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苯胺、苯酚类化合物对发光菌的联合毒性研究

苯胺、苯酚类化合物对发光菌的联合毒性研究

作者：苏丽敏东北师范大学

学位级别：硕士

本文以发光菌为试验生物，测定了9种苯胺类和12种苯酚类化合物对发光菌的单一毒性及苯胺与8种取代苯胺、苯酚与11种取代苯酚二元混合物在不同配比下(毒性单位比为1：4，1：l，4：1)的联合毒性，得到相应的半数效应浓度15min-EC0值。 ... 详细信息

本文以发光菌为试验生物，测定了9种苯胺类和12种苯酚类化合物对发光菌的单一毒性及苯胺与8种取代苯胺、苯酚与11种取代苯酚二元混合物在不同配比下(毒性单位比为1：4，1：l，4：1)的联合毒性，得到相应的半数效应浓度15min-EC0值。采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)、混合毒性指数法(MTI)以及等效线图评价了苯胺类二元混合物对发光菌的联合毒性，结果表明：在不同配比下，联合作用类型和强度有一定的差异;同一配比下，采用不同的评价方法，联合作用结果也存在差异。但总体来说，除苯胺与对位取代苯胺混合体系表现为拮抗作用外，大部分混合体系评价指标的置信区间在相加作用范围内，即以相加作用为主。采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)、混合毒性指数法(MTI)和相似性参数(λ)对苯酚类化合物在不同配比下的二元混合物的联合毒性进行了评价，结果表明：苯酚和取代苯酚的二元混合物对发光菌的联合毒性以相加作用为主，只有少部分偏离相加作用，表现为弱的协同作用或弱的拮抗作用。采用相应的计算机软件，分别计算了两类化合物的结构参数(8种)和理化参数(5种)，对测得的单一毒性进行定量构效关系研究，建立了相应的QSAR方程，即苯胺类为：-lgEC=2．951-0．0564△H+0.300μ，苯酚类为：-lgEC=6.158-0.279pKa。利用所建的QSAR方程及相加作用模型分别对各混合体系中取代苯胺和取代苯酚的毒性进行了预测，预测值与实测值均吻合较好，说明可用QSAR方法预测混合物的联合毒性。

关键词： QSAR 发光菌联合毒性相加作用

乙酰胆碱酯酶及发光菌检测有机磷农药毒性的研究

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乙酰胆碱酯酶及发光菌检测有机磷农药毒性的研究

作者：贾玉玲重庆医科大学

学位级别：硕士

目的有机磷农药(organophosphates pesticide,OPs)污染问题日益严峻,迫切需要能连续、及时、准确反映其污染状况即毒性的方法,实现在线监测。乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE,EC3.***.1.7)检测法相较于传统仪器检测法,具有反应灵... 详细信息

目的有机磷农药(organophosphates pesticide,OPs)污染问题日益严峻,迫切需要能连续、及时、准确反映其污染状况即毒性的方法,实现在线监测。乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE,EC3.***.1.7)检测法相较于传统仪器检测法,具有反应灵敏、操作简便、成本低、易携带等优点,更适合在线监测。但由于市售AChE价格昂贵,且不同来源AChE对OPs的敏感性不同,一定程度上抑制了AChE分析法的优势;另外,目前AChE检测法主要检测OPs的单一毒性,缺少对联合毒性的研究,分析结果不够全面客观。本研究的目的就是制备活性高的对OPs敏感的AChE,利用该酶分析几种有机磷农药的单一毒性和联合毒性,并与发光菌毒性测试结果作比较,提高AChE检测法在毒性在线监测方面的优势,为今后有机磷农药毒性评价标准的制定提供基础数据和技术支持,也为后续毒性在线监测仪器开发提供基础。方法实验选择对水环境较敏感、容易获得的鲫鱼为酶源,由鱼脑中提取AChE,通过对提取方法的优化,单因素实验和正交实验,盐析、透析、凝胶层析等纯化步骤,获得活性较高的对OPs敏感的靶酶。然后,利用OPs对AChE活性的抑制,检测鲫鱼脑AChE对几种有机磷农药的敏感性,在此基础上检测有机磷农药二元混合物对AChE的联合作用,通过共毒法评价混合物的联合作用方式。接着,利用发光菌检测同样几种OPs的单一毒性和联合毒性,通过计算半数抑制浓度EC50值,采用毒性单位法、相加指数法、混合毒性指数法评价有机磷农药的联合作用方式。结果实验确定了鲫鱼脑AChE与底物反应的最佳条件为: 200mmol/L底物、20μl酶液、pH 8.0的PBS、30℃水浴30min;纯化后的AChE的活性为5171.76μmol/min/mg,AChE对OPs的敏感性因农药的不同而不同:敌敌畏﹥敌百虫﹥乙酰甲胺磷﹥氧乐果﹥三唑磷,AChE对五种OPs的检出浓度分别为1.69μg/ml、3.78μg/ml、4.03μg/ml、7.32μg/ml和8.03μg/ml。利用T3发光菌检测有机磷农药的单一毒性,表明发光菌相对发光率与有机磷农药浓度呈负相关,相关系数在0.93～0.98间。利用鲫鱼脑AChE和发光菌检测评价五种有机磷农药的联合作用,结果表明有机磷农药二元混合物联合作用方式基本一致:协同作用和部分相加作用。结论鲫鱼脑AChE活性较高,对OPs更敏感,可以提高AChE分析法在毒性在线监测应用方面的优势;利用鲫鱼脑AChE分析法和发光菌毒性测试法对OPs联合毒性进行评价,两种方法结果基本一致,证明AChE分析法的评价结果可信,也说明混合物的联合毒性不等于单一毒性之和,毒性评价标准的制定应该考虑联合毒性的作用。

关键词：有机磷农药乙酰胆碱酯酶联合毒性发光菌

多种农药对沉积物中微生物及发光菌的毒性研究

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多种农药对沉积物中微生物及发光菌的毒性研究

作者：李娟华北电力大学

学位级别：硕士

随着农药的大量使用,其在水体沉积物中的复合污染问题得到广泛的关注。本研究以水体沉积物为背景环境,选用微生物毒性测试法测定多种农药单一毒性和其混合物联合毒性,以此角度出发分析农药联合毒性的交互作用,研究成果有望为相关农药在... 详细信息

随着农药的大量使用,其在水体沉积物中的复合污染问题得到广泛的关注。本研究以水体沉积物为背景环境,选用微生物毒性测试法测定多种农药单一毒性和其混合物联合毒性,以此角度出发分析农药联合毒性的交互作用,研究成果有望为相关农药在水环境中的生态风险评价提供基础数据和理论支持。本文以沉积物中的原生动物、混合菌和绿藻为受试生物,初步评价了乐果、马拉硫磷、阿特拉津、扑草净、甲霜灵、戊唑醇和乙草胺的单一毒性和联合毒性,结果发现七种农药总体上先抑制后促进原生动物和绿藻的存活率,但先刺激后抑制混合菌生长,且农药混合物对三种微生物联合毒性作用的贡献分别源自不同的农药。为进一步研究农药混合物联合毒性作用形式,本文采用发光菌生物毒性测试法测定农药的单一毒性,并结合正交试验设计、析因试验设计和等效应浓度比法构建农药联合毒性表征模型,结果表明所有农药对明亮发光杆菌T3菌的单一毒性均可由Weibull和Logit模型定量表征,乐果、马拉硫磷和乙草胺对农药混合物联合毒性的影响均高度显著,其中影响发光菌活性的主要因子为乐果与马拉硫磷间的拮抗作用发光菌的联合毒性效应主要由乐果和马拉硫磷的浓度决定。在农药混合体系中加入阿特拉津和扑草净后,农药联合毒性特征表现为阿特拉津和马拉硫磷、扑草净和乙草胺间的拮抗作用及马拉硫磷、阿特拉津、扑草净、乙草胺间的协同作用,而马拉硫磷单一毒性在混合体系中的贡献被掩盖。

关键词：沉积物微生物发光菌农药联合毒性

Cu、Zn与硝基苯类化合物对发光菌的联合毒性研究

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Cu、Zn与硝基苯类化合物对发光菌的联合毒性研究

作者：张栩嘉东北师范大学

学位级别：硕士

目前,自然水体中普遍存在重金属与有机污染物的复合污染,研究两者对水生生物的联合作用,对水体的生态风险评价更具实际意义。本文以发光菌为试验生物,测定了重金属铜、锌以及11种取代硝基苯类化合物对发光菌的单一毒性及铜、锌分别以... 详细信息

目前,自然水体中普遍存在重金属与有机污染物的复合污染,研究两者对水生生物的联合作用,对水体的生态风险评价更具实际意义。本文以发光菌为试验生物,测定了重金属铜、锌以及11种取代硝基苯类化合物对发光菌的单一毒性及铜、锌分别以其半数效应浓度的0.2、0.5和0.8倍与硝基苯类化合物组成的二元混合体系对发光菌的联合毒性,得到相应的半数效应浓度15min-EC值,并将其与硝基苯类化合物的单一毒性进行比较,结果表明:在与铜进行联合时,其联合毒性基本大于单一毒性,并且随着铜浓度的增加而增加;在与锌进行联合时,不同的化合物表现出了不同的变化规律。采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI),混合毒性指数法(MTI )以及相似性参数法(λ)评价了铜、锌与硝基苯类化合物组成的二元混合体系对发光菌的联合毒性作用,评价结果表明:硝基苯类化合物与0.2ECCu组成的二元混和体系,以相加作用为主,少数二元混和体系表现为弱协同或者弱拮抗作用,浓度增加到0.5ECCu时,不同的硝基苯类化合物表现出不同的变化趋势,作用强度增强,与0.8ECCu组成的二元混和体系,以拮抗作用为主;在与锌的联合中,对-硝基苯甲酸表现出较强的协同作用,其他的化合物以相加作用和拮抗作用为主。不同浓度的重金属与同一硝基苯类化合物混合对发光菌的联合作用类型不尽相同,即使作用类型相同,作用强度也有一定的差异,不同的化合物表现出不同的变化趋势;同一配比下,采用不同的评价方法,联合作用评价的结果存在差异,但是四种方法评价结果所表现出来的作用趋势是基本一致的。

关键词：发光菌联合毒性拮抗作用协同作用相加作用

土壤中重金属与多环芳烃对发光菌毒性及QSAR研究

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土壤中重金属与多环芳烃对发光菌毒性及QSAR研究

作者：信晶华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

基于土壤环境中污染物对发光菌生物毒性的研究,本课题试图寻找重金属复合毒性规律及多环芳烃(PAHs)毒性与其量子化学参数之间的响应关系,达到预测和控制的目的。论文首先建立了石油污染土壤环境中复合污染物对发光菌毒性的快速检测方法... 详细信息

基于土壤环境中污染物对发光菌生物毒性的研究,本课题试图寻找重金属复合毒性规律及多环芳烃(PAHs)毒性与其量子化学参数之间的响应关系,达到预测和控制的目的。论文首先建立了石油污染土壤环境中复合污染物对发光菌毒性的快速检测方法,其次模拟土壤背景溶液条件下5种主要重金属变比例浓度复合后对发光细菌毒性的影响,最后利用16种PAHs对发光菌生物毒性与相应PAHs的量子化学参数构建定量结构-活性相关(QSAR)模型,同时也初步揭示出PAHs气相色谱保留指数与其量子化学参数的响应关系。研究结果表明,5种单一重金属离子在以纯水为背景液条件下对明亮发光杆菌毒性顺序为Pb2+>Zn2+≈Cd2+>Cu2+>Cr3+;以土壤水浸提液为背景液的5种重金属复合后所建毒性-浓度剂量模型表明,Cu2+和Zn2+交互体现为拮抗作用,Cd2+和Cr3+交互体现为协同作用,并且在重金属复合污染控制方面需进一步研究Zn2+对复合毒性降低的贡献;16种PAHs对发光菌毒性(-1gEC50)与PAHs的总能(TE)有较好的响应关系,可用于对相似化合物毒性的预测;以PAHs的气相色谱保留指数为因变量,以TE、偶极距(μ)及最高占有轨道特征值(EHOMO)为自变量可获得良好的定量结构-色谱保留相关模型。本研究所建模型具有一定预测能力,为土壤环境质量标准中生物毒性表征限值的制定提供一定参考。

关键词：重金属多环芳烃发光菌土壤介质 QSAR

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苯胺类化合物对发光菌的毒性及定量构效

华侨大学学报（自然科学版） 2005年第2期26卷 195-198页

作者：于瑞莲胡恭任华侨大学材料科学与工程学院福建泉州362021

测定13种苯胺类化合物,研究在pH值为5.0,7.0,9.0时对发光菌的急性毒性(15minEC50).应用两种理化参数logP和pKa,对毒性数据进行定量构效关系(QSARs)研究,探讨苯胺类化合物的毒性机制.结果表明,苯胺类化合物对发光菌的毒性随pH值的升高而... 详细信息

测定13种苯胺类化合物,研究在pH值为5.0,7.0,9.0时对发光菌的急性毒性(15minEC50).应用两种理化参数logP和pKa,对毒性数据进行定量构效关系(QSARs)研究,探讨苯胺类化合物的毒性机制.结果表明,苯胺类化合物对发光菌的毒性随pH值的升高而增大,这与不同pH值下苯胺类化合物的电离程度有关.在相同pH值下,苯胺类化合物的毒性随取代基团的种类、个数及取代位置而不同.苯胺类化合物属于极性麻醉化合物,其对发光菌的毒性以亲电性为主,毒性可用logP和pKa来联合描述.

关键词：苯胺类化合物发光菌 15 min-EC50 QSAR 毒性机制

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基于发光菌采集的河水化学污染度测试方法

科技通报 2014年第2期30卷 8-10,34页

作者：郑永珠白城医学高等专科学校吉林白城137000

针对传统的水质分析过程往往采用化学方法,容易造成二次污染。提出一种新的利用生物发光菌对河水化工污染等级进行测试的方法。通过分析发光菌的发光原理,利用有毒化学物质诱导细菌发光反应以及有毒物质抑制发光酶促反应的光减弱原理,... 详细信息

针对传统的水质分析过程往往采用化学方法,容易造成二次污染。提出一种新的利用生物发光菌对河水化工污染等级进行测试的方法。通过分析发光菌的发光原理,利用有毒化学物质诱导细菌发光反应以及有毒物质抑制发光酶促反应的光减弱原理,对化学元素反映出不同的光强度特征进行采集,构建了发光细菌在化学污染环境下的可测量生长曲线。最后通过发光细菌毒性试验,建立发光细菌在一些重金属和有机污染物毒性作用下的发光强度的变化曲线,测定和判断水质受污染的等级。该方法的实验结果表现出较强的有效性和适应性,取得了较好的效果。

关键词：化学污染发光菌等级测试

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多种重金属对发光菌联合毒性特征研究

多种重金属对发光菌联合毒性特征研究

作者：王兰华北电力大学

学位级别：硕士

为研究多种重金属对发光菌的联合毒性作用机理和毒性变化规律,本论文以发光菌为指示生物,采用固定比率设计和正交试验设计方法,定性分析和评价了8种重金属(Cu,Cd2+,Zn2+,Pb2+,Cr6+,Co2+,Ni2+和Sr2+)的联合毒性作用,并用SPSS软件对正交... 详细信息

为研究多种重金属对发光菌的联合毒性作用机理和毒性变化规律,本论文以发光菌为指示生物,采用固定比率设计和正交试验设计方法,定性分析和评价了8种重金属(Cu,Cd2+,Zn2+,Pb2+,Cr6+,Co2+,Ni2+和Sr2+)的联合毒性作用,并用SPSS软件对正交试验数据进行显著性分析,筛选出具有显著影响的4种重金属(Ni2+、Co2+、Cr3+和Pb2+),考虑到Ni2+、Co2+、Cr3+和Pb2+4种重金属在现实环境中的使用量较大,有必要进一步分析其毒性交互作用机理。采用析因实验设计方法,结合多元线性回归和人工神经网络(BP-ANN)的建模方法建立了4种重金属对发光菌的联合毒性的多元线性回归模型和人工神经网络模型,分析并预测4种重金属对发光菌的联合毒性作用机理和规律,同时比较了两个模型对重金属之间联合毒性作用的预测效果。具体研究内容和结果如下：用固定比率的实验设计等方法,分别采用毒性单位法(Toxic Unit)、相加指数法(Additive Index)、混合毒性指数法(Mixture Toxicity Index)及相似性参数法(Similarity parameter method(λ))对三组混合体系(分别按单一重金属的EC30比混合、EC50比混合物和等摩尔比混合物)的联合毒性进行了评价定性分析了重金属的联合毒性作用方式,研究发现：以等摩尔配比混合的重金属对发光菌的联合毒性作用为协同作用;以等毒性配比的重金属联合作用方式相同为相加作用(TU、AI法)或者拮抗作用(MTI、 λ法)。该结果表明4种不同的评价方法判定混合物的联合作用方式有时是不一致的,重金属的浓度组成对混合物的联合毒性作用方式亦有一定的影响。用正交试验设计等方法分析了8种重金属对发光菌的联合毒性作用中起显著性影响(F临界值为0.05～0.01)的重金属,结果表明：8种重金属混合物对发光菌的联合作用中,Ni2+、Co2+、Cr3+和Pb2+对联合毒性的影响较显著,而Cu2+、Cd2+、Zn2+和Sr2+对联合毒性的影响均不显著,该结果与重金属单独作用时所表现出来的毒性强弱并非一致的,表明了重金属混合体系对发光菌的联合毒性作用并不仅仅是和单一毒性强的污染物质有关,还会受到单一毒性小的污染物质的影响。用析因实验设计了Ni2+、Co2+、Cr3+和Pb2+对发光菌的联合毒性实验,构建了重金属联合毒性多元线性回归和人工神经网络预测模型,从模型的角度定量分析了多种重金属联合毒性作用方式和毒性作用规律,研究发现：4种重金属Ni2+、Co2+、Cr3+和Pb2+对发光菌的联合毒性主要表现为多元交互作用,Cr3+、Co2+和Ni2+三者之间的交互作用弱化了Pb2+的单一毒性和其与其他元素之间的二元交互作用,重金属间的二元和四元交互作用主要表现为拮抗作用(模型系数0);其多元线性回归模型中Co2+、Cr3+和Pb2+单独作用系数(6.82×102、2.45×102和5.55×103)比四种重金属之间的交互作用系数(104-107)相差2-5个数量级,均说明了多种重金属在水体中主要以联合毒性形式存在,重金属的单一毒性影响相对较弱。经验证构建的4种重金属对发光菌毒性的多元回归模型和人工神经网络模型均具有一定的预测功效,其中人工神经网络模型的预测值更接近实验测值。两模型均有各自的优点,多元回归模型在分析多种重金属联合毒性作用方式时,更直观方便,并且可以通过较少的实验数据得到混合物的多元线性回归模型;人工神经网络相对于多元回归模型需要的实验数据较多,但准确度更高,在预测多种混合物联合毒性中单一或者多种物质浓度变化对毒性结果的影响时更具优势。通过BP-ANN模型,模拟预测混合物中重金属含量连续变化时对发光菌的抑制率,得出在一定范围内增加Co2+的浓度,混合体系对发光菌的毒性减弱：其他三种重金属中Cr3+对混合体系的影响最大,增加Cr3+的浓度,混合体系的毒性增强的趋势最明显。

关键词：重金属联合毒性发光菌显著性分析人工神经网络多元线性回归

乙草胺、丁草胺与重金属对发光菌及斑马鱼胚胎的联合毒性效应研究

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乙草胺、丁草胺与重金属对发光菌及斑马鱼胚胎的联合毒性效应研究

作者：邓铁柱东北师范大学

学位级别：硕士

本文以发光菌和斑马鱼胚胎为受试生物,测定了除草剂乙草胺、丁草胺和重金属Cu、Zn对两种实验生物的单一毒性,以及乙草胺、丁草胺与两种重金属构成的二元或三元混合物在不同配比(毒性单位比为1:1、1:4、4:1和1:1:1)下的联合毒性效应。实... 详细信息

本文以发光菌和斑马鱼胚胎为受试生物,测定了除草剂乙草胺、丁草胺和重金属Cu、Zn对两种实验生物的单一毒性,以及乙草胺、丁草胺与两种重金属构成的二元或三元混合物在不同配比(毒性单位比为1:1、1:4、4:1和1:1:1)下的联合毒性效应。实验表明:四种实验化合物对发光菌的单一毒性相差较小,数量级接近。对发光菌毒性大小排序为Zn>乙草胺>丁草胺>Cu。各化合物对斑马鱼胚胎各不同发育时间段的影响有很大差异。总体上,毒性大小为Cu>丁草胺>乙草胺>Zn。斑马鱼胚胎对丁草胺最敏感的毒理学终点是24h眼点及主动运动,对其它三种化合物最敏感的毒理学终点相同,均为72h孵化率;对四种化合物最敏感的致死终点均为72h卵凝结(Cu24、48、72h相同)。实验同时发现丁草胺对斑马鱼胚胎具有特异性神经毒性。采用毒性单位法(TU)、相加指数法(AI)和混合毒性指数法(MTI)评价了乙草胺、丁草胺与两种重金属二元或三元混合体系对发光菌的联合毒性效应;采用同样的三种评价方法对乙草胺、丁草胺与两种重金属二元或三元混合物对斑马鱼胚胎的联合毒性效应进行评价。通过实验及评价结果发现,不同评价方法对同一实验结果的作用效应评价可能不同,但多数评价结论是相同的;且经过分析各评价参数值,得到综合评价结果更准确、具实际意义。联合毒性实验表明:相同的化合物,毒性配比不同,对生物的联合毒性作用也不完全相同,有时可能差异很大;受试生物不同,其对化合物的敏感性及化合物对其的联合作用效应也不尽相同。乙草胺、丁草胺虽为同系物,二者与相同的重金属以相同的毒性配比进行复合,对同一受试生物的联合作用效应差别很大,部分结果甚至相悖。因而,能否简单根据同系物的联合作用结果外推混合物的联合毒性,值得考虑。实验结果证实,发光菌和斑马鱼胚胎是进行联合毒性实验的良好实验生物。其实验方法标准、严密,实验结果准确,可广泛应用于化合物联合作用效应判定。

关键词：乙草胺丁草胺重金属联合毒性发光菌斑马鱼胚胎