芳香族污染物基因毒性作用的分子水平研究.pdf

1、芳香族污染物，特別是芳香族染料和芳香族表面活性劑，在環(huán)境中大量存在，并對生物體造成危害。芳香族污染物及其復合污染物（芳香族污染物之間或芳香族污染物與其他類物質形成的復合物）進入生物體后與DNA直接或間接發(fā)生相互作用，改變DNA的結構與構象或引起DNA損傷，從而影響其功能或改變其遺傳特性。因此，研究芳香族污染物及其復合污染物與DNA的相互作用和其基因毒性作用的評價方法，將有助于人們從基因分子水平上了解芳香族污染物毒性作用機理，有利于正確認

2、識和評估污染物的毒性。 本論文主要利用光譜學技術對環(huán)境中常見的芳香族污染物及其復合污染物的基因毒性作用機理進行了研究，利用光譜學響應信號對這些污染物的基因毒性作用強度進行了評價。論文主要包括以下四個部分： 第一部分：利用吸收光譜法和圓二色譜法從基因分子水平上研究了甲基紫對ctDNA的毒性作用。結果表明，在低甲基紫濃度時，甲基紫與DNA的結合方式為“嵌入作用”方式；而在較高甲基紫濃度時，甲基紫與ctDNA的結合模式為“

3、靜電作用”，求得其結合常數(shù)為Kθ25℃為1．80×103L·mol-1。本部分還利用紫外可見吸收光譜信號（AA）評價了甲基紫的基因毒性作用強度。當甲基紫與ctDNA的作用模式為靜電式結合時，在pH為6．50、甲基紫濃度為4．0×10-5mol L-1的條件下，甲基紫基因分子毒性作用最強；在0～40 min內，隨時間增加，甲基紫基因分子毒性作用強度逐漸減弱；在40～120 min內，隨時間增加，作用強度減弱程度變小，趨于穩(wěn)定；當NaCl濃

4、度大于0．008 mol/L時，隨離子強度增大，甲基紫與ctDNA的作用強度明顯降低，進一步說明甲基紫與ctDNA的結合模式為“靜電作用”。圓二色譜的實驗結果表明，甲基紫可使DNA構象發(fā)生改變，并呈現(xiàn)明顯的直線型劑量-效應關系。 第二部分：在體外研究了甲苯胺藍（TB）對ctDNA的基因毒性作用。紫外-可見吸收光譜、熒光光譜和熒光偏振的實驗結果表明ctDNA可以通過兩種作用模式與甲苯胺藍發(fā)生作用而表現(xiàn)出一定的基因毒性。在低甲苯胺

5、藍濃度下，甲苯胺藍嵌插入ctDNA堿基對中。在高濃度甲苯胺藍濃度下，甲苯胺藍與ctDNA外部磷酸根發(fā)生靜電結合。靜電結合和嵌插結合的鍵合常數(shù)分別為1．01×106 Lmol-1和2．17×107L mol-1，鍵合位點數(shù)分別為0．9和0．4。圓二色譜的研究結果表明這兩種結合方式對ctDNA構象有不同的影響。以DNA對甲苯胺藍的熒光猝滅程度評價了甲苯胺藍的基因毒性強度。在甲苯胺藍濃度為4．0×10-6mol L-1，pH值在6．50～8．

6、50范圍內時，甲苯胺藍的基因毒性作用最強。 第三部分：模擬研究了生物體內偶氮染料堿性橙與CTMAB芳香族復合污染物的基因毒性作用。吸收光譜、共振光散射光譜、圓二色譜和透射電鏡的實驗結果均表明堿性橙本身基因毒性不強，而堿性橙-CTMAB復合污染物則表現(xiàn)出明顯的毒性。污染物在ctDNA表面的聚集產生毒性，聚集程度反映基因毒性大小。基于這一點，利用ctDNA加入前后堿性橙-CTMAB復合污染物共振光散射強度的改變值評價其基因毒性作用

7、強度。當堿性橙濃度為3．0×104 mol L-1、CTMAB濃度為1．6×10-5mol L-1、pH大于7．00時，堿性橙-CTMAB復合污染物對ctDNA的基因毒性作用最強。圓二色譜的結果表明堿性橙-CTMAB復合污染物在基因毒性作用過程中能使ctDNA構象發(fā)生改變。透射電鏡的結果表明堿性橙-CTMAB復合污染物與ctDNA發(fā)生作用，生成了離子締合物。各種光譜學手段的實驗結果表明堿性橙-CTMAB復合污染物的基因毒性作用比堿性橙或

8、CTMAB單獨存在時毒性作用都強。 第四部分：利用吸收光譜、共振光散射及透射電鏡等技術在體外模擬研究了芳香族污染物十六烷基三甲基溴化砒啶（CPB）與納米銀復合污染物所產生的基因毒性。研究發(fā)現(xiàn)，粒徑20-50 nm范圍內的納米銀顆粒單獨存在時其基因毒性不強。而nanoAg與芳香族陽離子表面活性劑CPB作用后形成的nanoAg-CPB復合物則有明顯的基因毒性。利用ctDNA加入前后nanoAg-CPB復合體系共振光散射強度的改變值