納米二氧化鈦、氯化鎘和雙酚A對人胚肝細胞(L-02)的聯(lián)合毒性研究.pdf

1、背景：環(huán)境中污染物常常是共同存在的，污染物之間可能存在復(fù)雜的相互作用從而改變其共暴露時的毒性作用途徑和強度，所以評價多種污染物的聯(lián)合作用是亟需重視的課題。隨著納米二氧化鈦（nano-TiO2）的應(yīng)用日漸增多，大量nano-TiO2隨著“三廢”進入環(huán)境，最終沉降于環(huán)境水體中。Nano-TiO2顆粒粒徑小，比表面積大，可以高效吸附環(huán)境中的金屬離子和有機物。氯化鎘（CdCl2）和雙酚A（BPA）都是水體中常見的污染物。因此nano-TiO2、

2、CdCl2和BPA極可能相互作用，共同暴露后導(dǎo)致與單獨暴露不同的毒性效應(yīng)，但目前還沒有研究探討nano-TiO2、CdCl2和BPA共暴露的聯(lián)合毒性。
　　目的：首先分析nano-TiO2、CdCl2和BPA聯(lián)合暴露對nano-TiO2粒徑、表面電位、吸附能力等理化性質(zhì)的影響；然后分析三者共同暴露的雌激素效應(yīng)、細胞毒性、氧化應(yīng)激、DNA損傷及染色體損傷等效應(yīng)，從而探討nano-TiO2、CdCl2和BPA聯(lián)合暴露的毒性效應(yīng)。

3、>　　方法：聯(lián)合暴露對nano-TiO2理化特性的影響：采用動態(tài)光散射技術(shù)（DLS）觀察CdCl2和BPA對nano-TiO2粒徑和表面電位的影響；采用火焰原子吸收分光光度儀（GFAAS）和高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（LC/MS/MS）分別檢測nano-TiO2對Cd2+離子和BPA分子的吸收。聯(lián)合暴露的毒性效應(yīng)分析：采用析因設(shè)計方差分析設(shè)計nano-TiO2、CdCl2和BPA單獨暴露和聯(lián)合暴露組，通過重組基因酵母法（YES）法測定每組雌

4、激素活性；通過細胞內(nèi)ATP水平評價聯(lián)合暴露對細胞活性的影響；通過細胞內(nèi)活性氧含量（ROS）測定評價聯(lián)合暴露的氧化應(yīng)激水平；運用堿性彗星實驗和中性彗星實驗測定聯(lián)合暴露引起的DNA斷裂損傷；通過微核率測定聯(lián)合暴露對染色體的損傷。并采用析因設(shè)計方差分析和Pearson’s相關(guān)分析統(tǒng)計nano-TiO2、CdCl2和BPA三者在各個毒性指標上的是否存在交互作用及相關(guān)性。
　　結(jié)果：DLS結(jié)果顯示隨著CdCl2和BPA濃度的增加nano-T

5、iO2粒徑增加，表面電位上升；GFASS結(jié)果顯示nano-TiO2對Cd2+有明顯的吸附，這種吸附作用不受水中BPA濃度的影響；LC/MS/MS結(jié)果顯示nano-TiO2對BPA有明顯的吸附，這種吸附作用不受水中CdCl2濃度的影響。顯示聯(lián)合暴露可促進nano-TiO2團聚，但是團聚的nano-TiO2并不影響對BPA和Cd2+的吸附。YES法結(jié)果顯示在高BPA濃度（10μmol/L）時總雌激素效應(yīng)與nano-TiO2和CdCl2濃度成

6、正比。隨著nano-TiO2、CdCl2和BPA濃度的增高，人胚肝細胞細胞活性呈下降趨勢，而細胞ROS水平、細胞單鏈DNA與雙鏈DNA斷裂、微核生成率都呈上升的趨勢。析因分析結(jié)果顯示在雌激素活性、ROS水平、DNA單鏈與雙鏈斷裂、微核生成上nano-TiO2、BPA、CdCl2兩兩之間和三者之間均有協(xié)同作用（P<0.05），三種物質(zhì)共同暴露在各項毒性效應(yīng)指標上均具有協(xié)同效應(yīng)。Pearson’s相關(guān)分析結(jié)果顯示，雌激素活性與堿性彗星（DN

7、A單鏈和雙鏈斷裂）呈強正相關(guān)，卻與中性彗星（DNA雙鏈斷裂）不成相關(guān)，顯示雌激素活性增強可導(dǎo)致DNA單鏈斷裂。而ROS水平與中性彗星、堿性彗星及微核率都呈強正相關(guān)，提示ROS可導(dǎo)致DNA斷裂從而導(dǎo)致微核形成。
　　結(jié)論：Nano-TiO2對水中CdCl2和BPA有明顯的吸附作用，從而影響納米顆粒的表面電荷，促進nano-TiO2的團聚，但團聚的nano-TiO2的仍然可以吸附Cd2+和BPA。所以Cd2+和BPA可能會隨nano-