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基于核受体分子启动机制的内分泌干扰物鉴别技术

基于核受体分子启动机制的内分泌干扰物鉴别技术

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：史薇陈钦畅郭婧张效伟于红霞南京大学

近二十年来,水体中近千种化合物被证明可以与人类及动物的内分泌系统相互作用,进而导致生殖、免疫和神经系统异常,这些物质被称为内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs),然而环境中尚有大量物质内分泌干扰活性不明,复合污... 详细信息

近二十年来,水体中近千种化合物被证明可以与人类及动物的内分泌系统相互作用,进而导致生殖、免疫和神经系统异常,这些物质被称为内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs),然而环境中尚有大量物质内分泌干扰活性不明,复合污染水体关键EDCs的鉴别成为研究热点。化学分析、毒性评价与计算毒理相结合的方法为水体内分泌干扰效应评估与关键致毒物鉴别提供了新思路。本研究利用人类细胞简化转录组技术评价了长三角地区25个典型水源水与地表水对50个人体通路的活性效应,结果表明核受体介导内分泌干扰效应检出率高、敏感性强,覆盖了85%以上点位的最敏感活性终点。为进一步揭示广泛检出的核受体介导内分泌干扰效应的产生机制,研究将分子毒理实验与理论计算相结合,研究了不同结构EDCs产生核受体介导内分泌干扰效应的分子启动机制与构效关系。首先利用反向对接技术建立了EDCs与39个人类核受体的敏感性筛选系统,阐明了敏感受体和活性化合物间的双向竞争结合机制,筛选出雌激素受体(ER)、甲状腺激素受体(TR)等16个蛋白为敏感核受体。在此基础上,利用分子动力学技术研究EDCs与敏感受体蛋白间的相互作用和蛋白质变构过程,揭示了第12号螺旋的重定位对污染物活性产生的关键作用,分别阐明了EDCs引起激活、积极拮抗与消极拮抗的分子变构机制,明确了EDCs与干扰效应间的定性构效关系。最后,利用MD模拟研究敏感核受体对共因子的招募过程,揭示了受体、化合物、共因子三者共同作用下的相互作用机制,表明共因子的结合可实现对化合物拟性与抗性的定量预测,明确了基于不同效应机制的EDCs与干扰活性间的定量构效关系。研究将构效关系引入化学分析与毒性测试,建立了基于效应测试的EDCs目标/非目标鉴别方法,揭示了水源水/地表水中引起内分泌干扰效应的原因物质。本研究基于目标污染物,建立了针对不同核受体的毒物质谱指纹-毒性当量数据库,其中包括毒物一级、二级谱图与毒性当量信息,在此基础上构建了利用概率密度函数评估毒性贡献率的软件,可实现360种EDCs的快速定量识别与近千种EDCs定性筛选。对于非目标干扰物,通过七条黄金法则的建立,实现了质谱指纹的识别与分子式的筛选,基于保留指数与化合物分子式的相关关系实现了色谱指纹识别与结构式筛选,-在此基础上构建了基于构效关系与多元变量分析(MVA)的致毒结构虚拟筛选技术,实现了EDCs的高通量识别。进而将此技术引入实际污染水体,揭示了邻苯二甲酸二异丁酯、烷基酚、菊酯农药、毒死蜱等为内分泌干扰活性的主要贡献来源,自来水处理过程中的活性炭吸附工艺可导致毒性和毒物的去除,进而通过连续三年的现场研究,证明了水体富营养化过程导致持久性EDCs沉降和不稳定干扰物的降解,是水体内分泌干扰效应变化的重要驱动机制。本研究为复合污染水体中关键EDCs的识别与优先控制污染物的筛选提供了可靠的技术支撑。

关键词：内分泌干扰核受体分子启动机制毒物鉴别非目标

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Human Exposure to Chemical Cocktails in Food

Human Exposure to Chemical Cocktails in Food

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者： Yongning WU China National Center for Food Safety Risk Assessment

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基于人源细胞3D混合培养模拟血脑屏障研究CML对神经系统损伤作用机制

基于人源细胞3D混合培养模拟血脑屏障研究CML对神经系统损伤作用...

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：吴扬李岩吴永宁宫智勇武汉轻工大学国家食品安全风险评估中心

背景在食品加工过程中美拉德反应容易产生以糖基化（Advanced glycation end products,AGEs）终产物为代表的多种潜在危害物。羧甲基赖氨酸（Carboxymethyl lysine,CML）是目前结构研究较为清楚的一种AGEs标志物,广泛存在于食品中,因此... 详细信息

背景在食品加工过程中美拉德反应容易产生以糖基化（Advanced glycation end products,AGEs）终产物为代表的多种潜在危害物。羧甲基赖氨酸（Carboxymethyl lysine,CML）是目前结构研究较为清楚的一种AGEs标志物,广泛存在于食品中,因此人类有面临暴露高浓度食源性CML的风险。目前,CML对身体健康的危害研究仍处于数据积累阶段,且食源性CML的神经毒性作用机制数据匮乏。本研究拟采用小鼠海马神经元HT22、CD-1小鼠脑组织以及人脑血管内皮细胞（Human brain vascular endothelial cells,HBVEC）人脑星形胶质细胞（Human Astrocyte,HA）混合三维培养构建体外血脑屏障模型三种形式对比研究CML对神经系统的损伤作用及机制。方法 HT22细胞分为五组,分别加入含终浓度为0.05 mg/mL,0.1 mg/mL,0.2mg/mL,0.5 mg/mL的CML的细胞培养液,待染毒结束后处理。染毒24小时后,cck-8法测定CML对HT22细胞存活率的影响;实时荧光定量PCR测定IL-1、IL-6,TNF-α、TGF-β、VCAM-1、RAGE、ap-1、NF-κB p65 mRNA表达情况;免疫荧光细胞化学法测量NF-κB活性。CD-1小鼠,分为四个组:普通对照组,200 mg/kg剂量组,500 mg/kg剂量组,1000 mg/kg剂量组。进行经口28天重复染毒小鼠,染毒完成后禁食1-2 h,处死。制作脑组织病理学切片,测定脑组织丙二醛（MDA）的含量和总超氧化物歧化酶（T-SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性;采用实时荧光定量PCR测定脑组织中IL-6,TNF-α、TGF-β、VCAM-1、RAGE、ap-1、P38基因表达;Western Blot测定脑组织中RAGE蛋白和P38蛋白表达水平。将HBVEC,HA细胞与水凝胶共培养,将其灌注于微流控芯片中构建3D血脑屏障模型,用激光共聚焦显微镜拍摄微血管网络的形成过程。验证3D细胞模型通透性和流动性。构建完成的微流控芯片分为五组,分别加入CML终浓度为0.00 mg/mL,0.05 mg/mL,0.1 mg/mL,0.2 mg/mL,0.5 mg/mL的细胞培养液染毒。24 h染毒结束后,采用CCK-8法测定CML对HBVEC细胞存活率的影响;利用GSH-Px和ROS试剂盒测定CML对HBVEC细胞氧化损伤状况;通过实时荧光定量PCR测定IL-6,TNF-α、VCAM、MCP-1、RAGE、AP-1、NF-κβ与p38mRNA表达上下调情况。结果 1.与HT22细胞模型对比,3D细胞模型更能真实模拟体内细胞间的微环境,同时3D细胞模型与动物实验比较,在评价CML对模拟血脑屏障毒性作用时具有良好的重现性和稳定性。2.结合三种方式的结果发现CML对于神经系统有着一定的毒性作用,同时会造成脑细胞的氧化损伤。CML对小鼠脑组织产生炎症效应,对小鼠海马神经元细胞有明显的毒性作用,表现为HT22细胞的凋亡。***可能对脑部微血管造成氧化损伤,破坏血脑屏障通透性进入大脑组织进而影响神经元功能。通过荧光定量检测相关基因的表达结果显示P3g基因上调等异常,说明CML可以促进P38等炎症因子的mRNA表达。

关键词：羧甲基赖氨酸 3D微流控芯片模型氧化应激毒性作用机制

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微塑料对菲在生物体内富集的影响及其联合毒性

微塑料对菲在生物体内富集的影响及其联合毒性

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：马旖旎黄安娜姜湘韬季荣污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境学院

微米至纳米级别的微塑料作为工业原料被直接或间接排入环境或者由塑料废弃物在环境中的物理化学降解形成。这些微塑料随地表径流或天然水体迁移,最终在底泥、土壤以及海洋环境中富集。因其较大的表面积及表面疏水性,环境中的微米及纳米... 详细信息

微米至纳米级别的微塑料作为工业原料被直接或间接排入环境或者由塑料废弃物在环境中的物理化学降解形成。这些微塑料随地表径流或天然水体迁移,最终在底泥、土壤以及海洋环境中富集。因其较大的表面积及表面疏水性,环境中的微米及纳米塑料可吸附大量各种持久性有机污染物（POPs）如PAHs、PCBs等,而对水生生物及土壤生物造成一定威胁。本研究采用C-14示踪技术,研究了不同粒径的聚苯乙烯微塑料存在下典型多环芳烃菲在:1)水生浮游动物大型溞（Daphnia magna）体内的富集及其联合毒性;2)土壤动物威廉腔蚓（Metaphire guillelmi）体内的富集和归趋。研究发现,微塑料对大型溞有显著的生态毒性,且纳米塑料毒性大于微米塑料。10微米的微塑料在100 ppm浓度下并未产生显著的致死效果,但是50纳米的塑料的对大型溞的半致死浓度为15.4 ppm（图1）。光学显微镜下观察发现,微塑料对大型溞造成明显的物理伤害,主要体现在损害其运动器官,堵塞滤食系统,浓度很大时可在体表大量富集,破坏其表皮结构,严重者可以造成死亡。同时,低浓度的纳米塑料存在的情况下,菲对大型溞的急性毒性显著增加,纳米塑料与菲对大型溞的毒性具有叠加作用。其原因推测可能为塑料表面吸附了大量的菲,增加了其进入大型溞体内的浓度,或者是微塑料对大型溞造成的损伤降低了大型溞对其他有毒物质的耐受能力。为了验证该假设,本研究利用C-14示踪技术研究了14天实验培养条件下菲及其代谢产物在大型溞体内的富集情况。结果表明,相比于微米塑料,纳米塑料的存在显著增加了大型溞体内的菲及其代谢产物的含量,并且在成熟大型溞体内的现象更加显著。同时,加入纳米塑料体系内菲的消散速率受到了显著抑制,从而增加了大型溞暴露于多环芳烃物质的时间,可能加剧多环芳烃对水生生物的长期毒性。土壤体系中,我们观察10天内微塑料对菲土壤中生物可利用性、矿化、在土壤蚯蚓体内的富集总量、器官分布、提取态与结合态比例以及代谢情况的影响。结果表明,微塑料降低土壤中菲的生物可利用性和矿化,且抑制作用与菲的负载方式、塑料的粒径相关;微塑料降低蚯蚓对菲及其代谢产物的富集量;纳米级微塑料增加蚯蚓体内提取态的菲及其代谢产物的相对含量;推测微塑料通过吸附作用改变土壤中菲的生物可利用性从而改变菲在蚯蚓体内的归趋。该研究表明微塑料在淡水水体中对水生浮游动物有显著的毒性作用,并且显著提高了PAH对浮游动物的毒性。然而微塑料对生物体内多环芳烃富集的效应则不尽相同—纳米塑料颗粒显著促进菲及其代谢产物在浮游动物体内的富集但是却显著降低了其在土壤动物蚯蚓体内的富集,推测这种差别与不同动物的生活习性尤其是摄食和运动行为有关,其具体影响机制还需要进一步研究。本研究结果为评价微塑料尤其是纳米塑料与典型持久性有机污染物的的环境毒性以及对淡水水体和土壤系统的环境风险提供了科学依据。

关键词：微塑料多环芳烃生物富集联合毒性

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短链氯化石蜡(SCCPs)对代谢的干扰及其主要毒性作用机制

短链氯化石蜡(SCCPs)对代谢的干扰及其主要毒性作用机制

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：张海军宫玉峰任晓倩耿柠波陈吉平中国科学院大连化学物理研究所

短链氯化石蜡（SCCPs）是一类链长为10～13个碳原子,氯含量通常在30%～70%之间（质量分数）的氯代正构烷烃,具有上千种同族体和异构体。SCCPs具有优良的热稳定性和化学稳定性,并且价格低廉,已被广泛用作金属加工液、涂料、密封剂、粘合... 详细信息

短链氯化石蜡（SCCPs）是一类链长为10～13个碳原子,氯含量通常在30%～70%之间（质量分数）的氯代正构烷烃,具有上千种同族体和异构体。SCCPs具有优良的热稳定性和化学稳定性,并且价格低廉,已被广泛用作金属加工液、涂料、密封剂、粘合剂、皮革处理剂、塑料和橡胶的增塑剂和阻燃剂。由于其具有环境持久性、远距离迁移性、生物累积性和较高毒性,2017年5月,SCCPs被列入《关于持久性有机污染物（POPs）的斯德哥尔摩公约》附录A的受控清单,成为一类新的POPs。过去的30年,美国、欧盟和加拿大等发达国家已对SCCPs的生态风险和人体健康风险进行了初步的评估。然而,关于其毒性效应和毒性机制的研究仍十分有限,尚不明确环境相关浓度SCCPs是否会对生物和人类健康产生不利影响。本团队借助代谢组学和转录组分析技术,分别基于体内（in vivo）和体外（in vitro）暴露试验,研究了环境相关剂量的SCCPs对生物体代谢的影响、及可能的毒性作用机制。主要结果如下:（1）对人体肝脏模式细胞HepG2代谢的影响SCCPs降低了HepG2细胞的活度,诱导了氧化胁迫效应,并对细胞内小分子代谢产生了显著影响。SCCPs可以作为一种过氧化物酶体增殖促进剂诱导机体过氧化物酶体增殖,促进不饱和脂肪酸和长链脂肪酸的β-氧化;同时,SCCPs暴露对细胞能量代谢和氨基酸代谢产生了明显扰动,致使尿素循环上调。（2）对斑马鱼胚胎和幼鱼发育和代谢的影响观察发现,SCCPs暴露没有显著影响胚胎的存活与孵化,但显著降低孵化后幼鱼的存活率;且随着暴露剂量的增加,幼鱼存活率大大降低,暴露第13天时SCCPs的LC值为34.4μg/L。拟靶向代谢组学分析手段共检测到560种代谢物,统计分析结果表明,环境相关剂量的SCCPs已开始对斑马鱼胚胎代谢产生显著影响。SCCPs主要影响了斑马鱼胚胎的甘油磷脂代谢、脂肪酸代谢和嘌呤代谢。（3）对PPARα受体的激活作用及机制过氧化物酶体增殖物激活受体α亚型（PPARα）是一类配体依赖的转录因子,对于细胞脂质代谢具有重要的调控作用。PPARα是SCCPs的潜在作用靶点。利用双荧光素酶报告基因实验、荧光定量PCR实验及分子对接模拟研究了SCCPs与大鼠和人PPARα间的相互作用。结果表明,在大鼠试验中,SCCPs暴露诱导了荧光素酶报告基因的表达,并且提高了大鼠肝脏PPARα的多个靶基因（Pex11a、Decr2、Ech1、Ehhadh、Eci1和Cyp4a1）的表达水平,表现出明显的PPARα激活效应。SCCPs同样能激活人PPARα受体,但相对于大鼠,其激活效应相对较弱。分子对接结果显示,SCCPs主要通过疏水作用与PPARα配体结合口袋相互作用,其结合能力随氯含量的增加而增强。（4）对大鼠甲状腺激素的干扰效应研究了SCCPs经口暴露28天对雄性SD大鼠血浆甲状腺激素（TH）水平、甲状腺滤泡组织结构、甲状腺及肝脏组织相关基因表达水平的影响。结果表明,SCCPs暴露显著降低了大鼠血浆游离三碘甲腺原氨酸（T）含量及游离甲状腺素（T）含量,并升高了促甲状腺激素（TSH）的含量。SCCPs暴露未对大鼠甲状腺组织结构及相关基因表达情况产生显著影响,说明甲状腺不是SCCPs的主要作用靶点。相反,SCCPs暴露显著提升了大鼠肝脏Cyp2b1、Ugt1a1和Oat2基因的表达水平及编码蛋白的含量。分子对接结果显示,SCCPs主要通过激活组成型雄烷受体（CAR）使肝脏TH转运及降解增强,从而引起甲状腺激素干扰效应。

关键词：短链氯化石蜡代谢毒性机制甲状腺

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3,3',4,4',5-五氯联苯通过饲料暴露在罗非鱼不同器官的转移、蓄积、净化规律与暴露评估

3,3',4,4',5-五氯联苯通过饲料暴露在罗非鱼不同器官的转移、蓄积...

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：石磊鲍彦张欣朱莉飞李敬光赵云峰周爽吴永宁武汉轻工大学国家食品安全风险评估中心北京市水产科学研究所

食物,特别是鱼类为人类暴露于二噁英类化合物的主要途径之一,而饲料是养殖食用鱼体内这类污染物的主要来源。本研究选择在我国有高消费量、高污染物富集水平的罗非鱼作为实验对象,探究在实际养殖条件下对鱼类总毒性当量（toxic equivale... 详细信息

食物,特别是鱼类为人类暴露于二噁英类化合物的主要途径之一,而饲料是养殖食用鱼体内这类污染物的主要来源。本研究选择在我国有高消费量、高污染物富集水平的罗非鱼作为实验对象,探究在实际养殖条件下对鱼类总毒性当量（toxic equivalency,TEQ）贡献最大的3,3′,4,4′,5-五氯联苯（PCB126）通过饲料在养殖食用鱼不同器官的转移、蓄积和消除规律,以更好地保护我国居民的身体健康,减少经济损失。受试罗非鱼（Oreochromis nilotica）体重600±90 g,体长30±2 cm。受试鱼随机分为高暴露组、低暴露组、对照组,每组100尾分别饲养于独立养殖池。每个养殖池注水40 m,水温20-25℃,溶解氧不低于5 mg/L,pH值6-8,每日换水1/2,废水经活性炭处理排放,光暗周期14 h:10 h,日粮水平1%体重。PCB126标准溶液溶于丙酮后均匀混入饲料制成含量分别为452 ng/kg湿重和63.4 ng/kg湿重的高暴露饲料与低暴露饲料。蓄积期设置8个采样时间点,分别为投喂暴露组饲料前1 h及暴露后第1、2、4、8、16、32、50 d;净化期设置5个采样时间点,分别为改投对照饲料后的第1（蓄积期期第50 d）、3、7、13、34 d。每个采样日每组随机取3尾鱼,称量并记录体长和体重,取静脉血、背部肌肉、肝脏、肾脏,称重后保存于-40℃冰箱。采用高分辨气相色谱-高分辨质谱（HRGC-HRMS）测定组织中的PCB126含量。实验结果表明,高暴露组罗非鱼在蓄积期第一天后各组织的TEQ均出现了显著上升（图1A）,与对照组相比增加了8倍以上,肝脏中PCB126的TEQ增长最快;肝脏和血液中的污染物在蓄积期呈现快速和平稳蓄积交替的现象;以脂肪计各组织中PCB126的TEQ在第32天后到达稳态,而以鲜重计时,肌肉中PCB126在第50天仍有继续上升的趋势;肌肉和肾脏中PCB126峰值的出现要晚于肝脏与血液;蓄积期结束,肝脏中PCB126的TEQ显著高于肾脏。净化期以脂肪重量计（图1B）,除肉外其余各组织中PCB126的TEQ在7天内都显著下降。以上结果说明PCB126在不同组织中的蓄积、净化规律有所不同:肝脏脂肪含量高,更易于蓄积污染物;而肌肉中PCB126的蓄积和净化都滞后于其他组织。这一现象提示饲料来源的污染物在各组织中的吸收效率（assimilation efficiency,α）、清除速率常数（depuration rate constant,k）有差异。计算结果表明,高暴露组肝脏的α分别是肾脏、血液、肌肉的3倍、15倍和25倍。k由组织含量的数学模型求解,在所测定的4种组织中,肝脏的k最高,是最低的肌肉的3倍多;该结果表明,PCB126在不同组织中的半衰期不同,肌肉中的污染物更难清除。本实验高暴露组饲料的TEQ（45 ng TEQ/kg湿重）接近欧盟对渔用配合饲料的最高限量,蓄积期后鱼肉中PCB126的最大TEQ（1.08 pg TEQ/kg湿重）未超过欧盟最高限量标准,但根据我国城市居民鱼肉的日均摄入量计算食用PCB126暴露罗非鱼的成人每日最高暴露量（2.82 pg TEQ/kg湿重）接近WHO推荐的每日耐受摄入量,考虑到罗非鱼的实际养殖时间长于实验蓄积期,其它二噁英类化合物暴露途径的叠加,以及沿海地区人民、孕产妇等鱼类高摄入量人群,食用接近欧盟限量标准饲料喂养的鱼类,有可能对我国居民的膳食安全造成威胁。

关键词： PCB126 罗非鱼饲料二噁英样多氯联苯暴露评估

来源：评论

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典型有机污染物与纳米复合暴露对斑马鱼的毒理学效应:以双酚A和纳米TiO2为例

典型有机污染物与纳米复合暴露对斑马鱼的毒理学效应:以双酚A和纳...

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：方琪陈联国郭勇勇周炳升中国科学院水生生物研究所

纳米颗粒和有机污染物同时存在于水环境中,它们之间的相互作用可能会改变污染物本身的环境行为、生物可利用性以及毒性效应。纳米二氧化钛（n-TiO）和双酚A（BPA）是广泛存在于水环境中的典型纳米颗粒和有机污染物。我们以斑马鱼为模式... 详细信息

纳米颗粒和有机污染物同时存在于水环境中,它们之间的相互作用可能会改变污染物本身的环境行为、生物可利用性以及毒性效应。纳米二氧化钛（n-TiO）和双酚A（BPA）是广泛存在于水环境中的典型纳米颗粒和有机污染物。我们以斑马鱼为模式动物,研究了低剂量单独以及复合暴露的毒性效应。我们探究了单独暴露BPA（0,2,20,200μg/L）以及与n-TiO（100μg/L）复合暴露（21天）对斑马鱼的繁殖毒性。化学分析显示,BPA和n-TiO可积累在肝脏、大脑和性腺组织中,而当两者复合暴露后,则增加BPA和n-TiO)在上述组织中的含量,说明复合暴露增加了斑马鱼对BPA和n-TiO的生物可利用性。单独暴露BPA引起斑马鱼血浆中雌二醇（E）,睾酮（T）,促卵泡激素（FSH）和黄体生成素（LH）含量下降,且当与n-TiO复合暴露后,这些激素的含量进一步降低。BPA单独暴露时,雄鱼和雌鱼血浆中的卵黄蛋白原（VTG）的浓度显著升高,表现出明显的雌激素活性。虽然斑马鱼卵巢和性腺的组织未有明显的形态学改变,但是BPA单独以及与n-TiO复合暴露,可抑制产卵,表现出繁殖毒性效应。我们进一步探究了长期复合暴露BPA和n-TiO（3个月）对子代的内分泌干扰和神经发育毒性效应。化学分析显示,复合暴露除了增加母代（F）斑马鱼对BPA和n-TiO的生物可利用性外,并且在子代鱼卵（F）中也检测到较高含量的BPA和n-TiO,说明BPA和n-TiO可经由母代传递给子代。母代单独暴露BPA引起甲状腺激素（T）含量下降,在F代鱼卵中的T含量也随之减少,且复合暴露进一步降低T含量。对子代的研究显示,来自暴露亲本的F代仔鱼表现出较低的游泳行为,这可能与实验中观察到的甲状腺激素稳态改变、关键神经元蛋白低表达（如髓磷脂碱性蛋白,α1-微管蛋白和突触蛋白Ⅱa）、神经递质下降（如多巴胺,血清素和乙酰胆碱）和乙酰胆碱酯酶活性抑制有关。此外,我们还研究了长期n-TiO（100μg/L）和BPA（0,2,20μg/L）复合暴露（3个月）对斑马鱼肠道微生物群落结构的影响。经使用16SrRNA扩增子进行测序后发现,当BPA浓度较低时,n-TiO和BPA会共同作用使肠道微生物群落发生转移,并且表现出拮抗作用,但在BPA浓度较高时表现为协同作用。复合暴露引起斑马鱼生长和肠道健康（例如神经传递,上皮屏障渗透性,炎症和氧化应激）相关的响应,且表现出性别和浓度依赖关系。相关关系分析表明,n-TiO和BPA共同处理后的氧化应激与致病性散沫花属菌（Lawsonia）和正常代谢菌生丝微菌属（Hyphomicrobium）的比率不平衡紧密相关,同时诱导劳森菌丰度较高,但生丝微菌丰度较低。研究中还观察到斑马鱼体重与肠道中拟杆菌属（Bacteroides）的丰度之间存在正相关关系,也与厌氧球菌属（Anaerococcus）,范高德菌属（Finegoldia）和嗜胨菌属（Peptoniphilus）之间存在密切关系。以上研究表明,n-TiO可以作为BPA的载体并增强斑马鱼对其生物可利用性,BPA和n-TiO的相互作用还会影响二者在母代与子代中的转移进而引起的分泌干扰效应、生殖损伤以及神经发育毒性;本研究还发现n-TiO和BPA复合暴露改变斑马鱼肠道微生物群落动态。需要指出的是,暴露的纳米TiO与BPA的剂量属于环境低剂量,以上研究结果意味着在真实水环境中,TiO与BPA复合暴露可能增强了对鱼类的健康危害。

关键词：纳米二氧化钛双酚A 复合暴露生物可利用性毒性效应

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合成酚类抗氧化剂在海洋沉积物和软体动物中的分布与人体暴露风险评估

合成酚类抗氧化剂在海洋沉积物和软体动物中的分布与人体暴露风险...

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：王小云侯兴旺胡钰周群芳廖春阳江桂斌中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室中国科学院大学资源与环境学院

合成酚类抗氧化剂（synthetic phenolic antioxidants,SPAs）是一类防止物质腐败的化合物,广泛应用于日用品和工业品中。SPAs在空气、室内灰尘、地表水、污水处理厂污泥等各种环境介质中均有检出,其浓度范围从ppb到ppm级别不等。研究表... 详细信息

合成酚类抗氧化剂（synthetic phenolic antioxidants,SPAs）是一类防止物质腐败的化合物,广泛应用于日用品和工业品中。SPAs在空气、室内灰尘、地表水、污水处理厂污泥等各种环境介质中均有检出,其浓度范围从ppb到ppm级别不等。研究表明,常用的SPAs包括BHT（2,6-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene）、BHA（2-tertbutyl-4-methoxyphenol）、PG（propyl gallate）、DG（dodecyl gallate）和OG（octyl gallate）等,可能对人体具有毒性效应。据经济合作与发展组织（OECD）报道,BHT为最常用的一种SPA,在日常消费品中的添加含量高达0.5%。BHT在环境中可以被代谢为BHT-Q（2,6-di-tert-butyl-1,4-benzoquinone）、BHT-OH(2,6-di-tert-butyl-4-（hydroxymethyl）phenol)、BHT-CHO（3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzaldehyde）和BHT-COOH（3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzoic acid）。BHT的某些代谢产物在环境中的持久性比BHT更强,并且具有DNA损伤等毒性。目前关于海洋沉积物及生物体中SPAs的分布及富集情况的研究很少,进一步探究SPAs及其代谢产物在环境中的赋存状况对评估其人体暴露风险具有重要意义。渤海是中国唯一的内海,其海岸线的长度接近3800 km,表面积达77 km,有包括辽河、滦河、黄河和海河等40余条河流的汇入。黄海是一个半封闭的海域,其海域面积大概是380000 km,平均深度44 m。它是渤海和东海之间物质和能量交换的枢纽。两个海域的生态系统非常稳定,一旦被污染将需要很长时间来修复。因此,渤海和黄海是很好的监测环境污染状况的区域。海洋沉积物可以作为污染物的源和汇,能够反映海洋中污染物的浓度分布及其随时间的变化情况。软体动物因其种类多样性、分布广泛、对污染物高耐受性以及便于采集等特性,被广泛用作污染监测生物。为了探究SPAs及其代谢产物的在海洋环境中的分布、富集以及时间变化趋势,我们在中国渤海和黄海地区采集了2006年和2016年的256份表层沉积物和泥柱样品,在渤海地区采集了2006年至2016年间274份软体动物样品,检测了5种SPAs（BHT,BHA,PG,DG和OG）及4种BHT代谢产物（BHT-Q,BHT-OH,BHT-CHO和BHT-COOH）的浓度。在此基础上,我们进一步评估了通过摄食软体动物而导致的SPAs及其代谢产物的人体暴露风险。实验结果表明,在表层沉积物样品中,渤海和黄海的9种被测化合物（∑SPA）的浓度范围为133-4800 ng/g（中值:487ng/g）。其中,BHT为主要成分,其浓度范围是76.7-2510ng/g（中值:197 ng/g）。2012年渤海表层沉积物中的∑SPA浓度（平均值:822±881ng/g）显著高于黄海（356±204 ng/g）(p<0.05),说明渤海地区SPAs的污染程度比黄海地区严重。同时,渤海2012年表层沉积物中的∑SPA的浓度显著高于2016年（534±186 ng/g）(p<0.05)。通过测量放射性同位素pb的活性对泥柱样品的沉积年代进行定量,结果表明,从大约1848年至201 1年,∑SPA的浓度呈现增加趋势。软体动物样品中,∑SPA的浓度在833-505000 ng/g之间,其中最高浓度是2016年在蓬莱采集的脉红螺样品。从2006年到2016年,∑SPA在软体动物的浓度总体呈现增加趋势。BHT是主要的SPA化合物,其浓度范围383-501000 ng/g（中值:3100 ng/g）,占SPAs总浓度（∑SPAs）的79.4%。被检测的6种软体动物中,脉红螺中的BHT浓度最高,说明它也许可作为该区域BHT污染的潜在生物指示物。∑SPA的浓度与营养级具有显著正相关性（p<0.05）。经过进一步计算得出,∑SPA的营养富集系数是16.1,表明在该地区软体动物对SPAs及其代谢产物具有很高的生物富集潜力。据测算,通过摄食软体动物造成的∑SPAs人体暴露量分别高达28000 ng/kg bw/day（成年男性）和267000 ng/kg bw/day（成年女性）。其中,成年男性和女性通过摄食软体动物的BHT人体暴露量分别是20800和19800 ng/kg bw/day,是欧洲食品安全局规定的BHT人体总摄入量的1/12.5。我们的研究加深了对SPAs及其代谢产物在海洋沉积物与软体动物中的分布、富集以及人体暴露风险的理解。

关键词：合成酚类抗氧化剂代谢产物海洋沉积物软体动物人体暴露风险

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基于对映体和稳定同位素联合分析技术研究DDT在土壤中的迁移和转化行为

基于对映体和稳定同位素联合分析技术研究DDT在土壤中的迁移和转...

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者：牛丽丽刘维屏杭州师范大学浙江大学

滴滴涕（DDTs）作为杀虫剂,曾于上世纪50-80年代被全世界广泛使用。虽然工业DDTs在我国已禁用三十年,但持久性和长距离迁移特征使其仍能在各种介质中被检出。商品化的DDTs由DDTs异构体和代谢产物组成。研究表明,尽管异构体之间具有相似... 详细信息

滴滴涕（DDTs）作为杀虫剂,曾于上世纪50-80年代被全世界广泛使用。虽然工业DDTs在我国已禁用三十年,但持久性和长距离迁移特征使其仍能在各种介质中被检出。商品化的DDTs由DDTs异构体和代谢产物组成。研究表明,尽管异构体之间具有相似的分子结构和理化性质,但它们的环境行为可以存在很大差异,尤其是对映异构体的生物化学过程存在着显著的对映体选择性特征。因此,可以利用DDTs结构多样性特征来追溯DDTs的残留状态和来源。另外,近年来,有机化合物的单体同位素分析方法在环境科学学科中的应用逐渐广泛起来。由于环境中有机污染物在微生物降解过程伴随有动力学同位素分馏现象,通过分析目标化合物的同位素组成变化可为原位生物降解过程提供直接证据。鉴于此,本文通过对全国大尺度农田土壤样品的采集,利用对映体和单体化合物同位素分析方法,研究了DDTs在我国农田土壤中的残留情况和再分布特征,结果将为进一步理解和探索污染物在环境中的迁移转化和归趋提供思路。本研究选取了94个具有足够o,p'-DDT浓度的样品来进行对映体选择性残留分析。如图4a所示,o,p'-DDT在我国农田土壤中的EF值分布在0.066-1之间,51.1%样品中EF值小于0.5,说明我国农田土壤中DDTs主要为历史使用而造成的残留。我国东部和东北部地区超过一半的土壤样品中o,p'-DDT的EF值小于0.5,而在我国中部和西部地区则有超过一半土壤样品o,p'-DDT的EF值大于0.5。并且,我国西部地区o,p'-DDT的EF值偏离0.5的程度最小,说明我国西部地区DDTs主要为长距离迁移而来。另外,o,p'-DDT的EF值偏离0.5的程度显著受环境温度影响,表明温度可通过影响微生物活性,进而影响手性DDT的对映体选择性代谢。根据采样点地理信息、样品中DDTs的浓度水平和来源,我们选择了10个具有代表性的土壤样品进行进一步的碳稳定同位素分析,用以揭示我国农田土壤中DDTs的来源、迁移转化行为和残留趋势。在所分析的样品中,p,p'-DDE的δC值在-24.81士0.12和-30.26士0.06范围内,与我们购买的标准品中p,p'-DDE的δC值有明显差异,再次证实我国农田土壤中DDTs的来源基本为历史使用残留。另外,p,p'-DDE的δC值与土壤有机质校正浓度和环境温度均呈显著负相关（R分别为-0.845和-0.868）。这可能因为p,p'-DDE本身是降解产物,因此,它从母体化合物降解而来的过程(C累积过程)受温度调控,且该降解程度远远大于其自身的降解(C累积过程):温度越高,微生物活性越大,降解而来的p,p'-DDE越多,因此其δC越小。温度较高的东部p,p'-DDT的含量也很高,因此p,p'-DDE的来源更新更多,使其δC更小;而温度低的采样点基本位于我国西部,p,p'-DDE多为远处老化的p,p'-DDE长距离迁移而来,因此其δC较大。样品中o,p'-DDT的δC值在25.89士0.06和-32.57±0.28‰范围内,全部显著高于标准品中相应值,表明这是一个Rayleigh模式的土壤降解过程,C含量增多,δC值逐渐增大。且该过程也受温度调控,不同的是,o,p'-DDT的δC值与环境温度呈显著正相关（R=0.711）。这因为o,p'-DDT作为母体化合物,温度越高,其降解速率越大,C累积越多。对于具有手性的o,p'-DDT,我们进一步研究了它的对映体和碳同位素分馏特征的异同,以深入揭示它的代谢过程。如图1所示,所有样品中o,p'-DDT的对映体值和δC都偏离外消旋体的值,且EF>0.5组别中的o,p'-DDT的δC较EF<0.5组别更偏正,即更远离标准品中的δC。这有可能是因为o,p'-DDT不同对映体之间的同位素分馏程度不同造成的。

关键词： DDT 手性对映体迁移转化

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Application of nanofilms for arsenic speciation using surface-enhanced Raman spectroscopy(SERS)

Application of nanofilms for arsenic speciation using surfac...

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第十次全国分析毒理学大会暨第六届分析毒理专业委员会会议

作者： V.Liamtsau Yong Cai Department of Chemistry and Biochemistry Florida International University 中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室

*** "coffee ring" effect has been previously employed primarily for analyte *** with proper glass surface modification it could have a potential for the separation of arsenic *** acid（DMMTA） and dimethyldi... 详细信息

关键词： Raman Application of nanofilms for arsenic speciation using surface-enhanced Raman spectroscopy

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