【摘要】：消毒副產(chǎn)物(DBPs)是原水中的有機(jī)物與殺滅病原體的消毒劑發(fā)生反應(yīng)時形成的。流行病學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),一些癌癥的發(fā)生與所產(chǎn)生的副產(chǎn)物有直接關(guān)系。但人們對許多DBPs的毒性知之甚少,而且目前存在的檢測毒性的方法大多存在成本高昂、操作時間長的問題,所以采用一種新的技術(shù)方法來探究DBPs的毒性作用效應(yīng)是非常必要的。毒理基因組學(xué)是在高通量技術(shù)手段的應(yīng)用上發(fā)展起來的新領(lǐng)域,具有高通量、節(jié)約成本、耗時短的特點(diǎn),因此毒理基因組學(xué)可為DBPs的毒性作用研究提供更加便捷有效的全新技術(shù)支持。本文以20個DBPs為研究對象,采用基于基因毒理學(xué)的實(shí)時基因表達(dá)譜方法對DBPs的毒性進(jìn)行研究,從應(yīng)激反應(yīng)及基因水平分析其作用模式(MOA)及作用途徑;同時采用定量構(gòu)效關(guān)系(QSAR)研究方法對DBPs的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)及所測得的毒性終點(diǎn)進(jìn)行分析,確定影響毒性的DBPs自身的性質(zhì)。研究得出以下結(jié)論:(1)20個受試DBPs中的12個在毒理基因組學(xué)測定中表現(xiàn)的毒性MOA與文獻(xiàn)報道結(jié)果相一致,同時還發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)有研究中不曾存在的應(yīng)激反應(yīng),說明DBPs可能存在多種潛在毒性作用途徑。(2)應(yīng)用定量方法對DBPs的分子毒性進(jìn)行表征,采用四參數(shù)模型建立劑量-效應(yīng)關(guān)系。其中,6個DBPs呈現(xiàn)出扁平的劑量效應(yīng)曲線,7個DBPs的劑量效應(yīng)曲線表現(xiàn)出典型的“S形”或部分“S形”,其他大部分DBPs的劑量效應(yīng)曲線呈現(xiàn)較為平緩的趨勢。同時采用劑量-效應(yīng)曲線可以計算出受試DBPs的定量分子毒性終點(diǎn),如最大效應(yīng)指標(biāo)TELImax、EC-TELI115。(3)不同DBPs所誘導(dǎo)的基因表達(dá)具有很強(qiáng)的動態(tài)性和復(fù)雜性。在主要關(guān)注的氧化應(yīng)激、膜應(yīng)激及DNA損傷三種應(yīng)激機(jī)制中,大部分DBPs所誘導(dǎo)的主要為氧化應(yīng)激及DNA損傷。大多數(shù)DBPs誘導(dǎo)的不同作用模式的基因表達(dá)隨著種類及濃度不同而改變,說明DBPs的類型及暴露水平都對基因組活性存在較大影響。(4)通過對表達(dá)改變的基因及不同濃度的DBPs進(jìn)行的相關(guān)性聚類分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)同一DBPs在不同濃度下的毒性機(jī)制及具有相似分子式結(jié)構(gòu)的DBPs的基因毒性機(jī)制可能不同,同時說明采用高通量的毒理基因組學(xué)實(shí)驗(yàn)提供的毒理指紋圖譜可對給定的化學(xué)品進(jìn)行毒性相似性分析。(5)對20個DBPs的QSAR研究發(fā)現(xiàn),量子化學(xué)及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)與大部分DBPs的毒性終點(diǎn)相關(guān)性較強(qiáng),說明影響DBPs基因毒性的主要化學(xué)結(jié)構(gòu)參數(shù)為涉及整個化合物分子的量子化學(xué)參數(shù)和反映分子骨架及分支度的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU991.2
【圖文】：

是水處理過程中不可或缺的部分，但在有效減少病原微生物的同時消毒也帶來了公問題：產(chǎn)生可能導(dǎo)致癌癥或生殖、發(fā)育問題的消毒副產(chǎn)物（DBPs）。消毒所使用的消毒劑是很強(qiáng)的氧化劑，可以氧化水體（河流、湖泊、地下水）中存多數(shù)有機(jī)物、人為污染物和溴化及碘化物，從而增加了可能對人體存在潛在危害DB的幾率。常用的消毒劑包括液氯、臭氧、二氧化氯和氯胺，每種消毒劑各自產(chǎn)生的會在水體中形成混合體系[2]，因此DBPs種類非常多樣龐大。目前，大多數(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)出版法規(guī)或監(jiān)管規(guī)范，為在充分保證消毒并控制目標(biāo)病同時，限制DBPs的含量（MCL）以此最小化消費(fèi)者暴露在DBPs中的可能性。但被DBPs只占極少部分，這部分DBPs對人體健康的危害主要體現(xiàn)在其具有致癌性、致及生殖發(fā)育毒性，而大部分DBPs的潛在毒性還未被確認(rèn)。新興消毒副產(chǎn)物是指“新之前未確認(rèn)”、“未受法規(guī)規(guī)范”、且“對人體健康及生態(tài)環(huán)境具有潛在或?qū)嵸|(zhì)威脅”。大多數(shù)新興消毒副產(chǎn)物的監(jiān)測資料缺乏，人群暴露和劑量效應(yīng)資料有限，對于Ps我國尚未制定限值，所以需要重視其暴露監(jiān)測數(shù)據(jù)的積累，關(guān)注其低劑量持續(xù)有害效應(yīng)，研究人群暴露的不良健康效應(yīng)與評價，為建立相應(yīng)的水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)奠定基礎(chǔ)。

儲存在 4 ℃?zhèn)溆谩? 培養(yǎng)基：每 50 ml M9 培養(yǎng)基中添加 10 ml 5x M9 培養(yǎng)基l 1M MgCl2、5 μl 1M CaCl2及 100 ml 12.5 mg/ml 卡那霉素，儀器及設(shè)備使用的主要實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備如下表 2-3 所示。表 2-3 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備Table 2-3 Experimental instruments and equipments儀器名稱 儀器型號 生產(chǎn)動移液工作站 epMotion 5075t 德國 Eppe板細(xì)胞成像系統(tǒng) Cytation5 USA B培養(yǎng)箱 WP25AB 天津泰斯特儀純水機(jī) Direct Q 5 UV 法國 Mill超低溫冰箱 Inova C585 德國 Ep超聲清洗儀 Jipad22-500 上海旌派儀式壓力滅菌器 LDZX50KBS 上海申安醫(yī)

2相關(guān)的氧化應(yīng)激。圖4-3b 為CAN及 IAA 暴露時產(chǎn)生的DNA應(yīng)激途徑，兩者相比發(fā)現(xiàn) CAN誘導(dǎo)的SOS修復(fù)、堿基切除修復(fù)及錯配修復(fù)等 DNA 應(yīng)激途徑較多，而 IAA 主要導(dǎo)致與核酸切除及雙鏈斷裂修復(fù)相關(guān)的基因表達(dá)水平的改變，說明 CAN 誘導(dǎo)的 DNA 損傷程度更加嚴(yán)重，而且這些 DNA 損傷所維持的時間相對持久，甚至 120 分鐘后才能消除。與多重藥物外排及細(xì)胞壁/膜結(jié)構(gòu)相關(guān)的基因在 2 個 DBPs 的暴露過程中都表現(xiàn)出調(diào)

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