芳香族污染物基因毒性作用的分子水平研究.pdf

1、芳香族污染物，特別是芳香族染料和芳香族表面活性劑，在環(huán)境中大量存在，并對(duì)生物體造成危害。芳香族污染物及其復(fù)合污染物（芳香族污染物之間或芳香族污染物與其他類物質(zhì)形成的復(fù)合物）進(jìn)入生物體后與DNA直接或間接發(fā)生相互作用，改變DNA的結(jié)構(gòu)與構(gòu)象或引起DNA損傷，從而影響其功能或改變其遺傳特性。因此，研究芳香族污染物及其復(fù)合污染物與DNA的相互作用和其基因毒性作用的評(píng)價(jià)方法，將有助于人們從基因分子水平上了解芳香族污染物毒性作用機(jī)理，有利于正確認(rèn)

2、識(shí)和評(píng)估污染物的毒性。 本論文主要利用光譜學(xué)技術(shù)對(duì)環(huán)境中常見的芳香族污染物及其復(fù)合污染物的基因毒性作用機(jī)理進(jìn)行了研究，利用光譜學(xué)響應(yīng)信號(hào)對(duì)這些污染物的基因毒性作用強(qiáng)度進(jìn)行了評(píng)價(jià)。論文主要包括以下四個(gè)部分： 第一部分：利用吸收光譜法和圓二色譜法從基因分子水平上研究了甲基紫對(duì)ctDNA的毒性作用。結(jié)果表明，在低甲基紫濃度時(shí)，甲基紫與DNA的結(jié)合方式為“嵌入作用”方式；而在較高甲基紫濃度時(shí)，甲基紫與ctDNA的結(jié)合模式為“

3、靜電作用”，求得其結(jié)合常數(shù)為Kθ25℃為1．80×103L·mol-1。本部分還利用紫外可見吸收光譜信號(hào)（AA）評(píng)價(jià)了甲基紫的基因毒性作用強(qiáng)度。當(dāng)甲基紫與ctDNA的作用模式為靜電式結(jié)合時(shí)，在pH為6．50、甲基紫濃度為4．0×10-5mol L-1的條件下，甲基紫基因分子毒性作用最強(qiáng)；在0～40 min內(nèi)，隨時(shí)間增加，甲基紫基因分子毒性作用強(qiáng)度逐漸減弱；在40～120 min內(nèi)，隨時(shí)間增加，作用強(qiáng)度減弱程度變小，趨于穩(wěn)定；當(dāng)NaCl濃

4、度大于0．008 mol/L時(shí)，隨離子強(qiáng)度增大，甲基紫與ctDNA的作用強(qiáng)度明顯降低，進(jìn)一步說明甲基紫與ctDNA的結(jié)合模式為“靜電作用”。圓二色譜的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甲基紫可使DNA構(gòu)象發(fā)生改變，并呈現(xiàn)明顯的直線型劑量-效應(yīng)關(guān)系。 第二部分：在體外研究了甲苯胺藍(lán)（TB）對(duì)ctDNA的基因毒性作用。紫外-可見吸收光譜、熒光光譜和熒光偏振的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明ctDNA可以通過兩種作用模式與甲苯胺藍(lán)發(fā)生作用而表現(xiàn)出一定的基因毒性。在低甲苯胺

5、藍(lán)濃度下，甲苯胺藍(lán)嵌插入ctDNA堿基對(duì)中。在高濃度甲苯胺藍(lán)濃度下，甲苯胺藍(lán)與ctDNA外部磷酸根發(fā)生靜電結(jié)合。靜電結(jié)合和嵌插結(jié)合的鍵合常數(shù)分別為1．01×106 Lmol-1和2．17×107L mol-1，鍵合位點(diǎn)數(shù)分別為0．9和0．4。圓二色譜的研究結(jié)果表明這兩種結(jié)合方式對(duì)ctDNA構(gòu)象有不同的影響。以DNA對(duì)甲苯胺藍(lán)的熒光猝滅程度評(píng)價(jià)了甲苯胺藍(lán)的基因毒性強(qiáng)度。在甲苯胺藍(lán)濃度為4．0×10-6mol L-1，pH值在6．50～8．

6、50范圍內(nèi)時(shí)，甲苯胺藍(lán)的基因毒性作用最強(qiáng)。 第三部分：模擬研究了生物體內(nèi)偶氮染料堿性橙與CTMAB芳香族復(fù)合污染物的基因毒性作用。吸收光譜、共振光散射光譜、圓二色譜和透射電鏡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明堿性橙本身基因毒性不強(qiáng)，而堿性橙-CTMAB復(fù)合污染物則表現(xiàn)出明顯的毒性。污染物在ctDNA表面的聚集產(chǎn)生毒性，聚集程度反映基因毒性大小。基于這一點(diǎn)，利用ctDNA加入前后堿性橙-CTMAB復(fù)合污染物共振光散射強(qiáng)度的改變值評(píng)價(jià)其基因毒性作用

7、強(qiáng)度。當(dāng)堿性橙濃度為3．0×104 mol L-1、CTMAB濃度為1．6×10-5mol L-1、pH大于7．00時(shí)，堿性橙-CTMAB復(fù)合污染物對(duì)ctDNA的基因毒性作用最強(qiáng)。圓二色譜的結(jié)果表明堿性橙-CTMAB復(fù)合污染物在基因毒性作用過程中能使ctDNA構(gòu)象發(fā)生改變。透射電鏡的結(jié)果表明堿性橙-CTMAB復(fù)合污染物與ctDNA發(fā)生作用，生成了離子締合物。各種光譜學(xué)手段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明堿性橙-CTMAB復(fù)合污染物的基因毒性作用比堿性橙或

8、CTMAB單獨(dú)存在時(shí)毒性作用都強(qiáng)。 第四部分：利用吸收光譜、共振光散射及透射電鏡等技術(shù)在體外模擬研究了芳香族污染物十六烷基三甲基溴化砒啶（CPB）與納米銀復(fù)合污染物所產(chǎn)生的基因毒性。研究發(fā)現(xiàn)，粒徑20-50 nm范圍內(nèi)的納米銀顆粒單獨(dú)存在時(shí)其基因毒性不強(qiáng)。而nanoAg與芳香族陽離子表面活性劑CPB作用后形成的nanoAg-CPB復(fù)合物則有明顯的基因毒性。利用ctDNA加入前后nanoAg-CPB復(fù)合體系共振光散射強(qiáng)度的改變值