等效面法分析三元混合物对乙酰胆碱酯酶的联合作用

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wjh_1201
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
环境中化学混合物的联合暴露是普遍规律。由于环境污染混合物对人类健康及生态环境的危险不断加剧,使得污染物的联合毒性评估成为一个极为重要的研究领域。目前对于二元混合物的联合毒性研究较为全面,对于三个组分及以上多元混合物的联合效应研究仍处于困难期。在化学混合物毒性相互作用评价方面,等效线与等效面具有综合、直观、有效等特点。但目前等效面尚无有效的绘制方法,主要原因是三元混合物组分浓度配比缺乏有效、直观的试验设计方法。同时,污染物的联合毒性表征一般使用活体生物,不仅客观存在多种不可控因素,也不利于实现高通量实验操作。因此,本研究提出了一种新的均分等效面设计法(EESD)配制三元混合物,应用基于乙酰胆碱酯酶(AChE)的微板毒性分析法系统的考察了三组分混合物的毒性,并基于三角形的三次插值方法构建三元混合物在20%、50%、80%效应的等效面,以浓度加和(CA)与独立作用(IA)为参考模型分析混合物的毒性相互作用,为三组分混合物的联合毒性研究提供了理论依据。主要结果如下:  1. 建立了测定化学物对AChE抑制毒性的微板吸光法  为了进行污染物的高通量毒性分析,基于乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制法原理,以多功能酶标仪为测试设备,96孔微板为暴露反应载体,建立了基于AChE的微板毒性分析法。系统研究了AChE浓度、碘化硫代乙酰胆碱(ATCI)浓度、二硫代二硝基苯甲酸(DTNB)浓度对显色吸光度、吸光度变化速率、化学物测试毒性的影响。结果表明,随着AChE、DTNB、ATCI的浓度增加,吸光度均增加;吸光度变化速率与AChE浓度呈正相关,与DTNB浓度基本无关,与ATCI浓度呈现先增后减的双相关系;随着ATCI浓度增加,灭多威剂量-效应曲线(DRC)向右移动。最终建立的优化测试条件为DTNB 0.2 g/L、ATCI 0.2 g/L、AChE 0.04 U/mL、pH 6.8、反应温度29 ℃及暴露时间15 min;并与国标方法进行了对比与验证,发现试剂加样顺序对毒性测定结果有显著影响。基于AChE的微板毒性测试结果表明,灭多威的DRC呈现良好的S型曲线,可用Weibull函数有效表征,拟合决定系数R2大于0.97,空白变异控制在了±10%以内。此方法可用于化学污染物的高通量毒性检测。  2. 建立了均分等效面设计法并将其用于三组分混合物等效面的构建  根据三元化学混合物等效面的三角形特征,提出了一种新的均分等效面设计(EESD)方法用于三元组分浓度配比。最终,得到了组分的9个毒性单位(EC50)比,分别是1:1:7、4:1:4、2:2:5、1:4:4、7:1:1、5:2:2、4:4:1、2:5:2、1:7:1。按照惯例还增加一个毒性单位比1:1:1的等毒性浓度比混合物射线。组分两两混合按照直接均分射线法(EquRay)进行毒性单位比1:5、2:4、3:3、4:2、5:1设计15个二元混合物射线。单个组分在浓度轴上的3个ECx点构成了等效面的3个顶点。这28个等效点采用基于三角形的三次插值得到混合物x%效应的观测等效面。构建了[BMIM]BF4、灭多威、敌敌畏的混合物对乙酰胆碱酯酶抑制效应为80%、50%、20%的等效面。等效面分析表明,除了1:1:7混合物射线在80%与50%效应时为拮抗作用外,三元混合物体系总体上为加和作用。EESD方法可有效用于三元组分的浓度配比优化设计与三维等效面的绘制。  3. 应用等效面法研究了三种氨基甲酸酯类农药对AChE的联合作用  以3种氨基甲酸酯类农药残杀威、灭多威、速灭威为研究对象,应用EESD法配制三元混合物,应用EquRay法配制两两混合的二元混合物,测定混合物对AChE的抑制效应,基于三角形的三次插值方法构建三元混合物在20%、50%、80%效应的等效面,以 CA与IA为参考模型分析混合物的毒性相互作用。结果表明,Weibull函数能良好地拟合3种氨基甲酸酯类农药及其混合物对AChE的浓度-效应数据(R2>0.99,RMSE<0.03)。基于等效面分析,残杀威、灭多威、速灭威的三元及二元混合物毒性符合CA模型,呈现加和作用,而IA轻微高估了混合物的毒性。孙云沛共毒系数法也证实这3种氨基甲酸酯类农药呈现加和作用。回归分析发现三元混合物毒性(pECx)与速灭威的浓度分数具有良好的负相关关系。均分等效面设计法与等效面分析法可用于有效评估三元混合物的联合毒性。  4. 应用等效面法研究了三种离子液体对AChE的联合作用  以3种离子液体(ILs)[BMIM]BF4、[BMIM]PF6、[HMIM]BF4为研究对象,应用EESD法配制三元混合物,应用EquRay法配制两两混合的二元混合物,测定混合物对AChE的抑制效应,基于三角形的三次插值方法构建三元混合物在20%、50%、80%效应的等效面,以 CA与IA为参考模型分析混合物的毒性相互作用。结果表明, Weibull函数能良好地拟合3种ILs及其混合物对AChE的浓度-效应数据(R2>0.99, RMSE<0.031)。基于等效面分析,[BMIM]BF4、[BMIM]PF6、[HMIM]BF4的三元及二元混合物观测等效面处于CA与IA预测等效面之间的加和空间内,呈现加和作用。同时发现ILs存在烷基链效应,二元混合物的毒性(pEC20, pEC50)与组分浓度分数存在双相关系。
其他文献
原子吸收光谱法测定葡萄皮、葡萄籽和葡萄酒泥中的化学元素。称取5份粉碎的葡萄酿酒副产物加入一定量硝酸∶高氯酸(V/V=4∶1)混合溶液置电热板上加热消解,在仪器工作条件下用
动态变化的外部情境下企业如何通过能力进阶获取并维持竞争优势成为实践界和学术界共同关注的问题.本文选取蒙草生态进行典型案例研究,依托“认知—行动—结果”的思维逻辑,
为进一步推进权责发生制政府综合财务报告制度改革,近日财政部对现行政府财务报告编制办法和操作指南进行修订,印发了《政府财务报告编制办法(试行)》(以下简称《新办法》)、
期刊
<正>沙孟海(1900—1992),初名文若,浙江鄞县人,书法篆刻家、史论家、教育家。生前任浙江省博物馆名誉馆长、第一届中国书法家协会副主席、中国书法家协会浙江分会主席、西泠
金融是现代经济的核心,是实体经济的血脉.党的十九届四中全会明确提出了金融业发展的重要指导方针:健全具有高度适应性、竞争力、普惠性的现代金融体系,加强金融服务实体经济
本文研究了不同剂量的60Co辐照不同卵龄的橘小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)卵对橘小实蝇生长发育的影响,在此基础上研究得出了能满足卵寄生蜂阿里山潜蝇茧蜂Fopius aris
重大工程决策治理是引导、规范和保障重大工程决策事务基于合法合理、科学民主、程序规范、协同制衡的制度与行为规则体系,重点为决策主体的决策治权、治能及执行力的科学配