．3、NaOH添加量对该反应产率的影响

4．3、合成产物的确认

4．3．2、2，4-二溴酚葡萄糖苷结构的确认及其产率分析

4．4、小结

第五章 溴酚类化合物在植物组织内的代谢转化研究

5．1、代谢途径分析

5．2、已知代谢产物——2，4-二溴酚葡萄糖苷的定性定量

5．3、未知代谢产物的定性

5．3．1、2，4-DBP代谢产物的鉴定

5．3．2、TBBPA代谢产物的鉴定

5．4、小结

6．1、结论

6．2、展望

参考文献

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