离子液体对黑斑蛙（Rana nigromaculata）胚胎及蝌蚪与隆肛蛙（Paa quadrana）蝌蚪毒性的研究
传统的化学反应和分离过程涉及大量有毒、易挥发的有机溶剂，容易对环境造成严重污染，因此一种被誉为“绿色溶剂”的离子液体便应运而生。然而随着研究的深入，人们逐渐认识到离子液体并非对环境没有危害，国外学者已经开始了针对其毒性的研究，但研究只是刚刚起步。本文以溴化1-辛基-3-甲基咪唑([C<,8>mim]Br)离子液体为实验材料，研究它对黑斑蛙(Rana nigromaculata)胚胎及蝌蚪与隆肛蛙(Paa quadrana)蝌蚪的毒性作用。
本文首先研究了[C<,8>mim]Br对黑斑蛙胚胎发育的毒性影响。实验包括一个对照组(标准FETAX溶液)和三个处理组，处理组离子液体浓度依次为45mg/L、63mg/L和88.2mg/L。每实验组放入40枚胚胎，各组均设两个平行，处理分别开始于胚胎的卵裂期(去膜、不去膜)、原肠胚早期和神经板期。实验结果显示，[C<,8>mim]Br对黑斑蛙胚胎的96h-LC<,50>分别为：85.11mg/L(卵裂期不去膜)、64.23mg/L(卵裂期去膜)、43.43mg/L(原肠胚早期)、42.41mg/L(神经板期)。同时，三个处理组的胚胎脱膜持续时间均长于对照组，其中从卵裂期(不去膜)和神经板期开始暴露的处理组延长极为明显。由此可知，[C<,8>mim]Br的处理延缓了蛙胚的发育进程。然而经去膜处理的处理组却出现了胚胎脱膜持续时间短于对照组的状况。本实验结果还表明，[C<,8>mim]Br对黑斑蛙胚胎存在致畸效应，和卵裂期相比，从原肠胚期开始处理的胚胎对较高浓度(63mg/L和88.2mg/L)的离子液体更为敏感，而高浓度组(88.2mg/L)的胚胎畸形率最高(约56.86％)。畸形症状主要表现为胚体腹部膨大、胚体及尾部弯曲、尾部短小残缺等。我们在实验观察中发现，[C<,8>mim]Br对蛙胚还具有致死效应，胚胎死亡率与[C<,8>mim]Br浓度之间有明显的剂量．效应关系，随着处理浓度的加大胚胎死亡率也升高。除此之外，从不同的发育时期开始处理对死亡率也有影响，从神经板期开始暴露的胚胎死亡率最高(至实验结束胚胎全部死亡)，原肠胚期次之(约92.44％)，卵裂期最低(约59.43％)。另外，该实验结果还说明卵胶膜的存在对于胚胎发育及阻挡外界有毒物质的损伤具有非常重要的作用。
本实验在评价[C<,8>mim]Br对黑斑蛙蝌蚪(25-26期)的毒性作用时，分别进行了急性毒性实验和抗氧化酶活性及MDA含量的测定。结果表明，[C<,8>mim]Br对黑斑蛙蝌蚪的LC<,50>(24h)为45.89mg/L。抗氧化酶活性的测定结果显示，暴露第5天三个处理组的SOD活性均下降，且随浓度增加下降幅度加大(分别为对照组的0.89、0.81与0.58倍)。处理第10天，处理组SOD活性较之对照组反而有小幅上升，但差异未达到显著水平。处理第15天，9.18mg/L组SOD活性和对照组相比有明显上升(p<0.05)，其他处理组与对照组相比也有上升趋势但未达到显著水平。CAT活性在处理后第5、15天，其变化趋势与SOD基本一致，而在处理后第10天除了2.29mg/L组和对照组相比有小幅上升外，其余组CAT活性仍下降。GSH-Px活性在处理后第5天，处理组比对照组有所增加，但差异不显著。第10天，处理组GSH-Px活性均下降；第15天，处理组GSH-Px活性随浓度增加先下降后上升。MDA含量的测定结果表明，[(C<,8>mim]Br未造成蝌蚪明显的脂质过氧化，说明蝌蚪的抗氧化系统在解除[C<,8>mim]Br的毒性方面起到了十分重要的作用。隆肛蛙的蝌蚪较大且尾肌发达，为抗氧化酶活性的测定及微核实验提供了方便。用相同的方法和实验设计研究了[C<,8>mim]Br对隆肛蛙蝌蚪的毒性。[C<,8>mim]Br对隆肛蛙蝌蚪的LC<,50>(24h)为82.1mg/L。抗氧化酶活性测定结果显示，隆肛蛙蝌蚪的SOD活性与GSH-Px活性变化趋势和黑斑蛙蝌蚪基本一致，CAT活性却始终低于对照组，MDA含量测定的结果表明，实验初期[C<,8>mim]Br在隆肛蛙蝌蚪体内引起了明显的脂质过氧化，随着时间的推移，脂质过氧化程度逐渐降低。微核实验表明[C<,8>mim]Br能引起隆肛蛙蝌蚪红细胞微核率和总核异常率升高，且在处理后第8天达到最高值(随处理组浓度增加微核率分别为阴性对照组的1.63、2.17、3.06倍；总核异常率为2.99、3.19、3.98倍)。从该项结果可以看出[C<,8>mim]Br对隆肛蛙蝌蚪具有遗传毒性作用。
总结该实验结果，我们认为[C<,8>mim]Br对蛙类胚胎和蝌蚪存在较强的毒性作用，离子液体可能通过溶解磷脂组分破坏细胞膜结构，从而使膜的通透性增加而造成对机体的损害。本实验通过使用多项方法指标更加全面地揭示了离子液体对生物可能造成的影响，但离子液体对人究竟会起到怎样的作用，其作用机制、生物转化和吸收过程以及如何降解等问题仍有待我们的深入研究。
总之我们还需要进一步探讨离子液体的毒性，为其最终的环境风险评价提供依据。
离子液体;黑斑蛙;隆肛蛙;胚胎;蝌蚪;发育毒性;环境污染
河南师范大学
硕士
水产养殖学
李效宇
2007
中文
S966.3;X503.2
51
2007-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）