本文關(guān)鍵詞： 離子液體 斜生柵藻 構(gòu)效關(guān)系 急性毒性 葉綠素?zé)晒?透射電鏡 激光共聚焦 氧化應(yīng)激　出處：《浙江工商大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：離子液體(Ionic Liquids,ILs)由于不會產(chǎn)生大氣污染物或可吸入性有毒物質(zhì)而被認(rèn)為是一種環(huán)境友好型溶劑。近年來,由于其生產(chǎn)與應(yīng)用的快速增長,加之其在水中的高溶解性和難生物降解性,導(dǎo)致其在水環(huán)境中可長期存在進(jìn)而對水生生物造成危害,因此,其"綠色溶劑"的稱號也逐漸受到質(zhì)疑。迄今為止,已有許多關(guān)于離子液體對水生生物(細(xì)菌、藻類、無脊椎動物、脊椎動物等)的毒性研究報告。大致來說,離子液體的毒性與其自身的結(jié)構(gòu)有關(guān),包括烷基鏈長度、陽離子類型與陰離子類型。本論文研究了四種具有不同陰、陽離子的離子液體對斜生柵藻(Scenedesmus obliquus)的影響,四種離子液體分別是:1-己基3-甲基咪唑氯鹽([HMIM]Cl),1-己基3-甲基咪唑硝酸鹽([HMIM/M]NO3),氯化N-己基-3-甲基吡啶([HMPy]Cl),溴化N-己基-3-甲基吡啶([HMPy]Br),研究內(nèi)容主要包括以下四個部分:通過研究四種離子液體對斜生柵藻的急性毒性,可以發(fā)現(xiàn):在一定的暴露時間下,ILs對斜生柵藻的生長抑制率隨濃度的增大而增大,呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系;當(dāng)用低濃度的ILs處理斜生柵藻時,可觀察到隨著暴露時間的延長,ILs對藻的生長抑制率有減小的趨勢,藻的生物量可逐漸恢復(fù)到接近對照組水平,這說明在較低濃度ILs處理下,隨著暴露時間的延長,斜生柵藻有一定恢復(fù)生長的能力;相反地,在高濃度的ILs處理下,ILs對斜生柵藻的生長抑制率隨著暴露時間的延長而增大,說明高濃度ILs對斜生柵藻生長的影響較大,具有不可逆性。四種ILs對斜生柵藻的IC50值均隨著暴露時間的延長先減小后增大,說明四種ILs對斜生柵藻的毒性隨著暴露時間的延長先增大后減小,分別在48 h和72 h時毒性達(dá)到最強(qiáng);對比四種ILs對斜生柵藻的IC50值時發(fā)現(xiàn),毒性順序為:[HMIM]NO3[HMIM C[HMPy]Br[HMPy]Cl。根據(jù)Passino對離子液體毒性的分級,四種離子液體的毒性均屬于中等毒性。通過測定暴露48、96和144 h后,ILs對斜生柵藻光合作用影響,可以得出:四種ILs對斜生柵藻葉綠素產(chǎn)生均有較強(qiáng)的抑制作用,藻細(xì)胞內(nèi)葉綠素a、葉綠素b及總?cè)~綠素含量均隨著ILs濃度的增加而減小,呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系;相同濃度ILs處理下,抑制程度會隨著暴露時間的延長而有所緩和;且在相同的處理濃度下,咪唑坐類ILs對葉綠素含量的抑制程度大于吡啶類ILs,毒性大小:[HMIM]N03[HMIM]Cl[HMPy]Br[HMPy]Cl。此外,在對斜生柵藻的熒光參數(shù)F0、Fv/Fm和Fv/F0和快速光響應(yīng)曲線(Y(Ⅱ))、NPQ)的分析中可以發(fā)現(xiàn):四種ILs均對斜生柵藻光合系統(tǒng)產(chǎn)生了影響,ILs對斜生柵藻光合系統(tǒng)的損傷程度會隨著濃度的升高而加重;隨著暴露時間的延長,ILs處理下的斜生柵藻光合系統(tǒng)會略有恢復(fù);咪唑類ILs對斜生柵藻光合系統(tǒng)的影響程度大于吡啶類ILs,毒性大小為:[HMIM]N03[HMIM]Cl[HMPy]Br[HMPy]Cl。暴露于四種ILs 24、48、72和96 h后,對斜生柵藻細(xì)胞膜通透性產(chǎn)生了影響:暴露于四種ILs相同時間的情況下,藻細(xì)胞膜通透性均隨ILs濃度的升高而增大,呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系;咪唑類離子液體處理組細(xì)胞膜通透性大于吡啶類離子液體,毒性大小順序為:[HMIM]NO3[HMIM]Cl[HMPy]Br[HMPy]Cl;當(dāng)暴露于較高濃度的ILs環(huán)境下時,ILs對藻細(xì)胞膜通透性的影響程度隨時間的延長而逐漸加重。另外,通過觀察藻細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)圖可發(fā)現(xiàn),ILs的存在會改變細(xì)胞形態(tài)與大小,同時破壞細(xì)胞壁、細(xì)胞膜與細(xì)胞器;而且在ILs環(huán)境下,藻細(xì)胞的自我保護(hù)機(jī)制會使得細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)大量黑色電子致密顆粒和淀粉粒。進(jìn)一步研究表明,在不同暴露時長下,各濃度ILs處理下均會刺激斜生柵藻細(xì)胞內(nèi)ROS含量上升,且藻細(xì)胞內(nèi)ROS含量均隨著ILs處理濃度的升高而增大,呈明顯的正相關(guān)關(guān)系;暴露于ILs 144 h后,咪唑類ILs處理的藻細(xì)胞內(nèi)的ROS含量明顯高于吡啶類ILs,毒性大小:[HMIM]NO3[HMIM]Cl[HMPy]Br[HMPy]Cl。通過觀察斜生柵藻內(nèi)ROS水平的激光共聚焦圖,可以看到藻細(xì)胞內(nèi)的綠色熒光含量均隨著ILs濃度的升高而增多,在高濃度ILs處理下,細(xì)胞內(nèi)ROS的分布比較廣泛,綠色熒光幾乎覆蓋整個藻細(xì)胞,說明ILs可使細(xì)胞產(chǎn)生大量ROS。在不同的暴露時間下,較低濃度的ILs處理對藻細(xì)胞體內(nèi)可溶性蛋白有促進(jìn)作用,隨著ILs濃度的升高,可溶性蛋白含量呈下降趨勢。因此,在低濃度的ILs脅迫下,藻細(xì)胞為了維持自身正常的生理代謝,體內(nèi)可溶性蛋白含量增加,但當(dāng)ILs濃度持續(xù)上升時,其毒性超出藻細(xì)胞耐受范圍,造成細(xì)胞損傷,體內(nèi)可溶性蛋白含量下降。在不同暴露時長下,藻細(xì)胞內(nèi)SOD和CAT活性隨濃度的升高呈明顯的先上升后下降的趨勢,說明斜生柵藻受到氧化脅迫,抗氧化酶(SOD和CAT)活性升高以減輕ROS造成的損傷,但隨著ILs濃度的升高或暴露時間的延長,ROS含量最終會超出抗氧化酶的調(diào)節(jié)水平,導(dǎo)致ROS在細(xì)胞內(nèi)的不斷積累,最終造成細(xì)胞的損傷或死亡。,離子液體對斜生柵藻的毒性機(jī)制可能是由于導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生過量的ROS,造成氧化脅迫,繼而造成細(xì)胞膜損傷、破壞細(xì)胞器,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。
[Abstract]:In recent years , the effect of ionic liquids on the growth inhibition rate of oblique green algae increased with the increase of exposure time . The effects of ILs on the membrane permeability of Spirulina platensis were increased with the increase of ILs concentration . The effect of ILs on cell membrane permeability increased with the increase of ILs concentration . However , when ILs concentration continues to rise , its toxicity is beyond the tolerance range of algae cells , causing cell damage and decreasing the content of soluble protein in vivo .

【學(xué)位授予單位】：浙江工商大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X171.5

【參考文獻(xiàn)】

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