【摘要】：在電鍍行業(yè),特別是鍍鉻工藝中,普遍采用全氟辛烷磺酸鹽(PFOS)作為酸霧和鉻霧抑制劑。近年來(lái),隨著PFOS在全球范圍內(nèi)的進(jìn)一步限制甚至禁用,全氟烷基醚磺酸鹽(F-53B)作為PFOS的替代品在電鍍行業(yè)得到廣泛使用。2009年,F-53B在我國(guó)電鍍行業(yè)的使用量達(dá)20~30噸,而目前我國(guó)對(duì)F-53B缺乏專門的排放要求和有效減量化處理措施,因此幾乎所有的電鍍企業(yè)都未對(duì)F-53B進(jìn)行減量處理,最終導(dǎo)致其大部分進(jìn)入了水環(huán)境中。鑒于F-53B在環(huán)境介質(zhì)中頻頻檢測(cè)出且具有較高的生物富集能力,因此,迫切需要對(duì)F-53B的水環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。本研究以斑馬魚為模式生物,以液相色譜-高分辨質(zhì)譜聯(lián)用(LC-MS/MS)為檢測(cè)手段,建立了斑馬魚體內(nèi)F-53B高靈敏分析方法;進(jìn)一步地,對(duì)斑馬魚胚胎的發(fā)育毒性,甲狀腺內(nèi)分泌干擾效應(yīng)和氧化應(yīng)激及其作用機(jī)制進(jìn)行了深入研究。主要結(jié)論如下:(1)以LC-MS/MS為檢測(cè)手段,將Eclipase Plus C_(18)(1.8μm×2.1mm×50mm,Agilent,USA)色譜柱首次成功運(yùn)用于檢測(cè)斑馬魚幼魚和成魚組織中F-53B的含量測(cè)定,建立了F-53B的高靈敏分析方法。以選擇反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)負(fù)離子模式,優(yōu)化確定F-53B和PFOS的相關(guān)特征參數(shù),指出碎裂電壓分別為160 V和100 V,碰撞電壓分別為30 eV和70 eV,測(cè)量的質(zhì)荷比(m/z)分別為530.8和498.8,特征離子質(zhì)荷比(m/z)分別351.0和79.9。根據(jù)外標(biāo)法和內(nèi)標(biāo)法的相關(guān)系數(shù)(R~2)0.9999和0.9997可知,F-53B在測(cè)定范圍內(nèi),均有較好的線性關(guān)系。通過(guò)對(duì)精密度和回收率結(jié)果表明,低、中、高(10,100,500μg/L)三個(gè)濃度梯度的精密度(RSD,relative standard deviation,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差)分別為2.53%、3.83%和1.88%,對(duì)應(yīng)回收率分別為86.13±1.28%、90.40±2.86%和89.67±3.10%,由于RSD均小于5%和回收率均大于85%,判斷其符合生物樣本定量分析的一般要求。(2)F-53B屬于中度毒性物質(zhì),對(duì)斑馬魚胚胎和幼魚的急性致死性均表現(xiàn)出時(shí)間效應(yīng),72 h-LC_(50)分別為18.43 mg/L和13.09 mg/L,對(duì)應(yīng)95%置信區(qū)間分別為15.81~22.59 mg/L和6.59~17.43 mg/L,說(shuō)明對(duì)F-53B敏感性:幼魚胚胎。(3)經(jīng)10 ug/L和100 ug/L F-53B暴露后,幼魚和成魚(雌/雄)體內(nèi)F-53B的吸收量與暴露時(shí)間成正相關(guān)關(guān)系。在暴露階段,于幼魚而言,在低、高濃度下,體內(nèi)F-53B的含量(濕重,下同)分別達(dá)2.359 mg/kg和23.046 mg/kg,對(duì)應(yīng)48 h的生物富集因子log_(10)BCF_(48h)值介于2.659到2.693之間,消除速率常數(shù)(k)介于0.00268 h~(-1)和0.00287 h~(-1),對(duì)應(yīng)的半衰期相應(yīng)的介于241.5 h到258.6 h之間。于成年斑馬魚而言:吸收階段(0~7 d),各組織中F-53B含量與暴露時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系,但未達(dá)到富集飽和狀態(tài);消除階段(7~12 d),各組織中F-53B含量隨著消除時(shí)間逐漸降低。此外,斑馬魚對(duì)F-53B的作用,呈現(xiàn)出性別和組織特異性差異現(xiàn)象,即:富集能力:雄魚雌魚;雌魚一致表現(xiàn)為:性腺肝臟鰓腦;雄魚一致表現(xiàn)為:肝臟鰓性腺腦。在低、高濃度暴露組中,F-53B富集的最高器官分別是雌魚性腺(分別為5.42和59.19 mg/kg)和雄魚肝臟(分別為8.98和116.24 mg/kg)。由此推測(cè)出,肝臟是F-53B在斑馬魚體內(nèi)富集的最主要部位之一,鰓因其具有較大的表面積也表現(xiàn)出對(duì)F-53B較高的富集潛力。(4)用T-screen檢測(cè)GH_3細(xì)胞顯示,F-53B以劑量依賴的方式促進(jìn)細(xì)胞增殖,表明F-53B具有高的甲狀腺激素受體(TR)激動(dòng)活性。通過(guò)對(duì)斑馬魚幼魚的激素、基因、Western Blot、同源模建和分子對(duì)接等相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明:F-53B暴露誘發(fā)了顯著的發(fā)育抑制,在吸收階段,對(duì)于四碘甲狀腺原氨酸(T_4),表現(xiàn)出顯著性升高;對(duì)于三碘甲腺原氨酸(T_3),觀察到增加趨勢(shì),但沒有顯著差異;在蛋白表達(dá)方面,甲狀腺球蛋白(TG)水平降低,而甲狀腺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(TTR)則顯著上調(diào);與下丘腦-垂體-甲狀腺軸(HPT軸)相關(guān)的大部分基因(crh,tshβ,trβ,dio1,dio2,nis,nkx2.1和pax8等),轉(zhuǎn)錄水平均下調(diào);在消除階段,T_4水平顯著增加,TG蛋白水平和基因轉(zhuǎn)錄也呈現(xiàn)顯著上調(diào)現(xiàn)象,TTR沒顯著變化。采取分子對(duì)接的計(jì)算機(jī)模擬法,分析得到zfTTR/F-53B這種復(fù)合物骨架原子的平均均方根偏差(RMSD)為2.31?,且整個(gè)系統(tǒng)在10 ns仿真后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡;揭示F-53B與TTR蛋白結(jié)合,實(shí)質(zhì)上主要是三個(gè)氫鍵與Lys123和Lys115結(jié)合。通過(guò)對(duì)zfTTR/F-53B的定量評(píng)估可知,其結(jié)合自由能△G_(bind)為-7.36 kcal/mol,且靜電能是驅(qū)動(dòng)F-53B與zfTTR結(jié)合的主要貢獻(xiàn)者。而在分解得到的Leu8、Leu101、Val112、Lys115、Leu125、Pro132、Leu218和Val229等殘基中,Leu125是F-53B結(jié)合到zfTTR上最重要的一個(gè)殘基。通過(guò)體內(nèi)、體外和計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果表明:F-53B會(huì)干擾甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng),且在消除階段,該效應(yīng)不能恢復(fù)。(5)F-53B對(duì)斑馬魚幼魚和成魚抗氧化酶系統(tǒng)的影響顯示,吸收期,MDA和GSH含量均有所下降,且與暴露濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系;CAT、SOD、CuZn-SOD和GSH-ST的活性均被抑制,且隨著暴露濃度增加,被抑制作用越明顯;而GSH-Px活性均被誘導(dǎo),且與暴露濃度呈正相關(guān)關(guān)系。在消除期,MDA和GSH含量有所上調(diào),但仍低于對(duì)照組;CAT、SOD、CuZn-SOD和GSH-ST這四種酶的活性均有所回升,但整體上仍低于對(duì)照組;而GSH-Px活性的被誘導(dǎo)作用有所回下調(diào),但整體上仍高于對(duì)照組。可見,F-53B在機(jī)體中的積累會(huì)對(duì)斑馬魚抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生不利效應(yīng),對(duì)組織功能和細(xì)胞的活力產(chǎn)生影響,進(jìn)而引起多種后續(xù)不利的環(huán)境效應(yīng),因此,需引起我們的足夠重視。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X171.5;X781.1
【圖文】：

及目的和意義酸鹽（perfluorooctane sulfonate，PFOS）廣泛運(yùn)藝中，PFOS 是酸霧抑制劑和鉻霧抑制劑的重要年來(lái)，關(guān)于 PFOS 所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題日益突出，業(yè)的使用受到限制甚至禁止使用。這種限制使替代品的高度重視，隨著帶來(lái)的相關(guān)的研究、生形成明顯對(duì)比的是對(duì)替代品的環(huán)境行為、生物不夠。因此，關(guān)于 PFOS 替代品的環(huán)境行為和相、研究熱點(diǎn)�；鸦撬猁}（6:2 Chlorinated polyfluorinated e名 F-53B）作為 PFOS 的一種重要的替代品，其在如圖 1.1 所示。

第 1 章 緒論氧化還原酶（Prx）等轉(zhuǎn)變?yōu)?H2O 和氧原子。H2O2是一種小的、不帶電荷和能夠自由擴(kuò)散的分子，在細(xì)胞受到外界刺激時(shí)，能迅速的生成和降解。同樣，也有研究表明，H2O2是細(xì)胞內(nèi)廣泛存在的信號(hào)分子，它參與了細(xì)胞內(nèi)的許多分子活動(dòng)，包括鈣依賴的蛋白磷酸化、蛋白絡(luò)氨酸磷酸化、電壓門 K+通道、鈣離子的流入和流出等。這些細(xì)胞活動(dòng)在細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖、發(fā)育、分化、衰老和凋亡以及許多生理和病理過(guò)程有非常重要的作用。對(duì)此，近期有研究指出，F(xiàn)-53B 會(huì)導(dǎo)致斑馬魚胚胎孵化延遲、畸形率增加并降低存活率[55]，然而，關(guān)于 F-53B 誘導(dǎo)產(chǎn)生這些發(fā)育毒性的作用機(jī)制，卻尚未闡明。Shi 等[69]就研究指出，引起胚胎發(fā)育毒性的主要原因很可能就是氧化損傷造成。正常生理情況下，生物體可通過(guò)自身抗氧化防御系統(tǒng)清除由外源有毒物質(zhì)誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧自由基，起到保護(hù)機(jī)體的作用；但是一旦 ROS 產(chǎn)生量超出機(jī)體自身的清除能力時(shí)，就會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生氧化損傷。

圖 1.3 下丘腦-垂體-甲狀腺軸Fig1.3 The hypothalamic-pituitary-thyroid axis在魚類中，HPT 軸調(diào)控著甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)功能，其主要是通過(guò)調(diào)節(jié)甲狀腺激素的合成、分泌、轉(zhuǎn)運(yùn)及代謝來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)控甲狀腺激素生物動(dòng)力學(xué)效應(yīng)[81]。這與其它動(dòng)物下丘腦分泌甲狀腺激素釋放激素（thyrotropin releasing hormone，TRH）不同的是，魚類通過(guò)下丘腦合成促腎上腺激素釋放激素（corticotropinreleasing hormone，CRH），釋放到垂體，刺激垂體產(chǎn)生和釋放促甲狀腺激素（thyroid stimulating hormone，TSH），TSH 作用于甲狀腺促進(jìn)甲狀腺激素（THs）的合成。鑒于 THs 在脊椎動(dòng)物正常發(fā)育和生理功能中的關(guān)鍵作用，通過(guò)鑒別可能對(duì)甲狀腺功能和 TH 信號(hào)傳遞產(chǎn)生不利影響的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)，并評(píng)估其對(duì)動(dòng)物和人類的風(fēng)險(xiǎn)顯得至關(guān)重要。當(dāng)前，針對(duì)甲狀腺內(nèi)分泌干擾物（THDCs）的分子機(jī)理研究，主要是集中在甲狀腺激素受體水平和甲狀腺激素轉(zhuǎn)運(yùn)水平等兩方面[58,59]。彭開良等[82]研究指出，過(guò)氯酸氨（AP）可以通過(guò)抑制 TPO 基因的表達(dá)反饋性地引起促甲狀腺激素水平升高。BROWN 等[83]的研究也證實(shí)，TPO 活性的抑制會(huì)阻礙甲狀腺激素的

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉冉;曹志會(huì);趙月;王冰;沈洪艷;楊杰頻;;PFOA和PFOS對(duì)大型蚤急性毒性試驗(yàn)研究[J];安全與環(huán)境工程;2015年04期

2 杜佳;王樹濤;劉征;尤宏;;全氟辛烷磺酸鉀(PFOS)和納米氧化鋅(Nano-ZnO)單獨(dú)與聯(lián)合暴露對(duì)斑馬魚胚胎的氧化損傷和細(xì)胞凋亡的影響[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2015年03期

3 何建麗;彭濤;謝潔;代漢慧;陳冬東;岳振峰;范春林;李存;;高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定動(dòng)物肝臟中20種全氟烷基類化合物[J];分析化學(xué);2015年01期

4 任肖敏;張連營(yíng);郭良宏;;多溴聯(lián)苯醚和全氟烷基酸的分子毒理機(jī)制研究[J];環(huán)境化學(xué);2014年10期

5 江敏;袁璐瑤;;全氟辛烷磺酸(PFOS)的環(huán)境污染及生態(tài)毒性研究進(jìn)展[J];安全與環(huán)境學(xué)報(bào);2014年04期

6 端正花;王勛功;王華;李寧濤;朱琳;;全氟辛烷羧酸(PFOA)與全氟辛烷磺酸(PFOS)的細(xì)胞毒性效應(yīng)[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2014年02期

7 藍(lán)芳;馮沙;沈金燦;吳曉萍;岳振峰;;高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定葡萄酒中14種全氟化合物[J];分析化學(xué);2013年12期

8 劉曉暉;胡宏;李雙月;邵靜;劉薇;金一和;;全氟辛烷磺酸神經(jīng)發(fā)育毒性機(jī)制研究進(jìn)展[J];生態(tài)毒理學(xué)報(bào);2013年05期

9 郭萌萌;吳海燕;李兆新;譚志軍;翟毓秀;;超快速液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法檢測(cè)水產(chǎn)品中23種全氟烷基化合物[J];分析化學(xué);2013年09期

10 陳清武;張鴻;柴之芳;沈金燦;楊波;;深圳市沿岸表層海水中全氟化合物的殘留特征及其分布規(guī)律[J];環(huán)境科學(xué);2012年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 杜佳;全氟辛烷基磺酸與納米氧化鋅對(duì)斑馬魚聯(lián)合毒性效應(yīng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

2 穆希巖;苯醚甲環(huán)唑?qū)Π唏R魚毒性及作用機(jī)制研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

3 涂文清;幾種典型污染物對(duì)斑馬魚的甲狀腺干擾效應(yīng)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年

4 張帆;應(yīng)用LC-MS/MS分析抗生素在斑馬魚體內(nèi)的吸收研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2014年

5 袁永娜;QSPR/QSAR在化學(xué)、藥物化學(xué)和環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用研究[D];蘭州大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 周月;基于分子對(duì)接技術(shù)探討菊苣抑制嘌呤吸收作用機(jī)制[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2017年

2 李闖修;F-53B和OBS等多/全氟化合物在典型區(qū)域的污染特征研究[D];青島理工大學(xué);2016年

3 舒啟超;抑制性谷氨酸受體（IGluRs）的同源模建及分子對(duì)接[D];武漢工程大學(xué);2016年

4 薛文娟;氟對(duì)斑馬魚下丘腦—垂體—甲狀腺軸干擾效應(yīng)的研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 陸美婭;雌激素受體ER和甲狀腺激素受體TR介導(dǎo)的典型環(huán)境內(nèi)分泌干擾物效應(yīng)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

6 陳藝紅;PFOS和PFOA對(duì)斑馬魚胚胎的毒性研究[D];大連海事大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2784883