论文部分内容阅读
本文研究典型阳离子表面活性剂对蛋白核小球藻和四尾栅藻的毒性,测定12种表面活性剂对受试藻种致毒的半抑制浓度EC50以及一些生理指标包括叶绿素含量和蛋白质含量。随后,挑选2种代表性阳离子表面活性剂,测定其作用下受试藻种SOD酶活及丙二醛含量的变化,并通过光镜和扫描电镜进行细胞表面结构损伤观察,用流式细胞术研究表面活性剂造成的藻细胞凋亡损伤情况,比较表面活性剂对蛋白核小球藻和四尾栅藻藻细胞的毒性,并从生物角度分析其致毒机理。最后,采用多元线性回归方法对表面活性剂分子结构参数与其对藻细胞毒性（-lgEC50）的相关性进行分析,分别建立二者间的QSAR模型,并用交叉验证法进行验证,以期为同类表面活性剂的生态毒性进行预测。论文研究得到以下主要结果:1)表面活性剂对藻细胞的生长抑制效应受浓度和时间的影响显著,不同浓度表面活性剂对蛋白核小球藻和四尾栅藻的生长量和生化组分（包括叶绿素、蛋白质含量等）均有影响。低浓度表面活性剂在不同程度上刺激了藻细胞的生长和生化组分合成,高浓度表面活性剂则显著抑制藻细胞的生长和生化活性。2)表面活性剂对蛋白核小球藻和四尾栅藻的刺激存在差异,四尾栅藻对表面活性剂的抗性一般强于蛋白核小球藻。表面活性剂对藻的毒性强弱不是简单地在浓度上的线性增加,也不是在藻抗性强弱上的对应变化。3)生长抑制实验发现,部分表面活性剂在低浓度时对藻细胞SOD酶活有促进作用,说明藻细胞自身能调节抗氧化机制,促进抗氧化机能,降低低强度逆境对藻细胞生长和生理机能的影响。随着暴露组浓度超过细胞耐受极限,脂质过氧化带来的损伤大于细胞自身的修复能力,SOD酶活受到抑制,自由基产生和消除之间的平衡被破坏,细胞开始受到毒害,藻细胞生长也受到明显抑制。MDA是细胞膜脂质过氧化的产物,同时也是膜损伤的重要指标,其变化与SOD活性变化相对应。随着暴露组浓度的增加,SOD活性下降,细胞抗氧化能力也降低,引起藻体内H2O2的积累,导致脂质过氧化造成细胞膜通透性增大,藻细胞内MDA含量上升,这种现象随暴露组浓度增大表现愈加明显。并通过细胞电镜观察和流式细胞仪检测中得出表面活性剂首先攻击藻类细胞的靶位置是细胞膜上的膜脂分子,验证了表面活性剂是通过损伤藻细胞的细胞膜进而破坏细胞内的核酸生成机制。4)以16种理化、量子化学参数值为自变量,以急性毒性(-lgEC50)为因变量,进行多元线性回归分析,得出表面活性剂对蛋白核小球藻、四尾栅藻的的毒性与其量参数间的定量构效关系,建立相应QSAR模型。共同进入预测表面活性剂的急性毒性的QSAR模型的参数分别是X轴主惯性矩σxx,总连接性系数TC和碳链长度CL,该模型具有较好的稳定性和预测性能。5)推测表面活性剂对藻种的制毒机制:表面活性剂首先穿过细胞膜,在生物体内积聚,然后表面活性剂分子与蛋白质、核酸进行结合吸附,减少藻类蛋白质和核酸的合成,进而破坏细胞内部结构。