汞是一種高毒性的全球污染物,其主要污染來源為各種化工制造過程的人為排放,氣態(tài)單質(zhì)汞可在大氣中進行長距離傳輸,并最終通過干濕沉降累積在沉積物中。沉積物中存著大量的厭氧微生物,通過微生物介導的汞甲基化過程可將排放的無機汞轉(zhuǎn)化為高毒性甲基汞,甲基汞又可通過食物鏈富集對人體造成健康威脅。硫化汞納米顆粒(HgS_NP)是一種“新”發(fā)現(xiàn)的重要形態(tài)顆粒汞,大量研究表明多種化工生產(chǎn)過程中也會有HgS_NP生成,例如石油、天然氣的整個生產(chǎn)鏈以及工業(yè)廢水的處理過程,同時在各種環(huán)境介質(zhì)中也發(fā)現(xiàn)HgS_NP的大量存在。有研究表明這些生成的HgS_NP可以被甲基化進而對人體產(chǎn)生危害,因此這些化工過程產(chǎn)生的HgS_NP也將造成環(huán)境威脅。本論文將對HgS_NP后續(xù)的環(huán)境影響進行進一步的監(jiān)控和評估,尤其是它的生物可利用性。基于此,本研究利用同位素示蹤技術(shù)、單細胞-電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）、尺寸排阻色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜（SEC-ICP-MS）、透射電子顯微鏡（TEM）等技術(shù)手段研究H... 

【文章來源】：江漢大學湖北省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

ICP-MS組成[10]

江漢大學碩士研究生學位論文第17頁量分析就尤為重要。常用的連續(xù)浸提、選擇性提取的方法雖能在得到一些有效信息，但仍存在著提取劑選擇困難，步驟繁瑣等諸多問題。急需一種新的技術(shù)手段來解決細胞內(nèi)的元素分析，單細胞-ICP-MS技術(shù)的誕生，為這一方面的研究提供了新的思路。隨著對單個細胞為研究對象的分析需求不斷增加，建立一個快速、高通量的單細胞元素分析方法顯得尤為重要。單細胞-ICP-MS技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的關(guān)于單個細胞內(nèi)元素形態(tài)及含量的分析方法。單細胞-ICPMS是在時間分辨模式下檢測分散液中的細胞，細胞數(shù)量由譜圖中的單細胞信號個數(shù)表示，細胞中的元素含量則與單細胞信號強度呈正相關(guān)[98]。Wang等[99]利用單細胞-ICP-MS檢測出宮頸癌細胞（Hela）、肺癌細胞（A549）及正常的人支氣管上皮細胞（16HBE）中微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn、P、S）含量，通過對比不同細胞間的各微量元素含量差異，可區(qū)分出腫瘤細胞和正常細胞。Ho等[100]使用單細胞-ICP-MS對小球藻中的鎂（Mg）含量進行分析，并利用單分散的MgO納米顆粒懸浮液對單個小球藻的Mg信號進行校準標定，其結(jié)果同酸消解定量結(jié)果表現(xiàn)出很好的一致性，證明了該方法的可行性。圖1-2單細胞-ICP-MS分析的基本原理[98]Fig1-2Principleofsinglecell-ICP-MSanalysis單個細胞在ICP中的行為與普通的液體樣品不同，其更像分散的固體顆粒。如圖1-2所示，對于均相溶解態(tài)的樣品而言，在經(jīng)過等離子體時會產(chǎn)生穩(wěn)定連續(xù)的正價離子，從而在質(zhì)譜中得到連續(xù)而平穩(wěn)的信號，無“尖刺”出現(xiàn)；而對于非均相的細胞分散液，由于細胞內(nèi)元素更為集中高，因而經(jīng)

江漢大學碩士研究生學位論文第24頁示。通過優(yōu)化，在ATCCMedium1957原始配方基礎上加入酵母提取物和L-半胱氨酸后，鐵還原鹽GeobactersulfurreducensPCA可在本實驗條件下快速生長，生長周期大大縮短，且細菌濃度得以提高。細菌在實驗室純培養(yǎng)條件下展現(xiàn)出4個階段：遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定期和衰亡期，在培養(yǎng)0-12h遲緩期，12-36h為對數(shù)期，36-54h為穩(wěn)定期，54h以后進入衰亡期。圖2-1鐵還原菌GeobactersulfurreducensPCA的生長曲線（a）原始培養(yǎng)基-生長曲線[102]（b）優(yōu)化培養(yǎng)基-生長曲線Fig2-1GrowthcurveofironreducingbacteriaGeobactersulfurreducensPCA（a）Originalmedium-growthcurve（b）Optimizemedia-growthcurve但當添加暴露液HgCl2和HgSNP時，其添加成分L-半胱氨酸含有的巰基小分子會與汞結(jié)合[13.14]，影響最終實驗結(jié)果。而酵母提取物含有多類蛋白質(zhì)等復雜成分對本實驗暴露體系影響過大，故暴露時所用的培養(yǎng)基應除去半胱氨酸和酵母提取物。既需保證鐵還原菌GeobactersulfurreducensPCA的快速生長和活性，還需使最終暴露體系不受其他成分因素干擾，故設置三步培養(yǎng)法：生長培養(yǎng)基（包含酵母提取物和L-半胱氨酸）-過渡培養(yǎng)基（減量酵母提取物和L-半胱氨酸）-暴露培養(yǎng)基（無酵母提取物和L-半胱氨酸）。在已確認的對數(shù)生長期（30h）時，使用了生長培養(yǎng)基和過渡培養(yǎng)基的菌液分散性好，細菌數(shù)量密度可達~108/mL。而暴露培養(yǎng)基中的菌液出現(xiàn)明顯團聚現(xiàn)象，細菌活性低且無法測定OD600值，無法確認細菌數(shù)量。通過三步培養(yǎng)法，馴化細菌使其逐漸適應并減少對酵母提取物和L-半胱氨酸這兩種營養(yǎng)成分的依賴性。為了明確鐵還原菌對HgSNP的攝入及甲基化作用，需要確保HgSNP的暴露濃度既01020304050600.000.200.400.600.80光密度OD

【參考文獻】：
期刊論文
[1]根際土壤中汞甲基化與去甲基化作用雙同位素示蹤研究[J]. 王燕,孫濤,王訓,王永敏,王定勇.  環(huán)境科學學報. 2020(01)
[2]汞污染現(xiàn)狀和研究進展[J]. 高蘭蘭,戴剛.  環(huán)境與發(fā)展. 2017(07)
[3]冷原子熒光法測水中汞在環(huán)境監(jiān)測方面的應用[J]. 邱致剛,樂文志.  科技傳播. 2013(21)
[4]Geobacter sulfurreducens對汞的甲基化及其影響因素研究[J]. 鄒嫣,司友斌,顏雪,陳艷.  環(huán)境科學. 2012(09)
[5]HPLC-ICP-MS法分析太湖沉積物中砷的形態(tài)及分布特征[J]. 劉鋒,石志芳,姜霞,李烔源,陳玉紅.  質(zhì)譜學報. 2011(03)
[6]多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜法高精密度測定汞同位素組成[J]. 尹潤生,馮新斌,Foucher Delphine,侍文芳,趙志琦,王靜.  分析化學. 2010(07)
[7]我國汞供需現(xiàn)狀分析及削減對策[J]. 菅小東,沈英娃,姚薇,王玉晶,張鑫.  環(huán)境科學研究. 2009(07)
[8]同位素稀釋等離子體質(zhì)譜法準確測定地質(zhì)樣品中痕量錸[J]. 楊勝洪,屈文俊,杜安道,楊剛,陳江峰.  巖礦測試. 2006(02)
[9]電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定飲用水及水源水中31種元素[J]. 劉麗萍,張妮娜,周珊,田佩瑤,毛紅.  中國衛(wèi)生檢驗雜志. 2005(08)



本文編號：3119361