四種咪唑類離子液體對斑馬魚的急性毒性、氧化損傷及基因毒性.pdf

1、離子液體（Ionic Liquids，ILs）是指在室溫或室溫附近溫度時呈液態(tài)的由陰陽離子所構(gòu)成的鹽。ILs具有獨特的理化性質(zhì)，比如蒸汽壓低、液態(tài)范圍寬、溶解性高、易循環(huán)利用等特點，因此ILs被認(rèn)為是“綠色溶劑”，并廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)、生物催化、生物傳感器、有機(jī)合成、電化學(xué)、材料加工等領(lǐng)域。隨著ILs的廣泛應(yīng)用，ILs不可避免地進(jìn)入水環(huán)境中，從而對水環(huán)境中的生物造成一定程度上的損害。為探究ILs在水環(huán)境中的安全情況，預(yù)測其對水生生物的毒

2、性影響勢在必行。斑馬魚（Danio rerio）是國際上公認(rèn)的發(fā)育生物學(xué)的模式動物，由于個體小、養(yǎng)殖花費(fèi)低、具有頑強(qiáng)的生命力等特點，在應(yīng)用與生命科學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用，常用于水質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測。在眾多離子液體中，咪唑類ILs最受關(guān)注并且應(yīng)用研究最多，但其對水生生物的急性毒性及其亞慢性毒性的研究數(shù)據(jù)還比較匱乏。本實驗選取了四種不同結(jié)構(gòu)的咪唑類ILs進(jìn)行急性毒性及亞慢性毒性實驗，分別是1-丁基-3-甲基氯化咪唑（[Bmim]Cl）、1-丁基

3、-3-甲基四氟硼酸咪唑（[Bmim]BF4）、1-辛基-3-甲基氯化咪唑（[Omim]Cl）和1-辛基-3-甲基四氟硼酸咪唑（[Omim]BF4）。首先，測定了四種ILs對斑馬魚的96h急性毒性，根據(jù)結(jié)果計算出半數(shù)致死濃度（96h LC50）。然后，根據(jù)96h LC50確定了亞慢毒性實驗濃度，在0-1/4 LC50之間設(shè)置5個濃度梯度，將斑馬魚暴露于不同濃度離子液體中，于染毒后的第7天和14天分別進(jìn)行取樣測定。通過測定染毒后斑馬魚肝臟細(xì)

4、胞的活性氧（ROS）含量、抗氧化酶（超氧化物歧化酶SOD和過氧化氫酶CAT）活性、解毒酶（谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶GST）、脂質(zhì)過氧化（MDA）程度和DNA損傷情況，綜合評價離子液體對斑馬魚的氧化脅迫和遺傳毒性，為全面地認(rèn)識和了解離子液體可能給水生生態(tài)系統(tǒng)帶來的影響提供理論基礎(chǔ)。本實驗結(jié)果顯示，不同濃度的離子液體對斑馬魚具有不同的毒性效應(yīng)，本實驗中所測定指標(biāo)均有顯著的誘導(dǎo)或抑制效應(yīng)，具體表現(xiàn)如下：
　　1.四種ILs（[Bmim]Cl、[

5、Bmim]BF4、[Omim]Cl、[Omim]BF4）對斑馬魚的96h LC50分別是623.9、604.6、152.3、144.0 mg/L，均屬于低毒性。由此可知，供試ILs對斑馬魚96h的毒性大小依次是[Omim]BF4>[Omim]Cl>[Bmim]BF4>[Bmim]Cl。
　　2.[Bmim]Cl和[Bmim]BF4在低濃度20mg/L時對斑馬魚的氧化脅迫作用與對照組相比沒有顯著差異，類似情況出現(xiàn)在低濃度5mg/L[

6、Omim]Cl和[Omim]BF4處理組。然而[Bmim]Cl和[Bmim]BF4高濃度處理組（80和160 mg/L）以及[Omim]Cl和[Omim]BF4高濃度處理組（20和40 mg/L）均誘導(dǎo)斑馬魚體內(nèi)出現(xiàn)氧化應(yīng)激效應(yīng)。低濃度處理組（[Bmim]Cl和[Bmim]BF4濃度為20mg/L、[Omim]Cl和[Omim]BF4濃度為5mg/L）的斑馬魚體內(nèi)ROS含量、SOD和CAT活性以及GST活性均與對照組沒有顯著差異。與對照

7、組相比，[Bmim]Cl和[Bmim]BF4高濃度處理組（80和160 mg/L）以及[Omim]Cl和[Omim]BF4高濃度處理組（20和40 mg/L）的斑馬魚肝臟細(xì)胞的ROS含量隨著時間和濃度的升高而升高，SOD活性呈現(xiàn)先升高后降低的規(guī)律，CAT活性則隨著時間積累顯著降低，GST活性顯著升高。
　　3.經(jīng)四種ILs處理后，[Bmim]Cl和[Bmim]BF4高濃度處理組（80和160 mg/L）以及[Omim]Cl和[Om

8、im]BF4高濃度處理組（20和40 mg/L）的斑馬魚體內(nèi)MDA含量顯著升高，說明四種ILs均能誘導(dǎo)斑馬魚體內(nèi)出現(xiàn)脂質(zhì)過氧化。在[Bmim]Cl和[Bmim]BF4濃度為20mg/L、[Omim]Cl和[Omim]BF4濃度為5mg/L時，與對照組相比，DNA損傷就出現(xiàn)了顯著升高，并且DNA損傷程度均隨著ILs濃度的增高和染毒時間的增加而增強(qiáng)。
　　4.本研究綜合比較了不同結(jié)構(gòu)的咪唑類ILs對斑馬魚的毒性大小。ILs的結(jié)構(gòu)對IL