地表水中微囊藻毒素的危害与控制(综述)

微囊藻毒素(microcystin,MC)是一类环状多肽类物质,具有很强的肝毒性.微囊藻毒素在我国淡水水体分布广泛,许多大型水体和供水水库都已发生微囊藻水华,一些城市饮用水源受到污染.检测水体微囊藻毒素的方法主要有高效液相色谱(HPLC)和酶联免疫法(ELISA),但目前仍缺乏一种快速、经济的常规检测方法.要控制饮用水源中微囊藻毒素的含量,除了物理、化学、生物等去除手段外,水体富营养化防治是最有效、也是最根本的控制手段.     

科技事件

蓝藻大暴发毒性引关注5月底至6月,江苏无锡太湖蓝藻暴发,导致无锡自来水发臭,无法饮用。6月下旬,云南昆明滇池也出现蓝藻大量繁殖现象。蓝藻是一类古老的、呈革兰氏阴性的原核生物,这类生物虽然不能寄生于人类或动物而引起疾病,却可能产生一系列毒性很强的天然毒素来危及人类健康。从全球范围来看,由7个氨基酸组成的微囊藻毒素是淡水环境中最常见的蓝藻毒素。     

拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础与进化特征

拟柱孢藻毒素是由尖头藻等水华蓝藻产生的一种生物碱类蓝藻毒素.毒理学研究表明该毒素进入动物体内后能够对多种器官产生毒性效应，且以肝毒性较为明显.拟柱孢藻毒素的毒性虽不及微囊藻毒素，但由于其结构的稳定性和水溶性，能够在水体中积累到较高浓度，增大了饮用水健康风险，且容易通过食物链富集造成更为严重的中毒事件.随着尖头藻水华在世界范围内的蔓延，拟柱孢藻毒素也引起了研究者和水体管理部门的广泛关注.作为一种次级代谢产物，拟柱孢藻毒素的生物合成是从甘氨酸、精氨酸和丙二酰CoA开始，由特定的多种酶依次催化完成的.这些酶的编码基因在基因组上形成簇状结构，不同种的产毒藻具有相似的毒素合成基因簇，主要差别在于基因序列的变异和排列方式的不同.对毒素合成基因及其功能的探究不但有助于建立可靠的分子检测方法，用于预测水华发生过程中的毒素风险，还可以加深对蓝藻次级代谢产物合成与进化的认识，为利用和改造这些天然代谢途径合成新的活性化合物提供参考.通过对拟柱孢藻毒素生物合成的分子基础及其进化特征的系统性总结，以期从分子水平为相关领域的研究者提供有关拟柱孢藻毒素的全面认识.     

口服微囊藻对泥鳅的亚慢性毒性效应

旨在研究微囊藻水华对鱼类的生态毒性及其机理.采用饲喂微囊藻水华浮沫的暴露方法对泥鳅进行口服暴露28 d,剂量为经腹腔注射微囊藻细胞抽取物LD50的1/10[即75 mg细胞抽提物/(kg.体重.d),约为10μgMC-RR/(kg.体重.d)].生长测定结果表明,饲喂微囊藻明显抑制泥鳅的生长,但没有改变实验鱼的肝体比.透射电镜观察发现,实验鱼肝细胞结构有明显的改变,细胞器受到损伤.所观察到的超微结构变化主要是内质网膨胀、细胞核变形等,但线粒体结构没有明显变化.显微观察还发现了脾细胞结构的变化,说明微囊藻毒素对泥鳅脾脏也有损伤作用.蛋白磷酸酶抑制测定法检测发现,受试泥鳅肌肉中没有微囊藻毒素的积累,可能是由于低剂量的微囊藻毒素暴露没有引起生物富集作用.     

水体微囊藻毒素的消减研究进展

目前水体富营养化问题日益严重,富营养化水体中一些藻类产生的微囊藻毒素（Micro-cystins,MCs）对人类健康产生了极大威胁,而常规的水处理方法难以将其彻底去除．因此,研究出绿色无毒、具有实际应用价值的高效降解MCs的新方法具有重要意义．本文综述了微囊藻毒素处理的方法技术,着重阐述了高级氧化技术（AOPs）,包括TiO2光催化、Fenton光催化氧化法对微囊藻毒素的降解原理与应用．引用文献53篇．     

微囊藻毒素对鱼类胚胎发育毒性机制的研究进展

微囊藻毒素是富营养化水体中对水生生物繁殖和发育影响极大的一种细胞内毒素，它通过抑制蛋白磷酸酶的活性，打破细胞内蛋白磷酸化／去磷酸化的平衡，引起细胞损伤甚至坏死，从而影响鱼类胚胎的正常发育。本文就微囊藻毒素对鱼类胚胎发育的影响及其致毒的分子机制进行综述。     

微囊藻毒素的危害及其分析方法研究进展

微囊藻毒素在蓝藻水华污染中是出现频率高、产量大、危害最为严重的蓝藻毒素,其污染已成为亟待解决的全球性环境问题.本文结合国内外最新相关文献,综述了微囊藻毒素的产生机理、理化性质,并详细介绍了微囊藻毒素对生物体(动物、植物、微生物及人类)的危害及微囊藻毒素测定方法的研究进展,最后对微囊藻毒素的测定分析技术和污染防治的发展方向进行了展望.     

微囊藻毒素对澳洲水泡螺的毒性效应

用梯度浓度的微囊藻毒素(6.7μg/L、26.7μg/L、66.7μg/L、166.7μg/L、333.8μg/L、1 335.2μg/L)和人工培养的有毒铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa7806)对澳洲水泡螺(Bulinus australinanus)分别进行急性和亚慢性毒性暴露,观察对螺的毒性效应.急性毒性实验结果表明,澳洲水泡螺对微囊藻毒素有很强的耐受力,试验期间(5 d)未发现螺中毒死亡情况,甚至当微囊藻毒素高达1 335.2μg/L时,仍无死亡.亚慢性口服毒性实验结果发现,澳洲水泡螺可以取食微囊藻,但不能消化;微囊藻严重影响螺生长、繁殖等生理活动,微囊藻的长期喂食暴露会使螺因饥饿或染病而死亡.     

微囊藻水华毒素之研究

本文通过对不同来源的微囊藻水华的毒性测定，用分子生物学的手段对毒素进行了测定和分析。     

微囊藻毒素对小鼠肝脏抗氧化系统的影响

通过灌胃染毒的方法研究了微囊藻毒素对小鼠抗氧化系统的毒性.结果显示,超氧化物歧化酶活性在第4周升高,过氧化氢酶活性在第3周和第4周下降,表明微囊藻毒素处理后导致H2O2积累,使得氧化损伤加强.谷胱甘肽含量从第2周开始出现明显下降.谷胱甘肽-S-转移酶活性在第4周时发生显著性升高,提示微囊藻毒素和谷胱甘肽结合的速率增高,从而加快了肝组织对微囊藻毒素的清除.本实验结果说明抗氧化系统在微囊藻毒素的解毒方面起到了十分重要的作用.     

介质阻挡放电降解水中微囊藻毒素的研究

微囊藻毒素Microcystin-LR,一种强烈的致癌剂,是蓝藻水华时产生的一种主要的藻毒素.本文研究了多根高压电极介质阻挡放电对该毒素的降解.从实验室培养的铜绿微囊藻中提取微囊藻毒素,经富集、纯化后于反相高效液相色谱对其分析检测.实验研究了峰值电压、频率、曝气量及电导率对介质阻挡放电降解微囊藻毒素的影响.研究表明:微囊藻毒素的去除率随峰值电压、频率、曝气量的增加而增大,但随电导率的增加而减小.     

微囊藻毒素在线分析仪在河流型饮用水源地的应用研究

微囊藻毒素作为一种自然生物毒素,对水环境有较大的危害,其在线监测的应用对于水质安全管理有重要的意义。该文开展了微囊藻毒素的在线监测研究工作,考察了基于激光诱导全内反射荧光和免疫分析技术的微囊藻毒素在线仪的实际运行效果。实验结果表明,当微囊藻毒素LR浓度为0.25μg/L时,微囊藻毒素在线仪的记忆效应不显著,多次测定误差可控制在20%以内。典型河流型饮用水源地西江肇庆段的连续监测结果表明,微囊藻毒素在线仪运行稳定可靠,能够实现水质快速监测及预警的功能。     

饮用水中微囊藻毒素去除研究进展

随着水体富营养化问题日益严重,由蓝藻产生的藻毒素问题成为最近研究的热点,因此迫切需要一种先进、可靠和高效的藻毒素降解技术．综述了目前饮用水中去除微囊藻毒素的技术,包括常规的预氧化、混凝、活性炭吸附以及最近研究比较热的Fenton技术、光催化氧化技术等,并对未来藻毒素降解技术研究进行了展望．     

光催化纳米材料降解微囊藻毒素的研究进展

随着水体富营养化问题的日益严重,藻类爆发频繁,藻类产生的藻毒素问题已经成为比较关注的热点.传统的水处理技术对微囊藻毒素去除效果不理想,因此需要寻找一种经济、绿色、高效的微囊藻毒素去除技术.本文概述光催化纳米材料的改性方法、制备方法及研究现状.     

微囊藻毒素对滇池水华束丝藻的溶藻效应研究

用不同浓度的微囊藻毒素（MC-RR）处理自滇池分离的水华束丝藻,研究了MC-RR对水华束丝藻的生理特性和超微结构的影响．结果显示：10μg／L的MC-RR可轻微促进水华束丝藻的生长,而100μg／L和1000μg／L的MC-RR对水华束丝藻表现为急性致死效应．藻的生理机能完全破坏,可溶性碳水化合物和蛋白质含量上升,光合系统PSⅡ活性迅速降为零．藻丝在48h后开始断裂、解体,并逐渐溶解．其超微结构显示细胞膜受损,藻细胞内含物几乎完全渗漏．以上结果说明,微囊藻毒素对水华束丝藻有显著的溶藻效应,微囊藻毒素在束丝藻与微囊藻的种群更替中发挥着重要的作用．     

饮用水中微囊藻毒素污染及其光催化降解的研究进展

富营养化水体中的微囊藻毒素是一种传统净水技术难以去除的致癌毒素．本文综述了纳米TiO2光催化技术高效降解LR型微囊藻毒素最新的研究进展,分析了不同质量浓度情况下反应动力学模式的差异,从分子结构的角度讨论了反应降解机理,提出了多种高级氧化手段相结合的研究思路及需要进一步关注的问题．结论表明,作为一种广谱的有机物降解方法,纳米TiO2材料光催化能有效地去除饮用水中的微量藻毒素．     

微囊藻毒素MC-LR对Raji细胞中Epstein-Barr病毒早期抗原的诱导

：研究微囊藻毒素-LR对EB病毒早期抗原的诱导作用。采用免疫酶法激活Raji细胞中EB病毒早期抗原的表达。微囊藻毒素-LR可以诱导Raji细胞中EB病毒早期抗原的表达，当与丁酸、巴豆油、TPA等促癌物协同作用时，其表达率明显增高。     

苯乙烯对4种藻类的毒性效应

运用藻类毒性测试的标准方法，研究了苯乙烯(styrenen)对几种澡类的生长和叶绿素a含量的影响，得出苯乙烯对铜绿微囊藻(Microcystis aerugionosa Kuetz.)、小新月菱形藻(Nitzschia closterium F.minutissima)、青岛大扁藻(Platymonas helgolandica Kylin var.tsingtaoensis)和湛江叉鞭藻(Isochrysis zhanjiangensis)的96h半数抑制浓度为：1043．77mg／L，76．98mg／L，203．99mg／L，211．90mg／L，实验结果表明：苯乙烯对藻类生长具有明显毒性，但毒性浓度即使在污染环境中也较少见，苯乙烯对不同种藻类的毒性效应也不同，3种海洋单细胞藻类比铜绿微囊藻更为敏感。     

水库藻类细胞内微囊藻毒素变化规律

摘要:应用高效液相色谱,对北方某水库5个采样点藻类细胞内3种微囊藻毒素(MC-LR,RR和YR)进行了为期一年的监测.研究了细胞内微囊藻毒素随时间的变化规律,并探讨了环境因子对细胞内微囊藻毒素产生的影响.结果表明,藻类细胞内3种微囊藻毒素被检出的时间不一致,LR异构体在4月份下旬即可检测到,而RR和YR异构体则要到5月份中旬才能检测到.LR和YR异构体在9月份出现高峰值,而RR异构体在10月份达到全年的最大值.4—9月份,LR异构体含量最大,RR异构体次之,YR异构体含量最小;10—12月份,RR异构体含量最大,10月和11月LR含量大于YR,但是12月份LR未检出,而YR含量比11月份还高.环境因子对细胞内微囊藻毒素的影响也不一致:溶解氧和硝酸盐氮都与3种异构体呈显著负相关;总磷、溶解性总磷和磷酸盐都与RR异构体呈显著正相关,氨氮和LR异构体之间存在显著负相关.     

“生物毒素检测技术研究”科研成果简介-项目主持人 方晓明

1．项目背景 生物毒素因其对人体的毒性和致癌性，不仅给社会带来重大的经济损失，而且严重威胁消费者的健康。国内外均制定了严格的安全限量标准，但长期以来我国普遍使用的检测技术存在着一些固有缺陷，无法有效地对食品、饲料生产等环节进行有效监测。