赤子爱胜赤子爱胜蚓暴露于与不同剂量的有毒有机污染物后行动模式的代谢反应外文翻译资料

 2022-03-27 19:35:22

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赤子爱胜赤子爱胜蚓暴露于与不同剂量的有毒有机污染物后行动模式的代谢反应

摘要：核磁共振(NMR)e基础代谢组学有可能识别有毒污染物混合在受污染的土壤的反应。本研究是关于赤子爱胜赤子爱胜蚓暴露于有机化化合物来确定是否分别出具体的污染物的评估。参与调查测试的化合物有：两个农药（西维因和毒死蜱）三个药品(carbamazephine,雌激素酮咖啡因),两个持久性有机卤素(Aroclor 1254和多溴二苯醚209)以及两个工业化合物(non-ylphenol和邻苯二甲酸二甲酯)。控制并且暴露具体污染物区分与主要成分和潜在的具体污染物生物标记。这些结果表明,NMR-based代谢组学为区分不同的毒性的行为模式(农业部)和赤子爱胜蚓与毒性剂量提供了相当大的可能性。

关键词:西维因 ,毒死蜱,Carbamazephine , 雌激素酮咖啡因Aroclor 1254,多溴化diphenylether 209壬基苯酚和邻苯二甲酸二甲酯毒杀

介绍

有机化合物的混合物的存在在污染领域网站使复杂化使毒性评估和环境风险评估和自生态毒性污染物混合物的信息是有限的。化学提取目标化合物一直被用来确定环境风险。

然而,近年来,已经有出现更多综合评估环境方法的趋势,包括结合化学和生物方法。Metab-olomics可以确定哪些混合污染物中引起不良反应,因此可以用来改善污染的网站评估。基因组学涉及到在内生的由于外部压力的低分子的变化，如污染物暴露。环境代谢组学研究评估土壤污染物通常使用爱胜蚓和地龙赤子爱胜蚓也在生态毒理研究中中常见

赤子爱胜赤子爱胜蚓的极地内源性代谢物和地龙地龙属已经研究的很透彻,包括大量的氨基酸、糖类和其他低分子量生化药剂包括渗透物质和核苷酸。代谢组学的强项在于,它能够快速筛选大量的代谢物和识别潜在的生物标记物并且可以轻松地使用模式识别技术(Miller, 2006)。几个实验室研究使用多元统计方法已经评估了赤子爱胜赤子爱胜蚓地龙属暴露污染物和发现潜在的代谢生物标记(Guo et al., 2009; Simpson and McKelvie, 2009 )。

许多核磁共振代谢组研究工作接触测试,通常应用于生态毒理学的筛选方法(斯珀吉翁等人.,2003)。这些研究已经确定统计了赤子爱胜蚓暴露于多环芳香，碳氢化合物，农药，和氟苯胺类中显著的内源性代谢物的变化。然而,迄今为止,很少已确定的具体污染物的反应。例如,丙氨酸已被确定为一个生物标志物的剂量三氟甲基苯胺,滴滴涕,硫丹、萘、菲、芘暴光 和麦芽糖对氟苯胺已被确定为一个潜在的生物标志物,菲和混合的金属曝光。2-hexyl-5-ethyl-3-furansulfonate降低,增加肌苷一磷酸也发现2-fluoro-4-methylaniline的潜在生物标志物和3,5-二氟苯胺曝光Bundy et al. (2002).代谢组学描绘化合物是引发代谢反应混合物，除此研究需要确定如果有具体污染物生物标记,可以联系到不同的有毒的行为模式。

本研究的目的是评估赤子爱胜蚓利用核磁共振氢谱法分析对不同模式的一系列有机化合物毒的代谢反应来确定可以被识别的具体污染物生物标记物。化合物调查包括杀虫剂(西维因和毒死蜱)、医药(carbamazephine、雌激素酮和咖啡因),持久性有机卤素的(多氯联苯阿罗克洛1254和多溴化二苯醚209)和工业化合物(壬基苯酚和邻苯二甲酸二甲酯)。确保接触水平的代谢组学研究剂量接触测试,只是浓度低于LC50浓度。西维因的LC50 (Heimbach, 1988; Edwards and Bater, 1992),毒死蜱(Yu et al .,2006),二苯醚1254(Fitzpatrick et al .,1992)和邻苯二甲酸二甲酯(Drewes and Vining, 1984)曾被报导过。LC50 在这项研究中,测量的其他5个化合物(carbamazephine、雌激素、咖啡因、多溴化二苯醚209和壬基酚)第一次开创性确保剂量浓度用于代谢组学暴露实验。

材料和方法

化学物质

西维因(250毫克安瓿,Supelco),毒死蜱(99.9%,里德尔de Haen)carbamazephine(粉、sigma;),雌激素酮(99%,sigma;)和壬基酚(技术等级,奥尔德里奇)股票的解决方案是用丙酮(Spectroanalyzed,费舍尔科学)。咖啡因(ReagentPlus SigmaeAldrich)和邻苯二甲酸二甲酯(gt; 99.4%,sigma;)股票是用氯仿(Spectroanalyzed,费舍尔科学)。多氯联苯(PCB)混合物Aroclor 1254(50毫克安瓿,Supelco)和多溴化二苯醚(PBDE)209(98%,色谱科)股票是用己烷(高效液相色谱级,费舍尔科学)。

LC50的确定

LC50值carbamazephine雌激素酮,咖啡因,即209年,壬基酚测定使用由经济合作与发展组织(OECD, 1984)指导测试的化学物质(经合组织,1984年)所描述的接触滤纸测中。LC50经合组织建议参考物质,2-chloroacetamide(粉、sigma;),也是衡量评估实验室方法的准确性。EPA标准30毫升玻璃小瓶PTFE-lined帽(金布尔玻璃有限公司,费舍尔科学)内衬绘画纸。1滤纸。对所有化合物,1毫升的承运的解决方案是添加到每个瓶和蒸发慢流过滤,压缩氮气瓶被水平旋转。对一些化合物增加了第二个1毫升整除和蒸发达到所需的。进行初步实验LC50 测试来确定一个合适的范围。在几何级数的5个浓度最后LC50测定实验中使用。由每个单独添加载体溶剂(丙酮、氯仿或己烷)来控制。所有控件和暴露浓度有10复制。所有瓶都是污染物额外4 h排放后的应用程序以确保完全删除承载的溶剂。赤子爱胜蚓被提纯3 h的肠道。将一个重300毫克和600毫克之间成熟的赤子爱胜蚓,添加到每个瓶1毫升的去离子水，添加湿润滤纸。瓶都存储在黑暗室温的环境中。48小时后,死亡率决定。LC50值和95%置信区间计算自动选择使用修剪Spearman-Karber程序版本1.5(TSK, 1991; Hamilton et al., 1977)

次致命污染物暴露测试

可见环带的成熟赤子爱胜蚓平均湿重0.40克(0.07 g;标准差1 s)净化组5在黑暗中对绘画纸4 96 h定性滤纸直径9厘米(费舍尔科学)在500毫升瓶的肠道(Brown et al., 2008).赤子爱胜蚓被转移到个人120毫升的琥珀色玻璃瓶，包含预处理的绘画纸，GF / 4.25厘米直径的玻璃滤纸(Fisher Scientific; Brown et al., 2008).化合物用载体溶剂(1或2毫升)添加到滤纸,并允许蒸发4 h。三分之一LC50 浓度污染物浓度用于除了carbamazephine,雌激素酮,即209的浓度为1000毫克/ cm2 LC50的可以开创性的毒性试验(表1)。控制只有承载的溶剂(丙酮、氯仿或己烷)也允许蒸发4 h。为每个污染物有十二复制和控制治疗,总共144赤子爱胜蚓。添加赤子爱胜蚓之前添加1毫升蒸馏水。作为经合组织联系推荐的测试指南，赤子爱胜蚓安置在滤纸上被放到黑暗条件48小。时。(OECD, 1984). 赤子爱胜蚓称重之前和之后两天暴露于污染物。然后赤子爱胜蚓被冻在液态氮中,冷冻冻干和储存冷冻直到提取((Brown et al., 2008）

赤子爱胜蚓组织的代谢分析

冻干赤子爱胜蚓组织均质在1.5毫升离心管，使用5毫米宽不锈钢刮刀然后使用一个0.2单碱的提取磷酸钠D2O缓冲溶液，(NaH2PO4水2美元,99.3%,费舍尔化学品;D2O,99.9%,剑桥同位素实验室)调整NaOD的 pD到 7.4使用。 (30% w/w in 99.5% D2O, Cambridge Isotope Laboratories Inc; Brown et al., 2008) .缓冲液也包含1 g / L叠氮化钠(纯度99.5%,西格玛奥德里奇)作为防腐剂和10 mg / L 2,2-dimethyl-2-silapentane-5-sulfonate钠盐。

提取赤子爱胜蚓组织,1.2毫升的缓冲溶液添加到冻干赤子爱胜蚓组织中。样本离心机在使用热IEC 21000 14000转离心20分钟和thesupernatant转移到一个新的离心管三次。为了分析使用19 fe15ne13c 5毫米四共振逆探针探测器配备一个积极保护Z梯度，样品被转移到5毫米高移液管。1 h NMR实验使用预饱和，缓和的梯度和回声(清洗)水。分析使用1他19 fe15ne13c 5毫米四共振逆(QXI)探测器配备一个积极保护Z梯度。1 h NMR实验使用预饱和梯度和回声(清洗)水抑制和128扫描,3 s的循环延迟,和时域16 K点(辛普森和布朗,2005)。光谱通过指数衰减的对应转换光谱0.3赫兹谱线增宽,和一个零填充系数2的乘法来切趾。1 h NMR光谱之间斗d 0.25和10 ppm使用AMIX 3.8.4统计工具。pectra分为桶宽0.01 ppm,综合强度的总和的水桶,归一化的总强度。排除是放在d的4.7 e4.9 ppm之间的区域。桶表17.0从SPSS导入AMIX导出，统计数据进行多元统计分析。

通过协方差基质和最大方差法进行了主量分析.CPA首先对所有的污染物处理和控制处理的114个赤子爱胜蚓进行,然后又对污染物处理的赤子爱胜蚓在与他相对应的控制处理条件下进行CPA. 当固有值大于一的墙况下,可以提取出主成分. 进行主量变化的多元分析,为了判断哪个主量在控制和污染物暴露赤子爱胜蚓时显得特别明显. 这一点支持了有理解释污染物理应被确定的主量分析.

控制和暴露数据最为清楚地主量分析被标会出来,他们的负荷图为进一步分析做了基础.为了评估利用所有的资料组进行CPA计算的意义,HOLM-Bonferroni 调整了用来控制成对比较计算的误差属性值。利用这个方法计算出对于最明显分离的化合物属性值是0.011，分离不明显的值是0.1对于输出PC做出重要意义的BUCKET通过负荷图被鉴定了出来。包含在富有影响力的BUCKETREGION的代谢顶峰可以根据在E.FEDITA已确认的1HNMK系列的标准代谢数据库以及刊物提供的信息已被确认。与已被确认的代谢物相当一致的BUCKETREGION已被计算出来。为了确认内源性代谢物的变化数据是不是有必要的，进行了意在比较代谢强度和不同污染物暴露的赤子爱胜蚓的变量分析。

结果与讨论

LC50 值

对氯乙酰胺的LC50 值推荐标准是0.39mg/cm2　这跟报道的2.7mg/c2刚好相一致。而且这也证实了我们的实验的精确性。在这项研究里测量的LC50 的值以及报道的值在Table.1上已经被总结。咖啡因以及壬基苯酚都在LC50 在实验室中的，根据OECD协议规定范围内的的最高和最低浓度上都有100%和0%的致死率，而且各自产生58和9.6mg/cm2的LC50值。

测量立痛定，雌激素以及PBDE209浓度是使用得LC50浓度为100mg/cm2。 由于溶解度约束条件， 在这个混合物的任何一种浓度下都没有赤子爱胜蚓死亡。 比如 浓度gt; 1000mg/cm2 就跟其他做混合物毒性展示的浓度一样。

亚死污染物的代谢反应

为了比较在这项研究中使用的混合物的毒性， 在这项研究中使用了1/3 LC50 浓度的物质。立痛定，雌激素以及PBDE209 除外， 其他浓度都是1000mg/cm2 根据制定的相比，污染物暴露的赤子爱胜蚓没有在 1HNMR 光谱中发现代谢反应。 因此为了评估控制和代谢暴露的不同级别的内源性代谢数据的不同， 1NHMR 光谱中用PCA 来简化数据以及其分析。

所有的114 个赤子爱胜蚓身上进行的CPA分析产生了14种 主量。 主量的MIANOVA 表明控制和污染处理的赤子爱胜蚓不是因为用CP1 和CP2 二不同。 由于CPA没有被监视，组间和组内的变化在PC 中显示出来。因此为了得出控制和污染处理的赤子爱胜蚓的不同高阶PC也被算了出来。 控制和污染处理的

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