磁性功能化纳米粒子对微囊藻毒素Microcystin-LR的吸附性能研究
微囊藻毒素的测定
微囊藻毒素的测定1．微囊藻毒素的毒性和结构水体中产毒藻类主要为蓝藻，如微囊藻、鱼腥藻和束丝藻等，其中，微囊藻可产生肝毒素，导致腹泻、呕吐、肝肾等器官的损坏，并有促瘤致癌作用；鱼腥藻和束丝藻可产生神经毒素，伤害神经系统，引起惊厥、口舌麻木、呼吸困难，甚至呼吸衰竭。
微囊藻毒素(microcystin，简称MC)是蓝藻产生的一类自然毒素，是富养分化淡水水体中最频繁的藻类毒素，也是毒性较大、危害最严峻的一种。
目前已发觉的微囊藻毒素有70多种，其中微囊藻毒素-LR是最常见、毒性最大的一种，结构6-2所示。
世界卫生组织(WHO)在《饮用水水质标准》(其次版)中规定，微囊藻毒素-LR在生活饮用水中的限值为1ug/L。
我国现行的《生活饮用水卫生标准》图6-2微囊藻毒素-LR的结构 (GB 5749-2006)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中均规定微囊藻毒素-LR的限值为0.001 mg/L。
2．微囊藻毒素的检测办法目前常用的微囊藻毒素的检测办法有生物(生物化学)测试法和物理化学检测法两类，其不同点在于检测原理、样品预处理的复杂程度，以及检测结果的表达形式。
微囊藻毒素的几种检测办法的比较列于表6 -9。
表6-9微囊藻毒素的几种检测办法的比较我国在《水中微囊藻毒素的测定》(GB/T 20466-2006)中规定采纳高效液相色谱(HPLC)法和间接竞争酶联免疫吸附法测定饮用水、湖泊水、河水及地表水中的微囊藻毒素。
《生活饮用水标准检验办法有机物指标》(GB/T5750.8-2006)中也规定采纳高效液相色谱法测定生活饮用水及其水源水中的微囊藻毒素。
以下介绍高效液相色谱法。
(1)原理。
水样中的微囊藻毒素经反相硅胶柱萃取(固相萃取)富集后，其各种异构体在液相色谱仪中分别，微囊藻毒素对波长为238 nm的紫外线有特征汲取峰，经紫外检测器检测，得到样品中不同的微囊藻毒素异构体的色谱峰和保留时光，与微囊藻毒素标准样品的保留时光比较可确定样品中微囊藻毒素的组成，依据峰面积可计算水样中微囊藻毒素的含量。
微囊藻毒素(MCs)的研究进展
微囊藻毒素（MCs）的研究进展作者：欧小蕾来源：《中国科技博览》2018年第19期[摘要]微囊藻毒素（MCs）是一类由蓝藻水华产生的一类具有环状结构和间隔双键的七肽单环肝毒素。
其具有毒性大、分布广、结构稳定，是危害人体健康的重要生物毒素之一。
本文主要对微囊藻毒素的来源、分布、化学结构、毒性、毒理效应、分离检测及脱除技术等进行综述。
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）19-0350-02随着我国经济的快速发展，工业废水、生活污水的不断增加和不合理排放，导致我国水体的富营养化程度逐渐加剧，由水体富营养化导致的蓝藻水华和赤潮的发生日趋普遍，已成为一个亟待解决的环境污染问题。
其中最为常见的次生代谢产物--微囊藻毒素（microcystins，MCs）是一类分布最为广泛的肝毒素，其能造成家畜、家禽、野生动物等的中毒死亡，人类饮用含有微囊藻毒素的水体也会导致人体肝脏器官的损伤或者诱发肝癌的高发。
因此，MCs对水体环境的污染和对人群健康的危害已成为全球关注的重大环境问题之一。
为保障人类对饮用水的食用安全，我国相关管理部门规定了对饮用水体中MCs含量的实时监测，同时对MCs的来源、分布、化学结构、理化性质、毒理毒性、检测及降解脱除技术的改进等，也将成为研究热点。
1.MCs的来源、分布MCs在蓝藻水华中出现的频率最高、产毒量最大，严重威胁人和动物的生命安全。
MCs 属于一种藻细胞内毒素，其主要在蓝藻活细胞内产生合成，当细胞衰老、死亡、溶解或破裂后，毒素就会被释放到水体中。
MCs有毒株（toxic strains）和无毒株（nontoxic strains）之分，它的毒性均由遗传基因决定。
MCs的产生同时还受到环境因素的影响，如光照、温度、pH值、营养盐浓度[1]等，其中光照是毒素产生的一个最重要制约因子[2]，其次是温度。
MCs的分布主要分为区域差异分布和季节差异分布。
目前，就我国的MCs的地域分布情况来看，华东、华南、华中以及西南地区的水体中都已检测出MCs，部分水体中MCs的浓度已超出国家生活饮用水卫生标准限值1μg/L，其中以华东地区尤为突出。
海洋产藻微囊藻毒素的分离与纯化及其毒理学研究
海洋产藻微囊藻毒素的分离与纯化及其毒理学研究随着全球气候变化和人类活动的影响，海洋环境中微囊藻毒素的含量不断升高，引起了广泛关注。
微囊藻毒素是一种由微囊藻生产的神经毒素，可以对水生生物、家畜和人类造成严重危害。
因此，对海洋产藻微囊藻毒素的研究和控制已成为一项重要的环境保护工作。
一、海洋产藻微囊藻毒素的分离与纯化微囊藻毒素的分离与纯化是毒理学研究的重要环节。
目前，常用的微囊藻毒素分离和纯化方法包括柱层析、浓缩、高效液相色谱等。
不同的方法适用于不同的微囊藻毒素种类和含量。
柱层析是一种常用的分离方法，可根据某些特定的化学性质对微囊藻毒素进行分离。
例如，正相柱层析适用于小分子微囊藻毒素的分离，而反相柱层析适用于大分子微囊藻毒素的分离。
浓缩法是将微囊藻毒素浓缩到高浓度，然后通过高效液相色谱或其他方法进行分离和纯化。
高效液相色谱是一种高效、准确的分离方法，常用于对微囊藻毒素进行分离和纯化。
二、微囊藻毒素的毒理学研究微囊藻毒素的毒理学研究主要包括毒性和对生物学影响两个方面。
毒性研究是评估微囊藻毒素对生物体健康的影响。
微囊藻毒素可通过三种途径进入生物体内：口服、皮肤接触和呼吸道吸入。
口服是重要的途径，因为水生生物和家畜通常通过口服摄入微囊藻毒素。
微囊藻毒素的毒性主要表现在神经系统、消化系统和免疫系统方面。
长期暴露于微囊藻毒素环境中的人类和动物容易患上心血管疾病、中毒、癌症等疾病。
对生物学影响的研究主要研究微囊藻毒素对人类、水生生物和家畜等的影响。
微囊藻毒素对水生生物和家畜的影响主要表现在消化系统、生殖系统和免疫系统方面。
例如，微囊藻毒素可导致水生生物的阳病毒、GPA、贝类毒素等问题。
而对于人类的影响，则主要表现在神经系统、肝脏和肠胃方面。
三、微囊藻毒素污染的控制为了保障人类和动物的健康，需要采取措施控制海洋产藻微囊藻毒素的污染。
目前，主要控制措施包括早期发现和预警、水质治理、养殖管理以及饮用水和食品的安全控制等。
微囊藻毒素-LR的分离纯化
微囊藻毒素-LR的分离纯化张淑华;王晴;陈玉娟;葛淑敏【摘要】微囊藻毒素-LR （MC-LR）是淡水蓝藻产生的毒性极强的毒素，通过接触、饮用等途径对人体健康造成极大威胁。
通过对产微囊藻毒素-LR的铜绿微囊藻进行培养，采用超声波破碎、溶剂萃取法进行萃取，并经高效液相色谱法进行纯化，最终获得微囊藻毒素-LR纯品，为微囊藻毒素-LR的进一步研究奠定基础。
%Microcystin-LR (MC-LR) is a highly toxic substance produced by freshwater cyanobacteria. There is a great threat to human health through contacting or drinking it. Microcystis aeruginosa produced MC-LR were cultured to some extent and the algae cells were crushed by ultrasonic. Then solvent extraction methods and high performance liquid chromatography (HPLC) methods were carried out. MC-LR was got finally after freeze-drying. It lays the foundation for further research on MC-LR.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P161-163)【关键词】铜绿微囊藻;微囊藻毒素-LR;溶剂萃取;高效液相色谱【作者】张淑华;王晴;陈玉娟;葛淑敏【作者单位】长春理工大学生命科学技术学院，长春 130022;长春理工大学生命科学技术学院，长春 130022;长春理工大学生命科学技术学院，长春 130022;长春理工大学生命科学技术学院，长春 130022【正文语种】中文【中图分类】Q89随着水体环境污染的加剧，水中有害蓝藻水华事件频繁发生，已成为国内外普遍关注的环境问题。
微囊藻毒素-LR 酶联免疫检测试剂盒(MC-I 型) 说明书
6) 显色底物液 A
1瓶
7) 显色底物液 B
1瓶
8) 终止液
1瓶
9) 浓缩洗涤液(20×)
1瓶
操作流程
样品处理
试剂准备
加入样品/标准品 加入抗体
室温，50min
加入酶标二抗
室温，40min
加入显色底物
室温，10min
吸光度测定
结果分析
结果分析
Absorbance (A)
1.2
1.0
A= - 0.5462 lgC + 0.6979
试剂盒组成
1) 使用说明书 2) 96 孔酶标板板
1份 1 块 (LR-BSA)
3) MC-LR 标准品 5 瓶
(0.2μg/L, 0.5μg/L, 1.0μg/L, 2.0μg/L, 4.0μg/L) 4) 微囊藻毒素-LR 抗体 1 瓶
5) 酶标二抗溶液
1瓶
交叉反应率(%)
工作原理
间接竞争 ELISA 原理示意图
图例(Legend) 固相载体 抗原 抗体 酶标二抗 底物 显色后底物
交叉反应
该试剂盒特异性好，与第四位非精氨酸的微囊 藻毒素几乎没有交叉反应；与第四位为精氨酸的微 囊藻毒素有较小的交叉反应(CR%≤10%)。
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 MC–LR MC–YR MC-RR MC-LF MC–LW Nodularin
0.8
R2 = 0.9997
0.6
0.4
0.2
0.1
1
10
Microcystin-LR (µg/L)
检测平台
相关服务体系
z 了解客户对微囊藻毒素检测和监测的需求；协 助有需要的客户确定合理的监测方案。
微囊藻毒素的检测和脱除方法研究进展
微囊藻毒素的检测和脱除方法研究进展
戴宵;廖芊穗;黎晓阳
【期刊名称】《食品安全质量检测学报》
【年(卷),期】2024(15)6
【摘要】近年来,由于富营养化,全球有害蓝藻水华的发生率持续上升,形成水华的蓝藻会释放出多种毒素。
微囊藻毒素是有害蓝藻产生的常见毒素,具有肝毒性、肾毒性、神经毒性、生殖毒性等多种毒性,严重威胁人类和生态系统健康。
微囊藻毒素在水中非常稳定,难以通过传统水处理工艺去除。
因此,寻求经济有效的微囊藻毒素检测和脱除方法至关重要。
本文综述了定量检测和去除微囊藻毒素的方法,包括物理法、化学法和生物法,并分析总结了这3类方法用于检测和脱除微囊藻毒素的优势与局限性,总结了不同方法脱除微囊藻毒素的机理,重点介绍了绿色高效的光催化与安全有效的生物方法脱除微囊藻毒素,最后基于当前的研究结果,对未来微囊藻毒素脱除研究方向进行了展望,为解决环境中微囊藻毒素的污染问题提供思路。
【总页数】8页(P180-187)
【作者】戴宵;廖芊穗;黎晓阳
【作者单位】南昌大学食品学院
【正文语种】中文
【中图分类】X52
【相关文献】
1.水体中微囊藻毒素检测方法研究进展
2.水产品中微囊藻毒素检测方法及污染状况研究进展
3.微囊藻毒素检测方法的研究进展
4.生物样本中微囊藻毒素检测方法的研究进展
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微囊藻毒素的生态学和毒理学研究
微囊藻毒素的生态学和毒理学研究随着人类经济社会的发展，水体污染已经成为一个突出的问题。
其中，富营养化现象引起极大的关注。
微囊藻毒素是水体富营养化现象的一个重要表现，也是造成水体污染的重要原因之一。
因此，微囊藻毒素的生态学和毒理学研究成为了当前生态环境领域内的重要课题之一。
1. 微囊藻毒素的来源及其生态学研究微囊藻是一种重要的水生微生物。
其生长发育旺盛，能够在水体中迅速繁殖，并产生微囊藻毒素。
微囊藻毒素是一类能够影响脊椎动物、贝类和其他水生动植物生长、繁殖及免疫系统的毒素。
微囊藻毒素在水体中广泛存在，不仅对水生动植物产生负面影响，同时也对人类健康产生危害。
因此，微囊藻毒素的生态学研究应作为富营养化问题的重要环节加以关注。
微囊藻毒素在水体中的分布和变化与气候、水体温度、酸碱度、PH值、水深、营养盐等因素息息相关。
通过对这些环境因素的研究，可以更好地了解微囊藻毒素在水体中的分布和变化规律，为有效防治微囊藻毒素提供理论依据。
2. 微囊藻毒素的毒理学研究微囊藻毒素在生态环境中的毒理学效应与其在机体内的毒性作用密切相关。
微囊藻毒素在人体内进入肝细胞及其他器官，导致细胞膜通透性变高、纤维蛋白原合成、蛋白质合成、核酸合成和荷尔蒙合成等生物过程受到抑制或干扰，使人体细胞交流信号失常，严重的时候甚至会导致中毒和死亡。
因此，微囊藻毒素的毒理学研究成为寻找有效控制水生生物污染的重要课题之一。
近年来，通过动物实验和人体暴露实验来研究微囊藻毒素在生物体内的毒性作用已经得到了越来越多的关注。
实验结果表明，在饮用含有微囊藻毒素的水后会影响人体内的脑部神经细胞，甚至导致瘫痪和死亡。
此外，微囊藻毒素还会对人体内多种器官造成伤害，破坏人体正常代谢和免疫系统，给人类健康造成了极大的危害。
3. 微囊藻毒素的治理及其未来发展趋势随着人类对水环境的快速破坏，微囊藻毒素对生态系统的危害逐渐加剧。
治理微囊藻毒素的措施包括增加水中氧气含量、增加水体流动性、减少污染源、降低水体温度和营养盐含量等措施。
微囊藻毒素生物学功能的研究进展
生态毒理学报Asian Journal of Ecotoxicology第18卷第2期2023年4月V ol.18,No.2Apr.2023㊀㊀基金项目:国家重点研发计划 水华蓝藻合成微生物控制系统构建与应用 (2018YFA0903000);烟台大学研究生科技创新基金(GGIFYTU2228)㊀㊀第一作者:张紫馨(1999 ),女,硕士研究生,研究方向为药学,E -mail:********************㊀㊀*通信作者(Corresponding author ),E -mail:**************.cnDOI:10.7524/AJE.1673-5897.20220715001张紫馨,王寅初,刘钦弘,等.微囊藻毒素生物学功能的研究进展[J].生态毒理学报,2023,18(2):128-140Zhang Z X,Wang Y C,Liu Q H,et al.Research progress on biological function of microcystins [J].Asian Journal of Ecotoxicology,2023,18(2):128-140(in Chinese)微囊藻毒素生物学功能的研究进展张紫馨1,王寅初2,3,刘钦弘1,焦绪栋2,3,王璐1,*1.烟台大学药学院,烟台2640052.中国科学院烟台海岸带研究所,烟台2640033.中国科学院海洋大科学研究中心,青岛266071收稿日期:2022-07-15㊀㊀录用日期:2022-11-24摘要:在全球气候变化的大背景下,藻类水华暴发愈加频繁,产生的藻毒素对人类和动物的健康造成了严峻的威胁,其中以微囊藻毒素最为突出㊂阐明以微囊藻毒素为代表的藻毒素产生的原因无疑对水环境治理具有长远意义,然而微囊藻毒素的生物学功能至今尚不明确㊂微囊藻毒素的产生和多种环境条件相关,而微囊藻中也只有部分是产毒株系㊂尽管该毒素的毒理学靶点主要在人类和其他哺乳动物的蛋白磷酸酶,然而结合进化生物学和地质历史的证据可知,微囊藻毒素的出现比包括哺乳动物在内的后生动物的起源要早得多,因此微囊藻毒素并非藻类为了防御后生动物摄食而进化出来的,这引发了该毒素原本生物学功能的多年广泛研讨㊂本文综述了近年来关于微囊藻毒素生物学功能的新进展,并侧重在地质历史及当今全球气候变化背景下讨论该领域的研究意义㊂关键词:微囊藻毒素;蓝藻水华;生物学功能;全球气候变化文章编号:1673-5897(2023)2-128-13㊀㊀中图分类号:X171.5㊀㊀文献标识码:AResearch Progress on Biological Function of MicrocystinsZhang Zixin 1,Wang Yinchu 2,3,Liu Qinhong 1,Jiao Xudong 2,3,Wang Lu 1,*1.School of Pharmacy,Yantai University,Yantai 264005,China2.Yantai Institute of Coastal Zone Research,Chinese Academy of Sciences,Yantai 264003,China3.Center for Ocean Mega -Science,Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,ChinaReceived 15July 2022㊀㊀accepted 24November 2022Abstract :Under the background of global climate change,algal bloom outbreaks are becoming more frequent,and the production of algal toxins pose a serious threat to human and animal health,among which microcystins are the most prominent.Elucidating the cause of algal toxins represented by microcystins is of great significance to water environment management in the long run.However,the biological function of microcystins is still unclear.The pro -duction of microcystins is related to a variety of environmental conditions,and only some of Microcystis strains are toxin -producing.Although the toxicological targets of the toxin are mainly protein phosphatases in human and mammalian,evolutionary biology and geological history suggest that microcystins emerged much earlier than the第2期张紫馨等:微囊藻毒素生物学功能的研究进展129㊀origin of metazoans,including mammals,and thus was not evolved by algae as a defense against metazoan feeding. This led to years of extensive researches on the original biological function of the toxins.This paper reviews recent advances in the biological function of microcystins and highlights their significance in the context of geological his-tory and current global climate changes.Keywords:microcystin;cyanobacterial bloom;biological function;global climate changes1㊀微囊藻毒素的毒理与地质历史(Toxicological and geological history of microcystins)1.1㊀微囊藻毒素的生物毒性蓝藻是一种光自养的原核藻类,常见于世界各地的多种水环境中㊂蓝藻会在富营养化水体和特定环境条件下容易发生过度生长,形成水华㊂全球性气候变化带来的全球性升温㊁二氧化碳浓度升高㊁紫外线辐射增强㊁极端天气发生概率加大导致蓝藻在全球性气候变化过程中相对其他藻类更具有竞争优势,致使蓝藻水华发生的频度加大[1]㊂水华蓝藻常常能够产生多种有毒性的藻毒素,微囊藻毒素(microcystins,MCs)是其中一种最广泛报道㊁也对人类健康威胁最大的蓝藻毒素㊂MCs普遍地由世界各地水环境中形成水华的蓝藻产生,如固氮的鱼腥藻(Anabaena)㊁节球藻(Nodularin),非固氮的微囊藻(Microcystis)㊁颤藻(Oscillatoria)等[2]㊂MCs的一般结构为环状(D-Ala1-X2-D-MeAsp3-Z4-Adda5-D-Glu6-Mdha7),其中X和Z是可变的L-氨基酸,D-Me-Asp代表D-β-甲基天冬氨酸,Adda 是(2S,3S,8S,9S)-3-氨基-9-甲氧基-2,6,8-三甲基-10-苯基癸-4,6-二烯酸,Mdha是N-甲基脱氢丙氨酸(图1)㊂可变的亚基组合使得天然MCs存在超过100个异构体[3]㊂MCs对周围环境中的植物存在一定的植物毒性㊂很多水生植物可以吸收微囊藻毒素并使其在体内累积,若长时间暴露于受藻毒素污染的水体,MCs 会穿过根膜屏障,在植物组织内部转移并积累到不同的器官中,通过诱导氧化胁迫或抑制真核生物蛋白质的合成来影响水生植物的生物代谢(如生长㊁光合作用和酶系统)[4-5]㊂此外,MCs激活植物防御反应的同时也会导致光合作用速率降低[6]㊂但到目前为止,它们对植物细胞的毒性分子机制尚未明确㊂MCs对人类与哺乳动物能够产生强烈的毒性[7]㊂蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程由磷酸化酶和激酶催化,能够调控细胞内的蛋白质活性,异常抑制这些酶对细胞的稳态会产生重大影响㊂MCs对丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白磷酸酶的PP1和PP2A 有很强的共价结合力,但对PP2B影响较小,MCs通过与PP1和PP2A结合抑制其活性(图2为LR型MCs与蛋白磷酸酶PP1的结合示意图)㊂MCs对动图1㊀微囊藻毒素的一般结构注:在MC-LR中,X表示L-亮氨酸,Z表示精氨酸,R1和R2表示CH3㊂Fig.1㊀General structure of microcystinsNote:In MC-LR,X stands for L-leucine,Z stands for arginine,and R1and R2stand for CH3.130㊀生态毒理学报第18卷物的急性毒性也是通过抑制蛋白磷酸酶,导致蛋白的过度磷酸化和细胞骨架的改变,失去对促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen activated protein kinase,MAPK)旁路的负调控作用,造成细胞形态的丧失,最终使肝内出血或肝功能不全[7]㊂除此之外,MCs 还会通过诱导氧化应激反应㊁诱导中性粒细胞衍生趋化因子等分子机制,来诱导细胞凋亡,造成机体损害[8]㊂MCs 的污染造成人类死亡的首次报道是1996年在巴西Caruaru 市,医院的血液透析用水被MCs 污染,造成至少76人发生肝功能衰竭症状,最终导致死亡[9]㊂近年来,MCs 多次在全球范围内直接或间接影响人类健康㊂我国的太湖㊁长江等水域20多年来一直遭受蓝藻水华的困扰,甚至在2015年检测出太湖和巢湖地区的MCs 超出国标2600倍[10-11]㊂美国五大湖流域发生严重的蓝藻水华并造成牲畜死亡,其中占主导地位的产毒蓝藻就是产生MCs 的微囊藻属[12]㊂近期,在希腊塞尔迈湾的紫贻贝(Mytilus galloprovincialis )养殖地也首次检测到MCs 的存在[13]㊂因此,治理微囊藻水华及其释放的藻毒素污染是一个全球范围内的重要课题㊂图2㊀MC-LR 与蛋白磷酸酶PP1结合示意图Fig.2㊀The binding diagram of MC -LRand protein phosphatase PP11.2㊀地质历史上的藻毒素与生物大灭绝全球气候变化不仅会由人类活动而导致,在地球历史上流星撞击或火山喷发等自然原因或偶然事件也都会造成全球气温升高㊁海平面上升和CO 2浓度升高等变化㊂这些气候变化被认为能够直接或间接地促进海洋和淡水环境中大规模藻类水华的发生[14-15]㊂通过对显生宙5次生物大灭绝时期的岩石记录进行研究(表1),发现除了白垩纪末期生物大灭绝(其主要归因于小行星撞击地球[16]),其他几次显生宙生物大灭绝事件都和叠层石丰度的增加存在一定关联性,而且与全球气温变化和海平面变化有关㊂对此,Castle 和Rodgers [17]提出假说,频繁而大规模的藻类水华是造成水环境缺氧的主要原因,流星撞击或火山喷发引发的全球气候变化也促成了水华过程中藻毒素的大量释放,继而引起了显生宙的几次生物大灭绝㊂2㊀微囊藻毒素的生物学功能(Biological functions of microcystins )目前的已有研究结果表明,MCs 等藻毒素的产生,并非针对人类和哺乳动物㊂Rantala 等[25]对MCs 合成酶编码基因的系统发育分析表明,藻类合成MCs 的能力要早于后生动物的起源,更是远远早于哺乳动物和人类的出现㊂因此可以确定,MCs 对于哺乳动物和人类的毒性是偶然的,并不是该毒素原本的生物学功能㊂鉴于此,近20年来,国际上对MCs 生物学功能的探索和争论持续至今[26-29]㊂2.1㊀作为化感物质增强竞争力由于蓝藻水华的有害影响在很大程度上是通过产生毒性化合物造成的,因此Wang 等[30]认为水华是借助了这些藻毒素,才会达到如此高的细胞密度[31]㊂一种可能的机制是MCs 能够保护蓝藻免受病原体㊁寄生虫或捕食者的侵害㊂这一机制得到了一些研究的支持,产毒藻株不太受捕食者的青睐,并且捕食者的存在也可能会诱导毒素的产生[32-33]㊂第2种可能的机制是藻毒素的主动释放可能会抑制竞争物种的生长或生存[33-34]㊂这种由化学物质介导的干扰性竞争现象被称为化感作用[35]㊂有研究认为MCs 的产生可能与多种浮游植物之间的化感作用有关,因此,MCs 被认为是一种化感物质[36]㊂实验结果表明,MC -LR 对莱氏衣藻(Chlamydomonas reinhardtii )细胞活力有明显的化感抑制作用㊂MC -LR 在暴露开始阶段显著上调抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)的蛋白丰度,并伴随着H 2O 2的过度积累㊂这表明MC -LR 可以通过氧化损伤来抑制细胞活性[37]㊂铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa )的产毒藻株在营养充足和光照不受限制的条件下,与近头状尖胞藻(Pseud -okirchneriella subcapitata )和镰形纤维藻(Ankistrodes -mus falcatus )共培养时,2种藻的生物量均低于其单第2期张紫馨等:微囊藻毒素生物学功能的研究进展131㊀独培养时的生物量㊂这表明,藻毒素作为一种化感物质,使铜绿微囊藻在与其他物种竞争时处于有利地位[38]㊂在对铜绿微囊藻和韦森伯格氏微囊藻(Mi-crocystis wesenbergii)之间的化感作用进行实验时,加入铜绿微囊藻的无细胞滤液对韦氏微囊藻的生长有抑制作用,说明铜绿微囊藻对韦森伯格氏微囊藻具有明显的化感抑制作用[39]㊂无论是微囊藻毒素纯品还是蓝藻提取物,都对多种受试硅藻(Fistulifera pelliculosa等)和红藻(Chroothece richteriana)的光合速率产生影响,进而抑制其生长[40]㊂微囊藻与鱼腥藻(Dolichospermum)的共培养存在化感抑制作用,但精确的生长效果会因菌株或种类而异,并受到营养条件的影响[41-42]㊂另外,长期暴露于MC-LR(49.1~98.3μg㊃L-1)下,水生植物蒲草(Typha angustifolia Linn)受氧化胁迫严重,非气孔限制或气孔限制对光合作用系统的影响明显,导致光合作用速率下降[37]㊂MCs也会通过影响细胞膜功能㊁诱导氧化应激等机制,来抑制水生植物黄菖蒲(Iris pseudacorus L.)的生长[43]㊂但对MCs与动物之间化感作用的研究仅在典型的水华高细胞浓度下发现显著影响,而进行较低细胞浓度条件实验时,没有检测到化感作用㊂除此以外也有一些研究结果否定了MCs作为抵抗动物摄食的化感物质的可能[44]㊂系统发育学研究发现, MCs的合成基因在蓝藻进化过程中一直存在,且早于后生动物的出现[45],于是否定了它抵御浮游动物摄食的功能[25,46]㊂因此,MCs作为化感物质来抵御动物摄食的观点并不被学界广泛接受㊂2.2㊀参与调节光合作用光照是MCs生物合成的一个重要影响因素,研究表明细胞需要活跃的光合作用才能产生更多的毒素,这说明MCs与光合作用之间存在一定的联系㊂Zilliges等[47]研究发现,在高光强下MCs通过其N-甲基脱氢丙氨酸部分与蛋白磷酸酶靶标的半胱氨酸形成稳定的硫醚键,与卡尔文循环的光合活表1㊀与5次生物大灭绝相关的藻类生物量增加的证据Table1㊀Evidence for increased microbial activity associated with mass extinctions时期Geological age证据Evidence参考文献Reference奥陶纪末期End Ordovician美国大盆地:微生物叠层石在大灭绝的地层之上American Great Basin:Microbial stromatolites are above the extinct strata[18]泥盆纪晚期Late Devonian加拿大阿尔伯塔省:大规模凝块石与核形石Alberta,Canada:Massive curdstones and nucleolites中国:碳酸盐岩台地序列中含有微生物粘结岩㊁叠层石㊁凝块石China:Carbonate terrace sequences contain microbial cementites,stromatolites,and tartites[18-19]二叠纪末期End Permian日本西南部:三叠纪初期在浅海碳酸盐堆积物中记录到繁盛的蓝藻Southwest Japan:Cyanobacteria were recorded inshallow sea carbonate deposits in the early Triassic Period中国贵州:蓝藻的光合作用为无脊椎动物提供了 避难所Guizhou,China:Photosynthesis of cyanobacteria provides a refuge for invertebrates意大利㊁亚美尼亚㊁土耳其㊁伊朗㊁格陵兰(丹麦属地)和加拿大等地发现了广泛而丰富的藻类叠层石Extensive and abundant algal stromatolites have been found in Italy,Armenia,Turkey,Iran,Greenland(Denmark),Canada,and other places[20-22]三叠纪末期End Triassic 加拿大不列颠哥伦比亚省:蓝藻的扩张与大范围海洋层化造成的生物大灭绝同时发生British Columbia,Canada:The expansion of cyanobacteria coincidedwith mass extinctions caused by widespread ocean stagnation中国长江流域:恶劣的海洋环境阻碍后生动物的扩张并刺激微生物的繁殖Yangtze River,China:Harsh marine environment hinders the expansion ofpost-physiology and stimulates the reproduction of microorganisms[23-24]白垩纪末期End Cretaceous 无No132㊀生态毒理学报第18卷性酶结合发生相互作用,显示了野生型比突变株更加耐受高光强的优势㊂Wang等[48]为了研究铜绿微囊藻的光合作用速率与MCs产量之间的关系,在不同铁处理条件下对铜绿微囊藻进行了培养㊂实验验证,铁可以促进铜绿微囊藻的光合作用能力和促进MC-LR的产生,但不是以剂量依赖的方式㊂并且,光合作用能力与MCs产量呈显著正相关㊂由于铁的变化会通过影响电子传递链而抑制ATP的产生,进而改变微囊藻毒素合成基因的表达,这表明MCs 的产生在很大程度上依赖于光合作用的氧化还原状态和能量代谢㊂García-Espín等[40]的实验结果显示, MC-LR纯品和蓝藻提取物都会促进或抑制被测藻类的光合作用活性㊂这种光合作用速率的变化可能与MCs通过产生更多的光合色素而影响光合作用系统有关㊂另外,在高光强的环境条件下,细胞会发生氧化应激,MCs可提高核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, RuBisCO)的活性,降低胞内氧气浓度,耗费高光合速率积累的能量,从而避免氧化损伤[37,47]㊂2.3㊀有助于藻类适应环境变化水温在3~27ħ的范围内,蓝藻生物量在18ħ以下随温度升高而增加,但随后随温度的进一步升高而迅速下降㊂环境中的MCs浓度与温度密切相关,且在20~25ħ之间升高最多,这与蓝藻生物量的下降同时发生㊂并且产毒藻株比无毒藻株更容易在底泥中存活[49]㊂在富营养化的太湖,生物量受季节变化影响比较显著的蓝藻就包括微囊藻[50],其四季的相对丰度分别为19.6%㊁39.1%㊁75.6%和15.0%[51]㊂在夏季水温较高时,微囊藻提高光合速率会导致氧化应激,蓝藻生物量降低的同时产生大量MCs以维持自身生物量㊂Wang等[52]的研究也显示,大多数底栖微囊藻群落可以依赖MCs的存在以维持正常的光合作用速率,来度过冬季较为恶劣的环境㊂但Feng等[53]在研究复苏阶段毒素对微囊藻的影响时,并未发现高产毒微囊藻具有较高的复苏率,毒素含量较低的藻株反而复苏率略高㊂因此MCs有助于藻类越冬的观点还需要进行进一步研究㊂由于人类生产活动造成碱性含盐废水排放量的增加,会对多种水生生物造成影响㊂Yu等[54]的实验结果表明,低碱性盐度(EC=2.5mS㊃cm-1)有利于铜绿微囊藻的生长和MCs的合成和释放[55]㊂在中碱性盐度(EC=5mS㊃cm-1)时,铜绿微囊藻能够激活碱性盐耐受机制,通过增加光合色素含量,但不影响细胞的抗氧化防御系统和细胞超微结构,来保护细胞免受碱性盐胁迫㊂因而增强铜绿微囊藻的存活率㊂但过量的碱性盐(EC=7.5mS㊃cm-1)会对铜绿微囊藻产生毒性作用导致细胞死亡[56]㊂将产毒蓝藻培养在较低盐度水平(4g㊃L-1NaCl)时发现,这些蓝藻菌株可以诱导MCs的产生和ATP-柠檬酸裂合酶去磷酸化蛋白的表达[57]㊂由此可以说明,在一定的盐度范围内,产毒藻株可以通过调节MCs的释放,激活盐度耐受机制,来平衡并降低环境中盐度变化对自身的影响㊂李伟等[58]通过模拟人工酸雨,发现铜绿微囊藻产毒藻株FACHB905的细胞粒径在各个pH处理下都要明显高于无毒藻株FACHB469;同时,酸雨处理导致藻体有效光化学效率显著降低,生长速率受到抑制,细胞死亡,FACHB905表现出更强的抗逆性㊂推测MCs在对抗pH变化也发挥着一定的作用㊂有研究发现,在湍流条件下,MCs浓度(胞内和胞外)显著增加,最大值是静水中的3.4倍㊂强烈的湍流会增加水流的剪切力,导致细胞机械损伤或细胞溶解,造成细胞破裂和包括毒素在内的细胞内物质泄漏㊂短期的湍流条件有利于产毒微囊藻的生长,也导致了微囊藻毒性的增加[59]㊂2.4㊀有助于群落的形成Kurmayer等[60]通过对野外单个群体微囊藻的尺寸大小及产毒量分析发现,微囊藻的产毒量与群体大小呈正相关㊂这表明MCs很有可能参与了微囊藻群体的形成过程㊂此外,MC-RR暴露会上调4种多糖的生物合成基因(capD㊁csaB㊁tagH和epsL)并显著增加细胞外多糖的产生[61]㊂Sedmak和El-ersek[62]发现,MCs可以通过增加细胞浓度使细胞聚集;改变细胞通透性造成细胞体积增大;影响光合速率等多种机制参与水华的形成㊂Kehr等[63]在铜绿微囊藻中发现的一种凝集素(microvirin,MVN),它参与了微囊藻的细胞间识别与粘附过程㊂添加外源MVN,可观察到MVN缺失突变株产生明显的细胞聚集㊂在铜绿微囊藻NIES-478的培养试验中,花生凝集素(peanut ag-glutinin,PNA)处理后的细胞表现出更高的细胞铁摄取率㊁MCs产量以及细胞外碳水化合物在细胞膜中的积累[64]㊂基于在mcyB突变细胞中不能检测到MVN等多种证据,表明MCs和MVN之间存第2期张紫馨等:微囊藻毒素生物学功能的研究进展133㊀在功能关联[65]㊂MCs可能作为一种信号分子,并以这种方式影响MVN及其结合配体的表达[66]㊂相关实验以是否降解胞外的MCs为对照,发现释放到胞外的毒素被降解后,微囊藻群落生物量减小约50%,证实了MCs对微囊藻群体形态的维持具有重要作用[61]㊂2.5㊀作为信号分子传递信息Phelan和Downing[67]将集胞藻(Synechocystis sp.)PCC6803暴露于MCs中,结果表明在与环境相关的浓度下,MCs能被不产生藻毒素的细胞吸收,并定位在类囊体膜上导致PSⅡ(photosystemⅡ)活性下降㊂RT-PCR结果表明,MCs的信号传导效应在很大程度上取决于用于培养的光照条件㊂pksⅠ~pksⅢ基因簇对外源MCs最敏感,而对微囊藻毒素合成基因表达的自诱导效应可以忽略不计,并且仅在光的临界阈值以上观察到[68]㊂MCs在产毒细胞中对多种蛋白质具有调节的作用㊂微囊藻毒素合成基因缺失突变体ΔmcyB的蛋白质积累发生了显著变化,包括卡尔文循环中的几种酶㊁藻胆蛋白和2种依赖NADPH的还原酶(谷胱甘肽还原酶和硫氧还蛋白-二硫键还原酶)㊂MCs 在细胞内能与这些蛋白质结合产生相互作用,并且在强光和氧化应激条件下,这种结合显著增强[47]㊂MCs对光合活性酶的作用在前文已有提及,是通过提高RuBisCO活性从而加快细胞光合速率㊂在类囊体膜中发现的MCs的百分比非常低,藻胆蛋白可能是具有这些寡肽结合位点的主要蛋白质,MCs通过与藻胆蛋白结合,增加其在微囊藻胞内溶胶的溶解度[69]㊂Schatz等[46]研究则发现,被动机械裂解的细胞释放的MCs可被存活的细胞接收信息,进而显著提高微囊藻毒素合成基因的表达及含量以提高其他细胞的存活率,表明MCs可作为种内细胞信息交流物质,提高其他存活细胞的适应性[70]㊂甘南琴等[71]也指出MCs可能参与胞内信号传递与基因调控㊂3㊀环境因素对藻毒素的影响(Effects of environ-mental factors on microcystins)3.1㊀影响藻毒素产生与分布的环境因素MCs的产生和环境变化有很强的关联㊂除了上述MCs能够帮助藻类适应环境变化(表2),反过来,MCs的生物合成也受到多种环境因素的影响,如光照[37,76]㊁温度[49,77]和营养物质[36,76,78]等㊂光照会直接影响微囊藻毒素合成基因的表达㊂紫外线照射可导致DNA㊁蛋白质或脂质的直接损伤,以及活性氧的积累,导致分子和细胞损伤㊂相比之下,却可导致MCs㊁氰肽蛋白等蛋白的产量增加㊂铜绿微囊藻暴露在逐渐增加的光强下或改变光质,MCs的胞外浓度增加[79]㊂紫外光照射不仅直接作用于膜系统的脂质并引起超微结构变化,而且对OEC和D1蛋白造成伤害,从而导致PSⅡ失活,同时可能通过氧化损伤来降解细胞内和细胞外的MCs[80]㊂一项比较铜绿微囊藻在3种不同温度(20㊁26和32ħ)下产生藻毒素的研究表明,随着温度的升高, MC-LR的水平不断升高㊂此外,铜绿微囊藻的产毒菌株在20ħ以上时更具竞争力[81]㊂温度升高10ħ会显著增加微囊藻毒素合成基因mcyB表达,从而增加MCs的合成[82]㊂温度的直接或间接影响是蓝藻群落产生的毒素空间分布㊁浓度的主要驱动因素㊂广义线性模型表明,毒素多样性指数随纬度的增大而增大,随水体稳定性的增大而减小㊂随着全球变暖的持续,湖泊温度升高的直接和间接影响将推动全球范围内蓝藻毒素分布的变化,可能会增加一些产毒物种或菌株的优势[81,83]㊂Taranu等[84]的实验证实,毒性较大的MC-LA和MC-LR的水平与气候因素相关,在中风和频繁降雨的中低营养水体显示MC-LA的百分比较高,而温暖㊁营养丰富的条件显示MC-LR和MC-RR的百分比较高㊂淡水水体中的蓝藻有害水华主要归因于水体富营养化,水体中的氮㊁磷含量也会对MCs有着一定的直接或间接影响㊂增加氮的供应将导致MCs产量增加,中低剂量(1~3mg㊃L-1㊃周-1)的氮水平促进了有毒蓝藻在湖泊中的优势地位以及MCs浓度的升高[85]㊂无论氮的形态如何,较低的碳氮比培养基都会使微囊藻产生更高的MC-LR浓度[86]㊂产毒藻株的MCs产量与太湖中氨氮(NH3-N)浓度呈正相关,与洋河中总磷(TP)㊁总溶解磷(TDP)和磷酸盐(PO4-P)浓度呈正相关㊂这表明,影响太湖有毒蓝藻水华的主要营养因子是氮,而洋河则是磷[87]㊂3.2㊀全球气候变化下藻毒素问题的凸显蓝藻水华已成为全球最严重的水环境问题之一,已经对世界范围内的水生生态系统和人类公共健康造成了不可忽视的影响[88]㊂在全球气候不断变化的情况下,蓝藻水华的发生频率和危害范围也在日益增加,为防治藻毒素带来严峻的挑战[88-89]㊂134㊀生态毒理学报第18卷表2㊀微囊藻毒素的生物学功能及其机制Table2㊀Biological function and mechanism of microcystins功能Function机制Mechanism参考文献Reference化感作用Allelopathy 减少其他藻类生物量Reduce other algal biomass[38-41]引发氧化损伤Cause oxidative stress[37]降低光合速率Reduce photosynthetic rate[37]影响细胞膜功能Affect cell membrane function[43]参与光合作用Participatein photosynthesis影响参与光合作用的酶Affect enzymes involved in photosynthesis(1)与酶发生相互作用,使野生型微囊藻耐受高光Interact with enzymes to make wild-type microcystis tolerant to highlights(2)提高RuBisCO活性,避免氧化损伤Increase RuBisCO activity and avoid oxidative stress(3)产生更多光合色素Produce more photosynthetic pigments[37,40,47]不同铁浓度下,通过电子传递链抑制ATP的产生,进而影响微囊藻毒素合成基因的表达At different iron concentrations,the expression of microcystin synthesisgenes is affected by electron transport chains[48]加速碳积累使野生型微囊藻胞内碳水化合物含量高Accelerated carbon accumulation results in high intracellularcarbohydrate content in wild-type microcystis[72]帮助藻类适应环境变化Make algae adapt to environmental changes温度Temperature(1)适宜的温度范围内,产毒藻株比无毒藻株更易存活Within the right temperature range,MC-producing strains aremore likely to survive than non-MC-producing strains(2)高温和低温胁迫使MCs含量增加以维持正常的生物量High and low temperature stresses force the MCs content to increase to maintain general biomass溶解性无机碳(DIC)与藻类生物量和MCs浓度呈负相关Dissolved inorganic carbon(DIC)is inversely correlated with algal biomass and MCs concentrations碱性盐Alkaline salt中碱性盐度(EC=5mS㊃cm-1)会激活细胞的碱性盐耐受机制Medium alkaline salinity(EC=5mS㊃cm-1)activates the alkaline salt tolerance mechanism of cells盐度Salinity较低盐度诱导MCs的产生和ATP-柠檬酸裂合酶去磷酸化蛋白的表达Lower salinity induces the production of MCs and the expressionof ATP-citric acid lyase dephosphorylated proteinspH低pH时有毒藻株比无毒藻株的细胞粒径更大㊁抗逆性更强At low pH,MC-producing strains have a larger cell size and aremore resistant to stress than non-MC-producing strains水速Velocity of flow短期湍流条件造成细胞溶解,增加MCs的产生The production of MCs increases when the water flow is fast[49-51][73-74][54][57][58][59]。
微囊藻毒素的检测及危害研究进展
微囊藻毒素的检测及危害研究进展夏商周;杨朝晖【摘要】Microcystins are common toxin of algal existing in eutrophic water body consisting of isomerides with cyclic polypeptide. They are characterized as high toxicity and wide existence in aquatic environment. This paper summarized their molecular structures, physicochemical features, their pollution status and their inspection methods. The future development was prospected as well.%微囊藻毒素是富营养化水体中最常见的藻类毒素，它是一类具有多种异构体的环状多肽物质。
其毒性大、分布广。
对环境和人类的健康有着重大的威胁，是水环境中的重要潜在危害物质。
本文总结了微囊藻毒素的分子结构、理化性质、污染现状以及对其的检测方法，并且提出了展望。
【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】4页(P90-93)【关键词】微囊藻毒素;危害;检测方法【作者】夏商周;杨朝晖【作者单位】常德市环境卫生管理处,湖南常德415000 湖南大学环境科学与工程学院,长沙410082;湖南大学环境科学与工程学院,长沙410082【正文语种】中文【中图分类】X172近年来，随着人类生产、生活方式的迅速发展，工业化、城市化的进程加快，大量含有丰富氮、磷污染物的工业废水和生活污水排入水体，导致藻类特别是蓝藻的异常繁殖而出现水华现象，不仅严重影响了水质和环境卫生，而且部分藻属还能产生微囊藻毒素，给人类健康造成巨大的威胁［1，2］。
微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展
微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展一、内容描述微囊藻毒素(Microcystins,MC)是由某些单细胞藻类产生的一种具有高毒性的天然毒素，广泛存在于海洋环境中。
由于其对生态系统和人类健康的潜在危害，研究微囊藻毒素的微生物降解途径与分子机制具有重要意义。
近年来科学家们在这一领域取得了一系列重要进展。
首先研究人员发现了许多能够降解微囊藻毒素的微生物菌株，这些菌株主要包括细菌、真菌和病毒等，它们可以利用不同的酶类或代谢途径来降解微囊藻毒素。
例如一些细菌通过合成脲酶降解微囊藻毒素中的脲键，从而降低其毒性；真菌则通过降解微囊藻毒素中的脂肪酸酯来达到降解的目的。
此外还有一些病毒可以感染微囊藻并抑制其生长，从而间接地减少微囊藻毒素的产生。
其次科学家们揭示了微囊藻毒素降解过程中的关键酶和代谢途径。
研究表明微囊藻毒素的降解主要涉及多种酶的作用，如脲酶、酯酶、酰胺酶等。
这些酶在不同微生物菌株中具有特异性，可以有效地降解微囊藻毒素。
此外研究还发现，微囊藻毒素的降解过程受到环境因素的影响，如光照、温度、盐度等，这些因素可以影响微生物菌株的生长和代谢途径的选择。
研究人员还探讨了微囊藻毒素降解的分子机制，研究发现微囊藻毒素与微生物菌株之间的相互作用是影响降解效果的关键因素之一。
通过基因工程技术，科学家们已经成功地构建了一些具有抗性基因的微生物菌株，这些菌株可以在高浓度的微囊藻毒素环境中存活并进行有效的降解。
此外研究还发现，微囊藻毒素降解过程中的一些关键酶和代谢产物具有生物活性，可以作为药物或食品添加剂用于环境保护和健康促进等领域。
1. 微囊藻毒素的来源和危害微囊藻毒素是由某些单细胞藻类产生的一种有毒物质，主要存在于海洋中。
这些有毒藻类在生长过程中会分泌出微囊藻毒素，其中包括一些对人体健康具有极大危害的毒素，如艾氏藻毒素、汉氏氏藻毒素等。
微囊藻毒素具有极高的生物活性，能够破坏人体的细胞膜和线粒体功能，导致细胞死亡。
微囊藻毒素
专利名称：微囊藻毒素‑LR在制备预防和治疗肺纤维化的药物中的应用
专利类型：发明专利
发明人：王亚平,徐力致,王洁,赵庆亚
申请号：CN201710014483.4
申请日：20170109
公开号：CN106620647A
公开日：
20170510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及微囊藻毒素‑LR的医药用途，尤其是微囊藻毒素‑LR在制备预防和治疗肺纤维化的药物中的应用，属于医药技术领域。
本发明经过验证，微囊藻毒素‑LR可以改善由博来霉素引发的肺纤维化状态。
微囊藻毒素‑LR可抑制博莱霉素引发的肺纤维化相关分子TGF‑β、TNF‑α、IL‑1β、IL‑6、NF‑κB、ET‑1 mRNA表达的升高。
微囊藻毒素‑LR可抑制博莱霉素引发的肺组织VEGF mRNA 表达的增高。
微囊藻毒素‑LR通过TGF‑β/Smad通路及抑制血管生成等途径，干预并缓解博莱霉素诱导大鼠肺纤维化。
为制备预防和/或治疗肺纤维化疾病的药物提供新的途径。
申请人：南京大学
地址：210093 江苏省南京市汉口路22号
国籍：CN
代理机构：南京苏科专利代理有限责任公司
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液相色谱-串联质谱法测定水中微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR1
液相色谱 -串联质谱法测定水中微囊藻毒素 -LR、微囊藻毒素 -RR1摘要为提高实验室水质检测效率，依据《城镇供水水质标准检验方法》CJ/T141-2018，建立高效液相色谱-串联质谱法快速测定水中微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR的分析方法。
水样经玻璃纤维滤膜过滤，对溶解态藻毒素(水样)和藻细胞内藻毒素(膜样)分别进行不同的处理。
水样中的微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR的总量是水样处理和膜样处理测定结果之和。
经液相色谱仪ACQUITY UPLC BEH shield RP18分离后，进入串联质谱仪，采用多反应监测(MRM)模式，根据保留时间和特征离子峰进行定性分析，外标法定量分析。
本法水样最低检测质量浓度为微囊藻毒素-LR 0.10μg/L、微囊藻毒素-RR 0.02μg/L，标准曲线的质量浓度范围是微囊藻毒素-LR 0μg/L～5.0μg/L、微囊藻毒素-RR 0μg/L～1.0μg/L，线性关系（r≥0.998），精密度满足多次平行测定的相对标准偏差低于10%的要求，准确度试验中加标回收率在80%～130%范围内。
按照以上实验过程，能够完成对生活饮用水及其水源水中微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR的测定工作。
关键词液相色谱-串联质谱法饮用水微囊藻毒素中图分类号 X832；R123.1；O657.7近年来，国内外经常发生蓝藻毒素中毒事件【1】，许多饮用水水源受蓝藻污染时，从其中检测出微囊藻毒素（微囊藻毒素）；微囊藻毒素-LR含量调查显示，水源水和饮用水中微囊藻毒素-LR平均含量均未超过我国地表水环境质量标准、饮用水卫生标准限值1μg/L，水库水中微囊藻毒素-LR平均含量均高于江河水、井水和山泉水【2】。
水中藻毒素的去除有多种方法，但常规水处理工艺对其去除率较低，一般在50%以下，有时甚至出现负去除率【3】。
微囊藻毒素具有强大的危害性，属肝毒性，具有强致癌性，若皮肤接触或长期饮用含微囊藻毒素的水，可对人体造成伤害，甚至引起肝癌【4】。
微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展
微囊藻毒素生物合成基因及其功能研究进展摘要：水体富营养化加剧，导致了蓝藻水华在世界范围内频发。
蓝藻产生的微裳藻毒素是最常见的一种藻毒素，对人类和动物造成了很大的危害甚至导致死亡。
微囊藻毒素经非核糖体合成途径由多肽合成酶合成。
对微囊藻毒素的结构与性质、微囊藻毒素合成基因的功能及其生物合成、微囊藻毒素的分子生物学检测技术进行了评述，对未来的研究方向进行了展望。
关键词：微囊藻毒素；蓝藻：基因；检测随着社会的发展，生活及工农业生产中大量含氮、磷的废污水未经有效处理被排入水体中，导致水体富营养化，蓝藻等藻类成为水体中的优势种群，大量繁殖形成水华，蓝藻水华暴发带来的微囊藻毒素（microcystin，MC）污染已经成为全球关注的环境问题。
微囊藻毒素造成了众多中毒事件，对人类和动物的健康造成了很大的威胁。
深入认识微囊藻毒素，了解微囊藻毒素的结构、编码基因及其合成，有助于对微囊藻毒素进行有效的监测，对微囊藻毒素的合成进行干预，从而在监测、控制和消除等方面有效解决微囊藻毒素的危害问题，对水体环境的保护具有重要的现实意义。
1微囊藻毒素的结构与性质微囊藻毒素是一种单环七肽肝毒素，一般结构为环（D-Ala-X-D-MeASp/D-Asp-Z-Adda—D-Glu-Mdha）（图1）。
分子结构1位上是D-丙氨酸（D-Ala）；2、4位上的X和Z分别代表不同的氨基酸；3位上是D-赤-β-甲基天冬氨酸（MeAsp）；5 位上是（2S，3S，8S，9S）-3-氨基—9—甲氧基一2，6，8-3甲基-10-苯基-4，6-_烯酸（Adda）；6位上是D一谷氨酸（D-Glu）；7位上是N一甲基脱氢丙氨酸（Mdha）。
其中.Adda是一种特殊氨基酸，是毒素活性表达所必需的基团，其结构改变会导致毒性减弱或丧失。
因为结构中存在可变氨基酸，所以微囊藻毒素有多种异构体，目前发现的已经超过90种。
其中最普遍、毒性较大的是MC-LR、RR和YR（L、R、Y分别代表亮氨酸、精氨酸和酪氨酸）。
金属有机框架MIL-101(Fe)对水中微囊藻毒素-LR的吸附
第33卷第9期2419年9月分析测试学报FENX) CESH) XUEBAO (3oomai of Instcimextal Analysis )Vol. 33 No. 91775 - 1772doi : 12. 3969/j. issn. 1004 -4957. 2219. 09. 007金属有机框架MIL-101 (Fe)对水中微囊藻毒素-LR 的吸附连丽丽，姜鑫浩，邓艺辉，娄大伟**收稿日期：2217 -75 -07；修回日期：2410 -45 -07基金项目：国家自然科学基金项目(21645456)；吉林省自然科学基金(2434141292JC)；吉林省科技发展计划项目(22177325116SF)*通讯作者：娄大伟，博士，教授，研究方向：色谱分离分析方法及样品前处理技术，E - mail : dwloo@ hotwail. oom(吉林化工学院分析化学系，吉林吉林132022)摘 要：通过溶剂热法制备了性质稳定的金属有机框架材料MIL - 141 (Fe ),并用于吸附去除水中的微囊藻毒素-LR 。
采用电子显微镜、傅立叶变换红外光谱(FT-IR )、Zeta 电位和N 吸附-脱附等方法对制备的纳 米材料进行了表征。
MIL-121(Fe)具有多孔结构和较高的比表面积(375.2 m 3/o ),尺寸约为502 nm 。
考察 了 pH 值、离子强度、温度、吸附时间、浓度等参数对吸附剂吸附能力的影响。
结果表明，静电作用和配位作用是主要的作用机理。
MIL-123Fe)对微囊藻毒素-LR 的吸附速度很快(20 mm 内达到吸附平衡),吸附过程符合准二级动力学模型；MIL-121 (Fe)对微囊藻毒素-LR 表现岀良好的吸附性能，其最大吸附量为256.4 mg/g 。
溶液中存在的腐植酸对MIL-121(Fe)的吸附性能产生一定的影响。
受腐殖酸、盐类的影响，相同条件下MIL-121(Fe)对江水中微囊藻毒素-LR 的吸附性能有所下降，但仍可达到6&( mg/g 。
微囊藻毒素-LR的特征红外光谱
微囊藻毒素-LR的特征红外光谱第26卷,第6期2006年6月光谱学与光谱分析SpectroscopyandSpectralAnalysisV o1.26,No.6,pp1051—1053June,2006微囊藻毒素一LR的特征红外光谱赵亮,GayleNewcombe,LeanneBritcher.1.河南省科学院化学研究所,河南郑州4500022.AustralianWaterQualityCentreandCRCforWaterQualityandTreatment,PMB3,Salisbu rySA5108.Australia3.IanWarkResearchInstituteofUniversityofSouthAustralia,MawsonLakesCampus,Sout hAustralia,5095,Australia摘要利用傅里叶变换~b(FTm)光谱仪研究了微囊藻毒素一LR在扫描范围4000~600cm的红外吸收光谱图,微囊藻毒素一LR分子构成中的主要官能团,如带有单一取代基的苯环,胍基,7L羧基等特征红外吸收带在谱图上均得到了确认.主题词FTIR光谱图;微囊藻毒素一LR中图分类号:0657.3文献标识码:A文章编号:1000—0593(2006)06—1051—03引言微囊藻毒素一LR广泛地存在于自然界的淡水源水中,是蓝,绿藻生命周期中代谢和分解的一种肝毒素,其毒性很强,同样纯度的微囊藻毒素的毒性甚至与眼镜蛇的毒性相当,其u)50约为50g?kgL1],医学研究结果证明,饮水中含有该毒素将诱发人体肝脏器官的病变,肿瘤甚至癌变L2],它是国际公认的导致肝癌的三大因素之一.微囊藻毒素一LR是一种单环七肽有机物,基本分子结构为环一(D-丙胺酸一L,x_赤母甲基一I)_异天冬氨酸一L,Z_Adda_I)_ 异谷氨酸一N_甲基脱氢丙氨酸),由于基本分子结构为大环并间隔双键,因此具有相对较高的热稳定性,其化学结构在100℃下加热保持不变,煮沸30min无毒性丧失L3],特别是它的分子结构中含有多个羧基,氨基,酰氨基等极性官能团,在水中具有相对较好的溶解性,常规的混凝一沉淀一过滤一消毒等自来水处理工艺过程对其几乎没有去除效果L4].最新研究结果表明L5],具有特殊吸附功能的吸附剂可有效地去除水体当中微量的微囊藻毒素,而该类吸附剂表面所具有的不同化学活性基团(如游离羟基,胺基,羧基等)在吸附净化过程发挥了重要的作用.本研究利用FTIR光谱仪探讨了微囊藻毒素一LR的红外特征吸收光谱图,结果微囊藻毒素一LR分子构成中含有的主要官能团的特征红外吸收带均在获得的图谱上得到了确认,该红外图谱的获得将为进一步研究和开发可用于净化去除水中微量微囊藻毒素的新型吸附剂,特别是研究和探讨新型吸附剂的吸附行为,吸附机理以及定性检测水体中的微囊藻毒素等提供了重要的依据.1实验部分1.1样品和试剂微囊藻毒素一LR:Calbioehem.公司提供(Calbiochem.,Sydney,Australia),纯度:≥98;其他化学试剂,如溴化钾,甲醇溶液等均为分析纯.1.2红外吸收光谱测定用甲醇溶剂将样品微囊藻毒素一LR溶解在溶液中,将干燥后的固体溴化钾粉末加入溶液中,并充分混合均匀,然后在一定的温度下将甲醇溶剂完全赶除,所得到的固体样品进行压片制样,采用红外光谱仪(NieolettMagna-IR750FTIRspectrometer)对mLR的红外吸收特征进行光谱测定,扫描范围4000~600cm～.2FTIR光谱图及讨论微囊藻毒素一LR的FT光谱图如图I所示.据Car—michael的研究报道L7],mLR的分子结构中包括苯环(一C6H5),胍基(一NHCNH?NH2),羧基(一C00H)以及一一CH.,一CH2一C()-一和一C()-一NH-一等特征官能团(mLR的分子结构见图2).图1光谱图中,在1540,958,770与710cm处出现的吸收峰分别归属于具有共轭双键结构的—C伸缩振动L8],C_H的苯环面外振动Lg]以及收稿日期:2005—02—28.修订日期:2005—05—16基金项目:国际科技合作重点项目(2004DFA05100)和教育部留学基金项目(22841005)资助作者简介:赵亮,1961年生,河南省科学院化学研究所副研究员1052光谱学与光谱分析第26卷C—H面外变形振动E"1]等苯环上带有单一取代基结构的特征红外吸收峰,其他具有帮助识别苯环结构的吸收峰,如(I-一H的伸缩振动在3080~3010cm和2000~1650ctn附近出现的一系列弱小吸收峰则因为与N—H,0一H的伸缩振动吸收宽峰和C--O,—C的强吸收峰发生重叠导致无法准确的识别[1..3ooo2oooWavenumber/cm一胍基是mLR区别与其他微囊藻异构体的主要特征官能团之一,胍基结构中含有一个伯胺和两个仲胺,图1中在3370ClTI--位置上出现的吸收峰主要归属于伯胺的非对称伸缩振动吸收[1引,其另外一个特征吸收峰则因为分子内氢键的作用出现在650ctn[1.];仲胺的N—H伸缩振动特征吸收峰与伯胺的非对称伸缩振动吸收峰均出现在3370ctn-1的范围内,其吸收强度弱于伯胺的非对称伸缩振动吸收,但仲胺中氮原子与其他碳原子键合(C_一N)之间因伸缩振动而产生的两个特征吸收峰分别出现在图1的1172和1135ctn位置上.微囊藻毒素一LR分子构成中含有两个羧基(见图2),这两个羧基同时也是其他常见微囊藻异构体基本分子构成中的特征官能团E"],羧基中羰基C=一C的伸缩振动强吸收峰[9] 出现在图1的1654ctn_1位置,而羧基中()_一H在3370ctn-1附近出现的伸缩振动吸收宽峰,则是因为强分子内氢键作用的结果E].其他特征吸收,如一C().一NH一的强吸收峰出现在1540ctn-1_1.;—CH2—C()_一的亚甲基剪切振动吸收峰出现在1457和1386cm-位置E;一N—CH3中(I-一H和N_e_H的伸缩振动吸收带出现在2820cm-附近.综合上述实验结果,微囊藻毒素-LR基本官能团的红外吸收特征如表1.Table1CharacteristicadsorptionImmlsforthebasic functionalgroupsinmicrocystin-LR官能团主要特征谱峰/(cm-1)0一C具有单一取代基的苯环,—c6H5C—HC—H——NHz胍基,一NHCNH?NH2一N—HC—N羧基,COOH1540(伸缩振动)958(~面外振动)770,710(面外变形振动)3370,650(~对称伸缩振动)3370(伸缩振动)1172,1135(伸缩振动)0—01654(伸缩振动)o—H3370(伸缩振动)—C0一NH一1540(伸缩振动)—CH2—Co一1457,1386(剪切振动)一一CH32820(伸缩振动).I1謇鲁sa《第6期光谱学与光谱分析1053参考文献[1]ChorusI,BartramJ(eds.).W0rldHealthOrganization,TomnCyanobacteriainWater:AG uidetoTheirPublicHealthConsequences,MonitoringandManagement.London,UK:EandFNSpon,1999.[2]PietschJ,BornmannK,SchmidtWCyanotoxinReleaseDuringWaterTreatment,Annual MeetingofWaterChemistryDivisioninGermanChemistrySodety,BadWildungen,May2001.[3]ZHANGQing-xue,YuMi州uan(张青学,俞敏娟).JournalofEnvironmentalSciences(环境科学),1989,9(1):86.[4]LambertTW,HomlesCFB,HrudeySEWaterResearch,1996,30(8):141l_[5]CookD,NewcombeG.WaterSupply,2002,2(5—6):201.[6]ZHAOLiang(赵亮),NewcombeG,Ueanne&ChinaWaterandWastewater(中国给水排水),2004,20(2):44.[7]CarmichaelWW.J.App1.Bacteriok,1992,72:445.[8】KatritzkyARJ.ChettuSoc.1958,4162.[9]Seth-PaulW八SpectrochimicaActa,1974,30A:1817.[103V arsdn~GVibrationalSpectraofBenzeneDerivatives.NewY ork:AcadarnicPress,Ne w,1969.[11]HiguchiS,TsuyamaH,TanakaS,etaLSpectrochimicaActa,1974,30A:463.[12]SocratesG.InfraredCharacteristicGroupFrequenciegJohnWilley&Sons,Ltd,To ronto,1980.[13]A0Chumyuan(陶春元).SpectroscopyandSpectralAnalysis(光谱学与光谱分析),1994,14(5):39.[14]RivasseauC,MartinsS,HennionMCJ.CheomatographyA,1998,799:155. TheCharacteristicIRSpectraofMicrocystin'LRZHAOLiang,GayleNewcombez,UeanneBritchera1.HenanResearchInstituteforChemistry,Zhengzhou450002,China2.AustralianWaterQualityCentre&CRCforWaterQualityandTreatment,PMB3,Sali sburySA5108,Australia3.IanWarkResearchInstituteofUniversityofSouthAustralia,MawsonLakesCampus,Sout hAustralia,5095,AustraliaAbstractTheIRspectraofmincrocystirrLR(mLR)werestudiedbyFouriertransforminfrare dspectroscopyinthescanningrangeof4000-600crfl～.ThecharacteristicIRspectrafrommainfunctiongroupssuchasmo nosubstitutedbenzene,guanidineresiduesandy-carboxylicgroupsetchavebeenidentified. KeywotdsFTIRspectrum;MicrocystirrLR(ReceivedFeb.28,2005;acceptedMay16,2005)。
微囊藻毒素-LR完全抗原的设计及制备
微囊藻毒素-LR完全抗原的设计及制备
微囊藻毒素-LR完全抗原的设计及制备
从偶联位点、偶联剂、载体蛋白和偶联步骤等分析出发,设计了微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)完全抗原的制备方法.在半抗原分子第7位氨基酸分子上引进1个自由的氨基;再用戊二醛2步法将此中间产物(H2N-etMC-LR)分别与BSA和OVA偶联.中间产物和偶联产物分别经固相萃取和透析纯化后,经SDS凝胶电泳、紫外扫描及生物质谱技术鉴定,结果表明MC-LR与BSA的平均偶联比能达到5以上,满足了进一步免疫的要求.
作者：盛建武何苗宋保栋施汉昌钱易SHENG Jian-wu HE Miao SONG Bao-dong SHI Han-chang QIAN Yi 作者单位：清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京,100084 刊名：环境科学ISTIC PKU 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)：2005 26(3) 分类号： X173 X830.2 关键词：微囊藻毒素-LR 完全抗原偶联比。
光催化纳米材料降解微囊藻毒素的研究进展
光催化纳米材料降解微囊藻毒素的研究进展林英姿;朱洋;李昂;林涣;刘根【摘要】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.【期刊名称】《吉林师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(040)002【总页数】4页(P15-18)【关键词】光催化;纳米材料;微囊藻毒素【作者】林英姿;朱洋;李昂;林涣;刘根【作者单位】吉林建筑大学市政与环境工程学院,吉林长春130118;吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室,吉林长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院,吉林长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院,吉林长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院,吉林长春130118;吉林建筑大学市政与环境工程学院,吉林长春130118【正文语种】中文【中图分类】X13随着经济高速增长，工农业高速发展，生活污水和工农业废水排放量增多，使得水体富营养化日益严重.水体中的藻类爆发越来越频繁，能够产生藻毒素的藻类受到了普遍的重视.其中微囊藻毒素(microcystins，MCs)是一种迄今已被发现最强的肝肿瘤促进剂的环形七肽物质[1]，其独特的可变氨基酸提高了化学稳定性，这给处理带来了很大的困难.纳米材料通常为纳米级结构材料，是指其结构单元的尺寸在1～100 nm范围之间.纳米材料大概可以分为四类，分别是纳米粉末、纳米纤维、纳米块体、纳米膜等[2-3]，其中研究时间最久，技术较为成熟的是纳米粉末.自从20世纪80年代起，我国开始研究纳米材料，其应用的领域较为广泛，在医药、生物等领域研究较多，而研究于环境保护方面相对起步较晚.近年来，纳米材料光催化剂为核心的光催化氧化处理技术已经被公认是最具前景的绿色环境净化处理技术之一.其中，利用纳米材料光催化降解水中的MCs得到越来越多研究者的重视，使得研究取得了一定的进展.1 光催化纳米材料的改性方法研究者希望设计出来能够利用太阳能照射能活化的光催化剂，所以一直在进行改进研究与发展.为了增强空穴与电子的分离效率，减少复合几率，可以对纳米材料进行改性，提高光催化纳米材料的活性.光催化纳米材料改性方法基本可以分为贵金属沉积、金属掺杂、非金属掺杂、半导体复合等方法.(1)贵金属沉积.当半导体表面被贵金属沉积时，半导体的能级高于贵金属的能级，激发态的电子将转移至贵金属表面上，贵金属表面吸附的氧化成分被激发态的电子所还原，并还原的成分会被半导体表面所氧化，有效提高光催化活性[4].过渡金属(Cr、Co、V等)对纳米材料进行改性可使得它的光谱扩展在可见光区，同时提高了光催化性活性.陈阳等通过负载不同的贵金属颗粒构筑贵金属负载的ZnO光催化剂，表明小尺寸和大小均匀的颗粒对ZnO催化性能有显著的提升作用[5].张丽等利用Pt、Ag、Ru负载修饰CuO/CuAl2O4复合光催化剂，结果表明，Pt、Ag可以提高催化活性，Ru会使光催化剂活性有所降低[6].(2)金属掺杂.为了增加光催化的活性相应范围，抑制电子与空穴复合，可以在纳米材料中掺杂金属离子[7].孙志华[8]利用溶胶水热法制备La掺杂的TiO2催化剂，当La的掺杂量为1%时，温度为700 ℃其催化活性最高.(3)非金属掺杂.非金属掺杂能够有效的改善纳米材料在可见光条件下活性，当前掺杂纳米材料的非金属元素主要有N、F、C、S等.刘大锐[9]采用水热合成法制备出S掺杂NaTaO3复合材料，研究表明S掺杂NaTaO3其光催化活性高于纯相NaTaO3.(4)半导体复合.在半导体纳米材料中，两种半导体之间的能级差可以将电子-空穴有效的分离，还可以扩展光吸收波长的范围[10].不同的半导体复合方面已经有很多的研究，这些复合材料也被认为开发用可见光活化的高效催化剂的重要材料[11].2 光催化纳米材料降解MCs的基本原理光催化技术是利用半导体物质在外界光源照射下产生超氧自由基羟基自由基(·OH)、空穴等强氧化性自由基将有害有毒的有机物质氧化降解为水、二氧化碳及其他无机物，这样能够实现从光能到化学能转化.在1972年初，Fujishima等[12]发现水在TiO2光催化作用下可以分解为氢气和氧气，最初主要研究有机污染物和无机污染物降解过程，对抑制藻类生长几乎没有研究.1985年，Mastunaga等[13]研究发现在紫外光照射条件下，TiO2具有杀菌作用.光催化本身不引起二次污染，整个处理反应过程操作简单，充分利用太阳能光源.光催化技术具有反应条件温和、耗能低、操作方便、反应后的产物无二次污染等优点，相对传统的吸附、高级氧化等方法具有很大的优势.光催化纳米材料降解MCs的基本原理可能分成以下四个过程：(1)纳米材料的电子吸收大于其带隙的光能发生电子跃迁，激发态电子迁移至导带，价带产生空穴；(2)导带的电子(e-)迁移至纳米材料表面，与氧分子产生超氧自由基(3)价带中空穴(h+)氧化吸附在表面的H2O，生成羟基自由基(·OH)，同时空穴能够直接氧化吸附纳米材料表面上的MCs；和·OH直接吸附纳米材料表面上的MCs.简述原理过程表示如下：A+hν→A(e-+h+)；h++H2O →·OH；h++MCs →CO2+H2O+其他产物；·OH+MCs →CO2+H2O+其他产物；其他产物.其中A代表纳米材料.3 光催化改性纳米材料的制备方法及研究现状纳米材料制备有很多种方法，大致包括溶胶凝胶法、水热合成法、生物模板法、阳极氧化法等，其中光催化降解MCs应用最广泛.3.1 溶胶凝胶法光催化降解MCs研究溶胶凝胶法指是选择高化学活性组分的化合物作反应的前驱体，然后将这些原料进行均匀混合，最后形成的透明稳定溶胶体系经过干燥和煅烧可制备出纳米结构的材料[14].溶胶凝胶法在降解微囊藻毒素的应用次数最多，实验条件要求相对较低、操作较方便，得到了很多研究者的青睐.如Hyeok等[15]利用溶胶法制得掺杂氮的二氧化钛降解MC-LR，在可见光条件下30 min能够降解50%的MC-LR，2 h内几乎完全降解.郭燕飞等[16]利用溶胶凝胶法合成碳、氮掺杂的二氧化钛，在可见光条件下10 h内可以对MC-LR去除率达到83%.Miguel等[17]研究掺杂氮和氟的二氧化钛纳米颗粒在太阳光激发下能够有效降解MC-LR，并且在酸性条件比碱性条件降解速率更快.杨静等[18]采用溶胶凝胶法制备氮掺杂二氧化钛催化剂，在可见光激发下14 h内MC-LR降解率达到100%，其催化反应体系中主要是羟基自由基(·OH)降解MC-LR.妖杭永等[19]以活性炭为载体，制备了TiO2/GAC催化剂，通过研究不同负载次数的催化剂对MC-LR降解，表明负载一次的催化剂光降解效率最佳，TiO2/GAC催化剂能够在紫外光下吸附在活性炭表面的MC-LR向活性二氧化钛颗粒表面迁移，不断在二氧化钛表面光催化氧化，这样能够高效去除MC-LR.赵远等[20]采用溶胶凝胶法制备亚微米Cu2O微球，亚微米Cu2O微球能够在可见光下具有较好的光催化降解MCs.陈娟等[21]利用溶胶凝胶法制得镧负载二氧化钛纳米催化剂，能够有效增加MC-LR吸附量，提高了MC-LR降解率，在太阳光条件下30 min降解率可达到97%，并且pH降低可促进MC-LR的降解.陈晓国等[22]研究多孔二氧化钛膜体系可在太阳光激发下对MC-RR有较好的去除效果，TiO2膜的镀膜次数对催化效果有一定的影响.3.2 水热合成法光催化降解MCs研究水热合成法是水溶液作为介质加入密封反应容器(高压反应釜)里面，对反应容器高温高压，使通常难溶或者不溶的物质溶解.水热合成制得的固体具有纯度高、结晶较好等优点.水热合成法在降解微囊藻毒素的应用并不是很多，现有文献利用水热合成法用于降解染料，如罗丹明B等.倪利晓等[23]利用水热合成法制得可见光相应的Fe2O3/Bi2WO6复合催化剂，Fe2O3/Bi2WO6在可见光下催化剂投加量为0.05 g，pH=3.7时降解MCs速率最高，两者复合有效抑制了光生电子和空穴结合几率.3.3 阳极氧化法光催化降解MCs研究阳极氧化法是一种可以使金属表面形成氧化物的技术手段[24]，制备出的纳米管分布均匀，排列整齐，并且能够改变试验条件来操控纳米管的管长、壁厚、管径等，是一种比较简单可控的方法[25].阳极氧化法制备纳米材料比较多是TiO2纳米管的制备[26]，大多数研究者针对TiO2纳米管的形貌、改性研究，应用降解MCS的内容不多.现阶段，邓一荣[27]等人采用“草酸+氟化铵”水相电解液利用阳极氧化法制备出TiO2纳米管，对水体中的MC-LR光催化降解率达88.23%.这研究说明阳极氧化法光催化降解MCS比较可行，可以尝试的研究方法.3.4 生物模板法光催化降解MCs研究在自然界，许多数天然生物质都有自己独特的结构，并且含有多种活性官能团，具有较高的化学反应活性，可以和很多种金属离子发生配位反应.因此，天然生物质是制备结构较为复杂纳米材料的理想模板.生物模板法主要是前驱体利用模板的独特微观结构，在高温煅烧条件下去除模板，最终产物保留模板的微观纳米结构，其可以增加比面积和孔径.生物模板法具有简单、重复率高和合成材料大小、形状可控等优点.生物模板法在各个领域应用比较少，在降解MCs方面甚少，这可能是一种制备催化剂降解MCs上全新的研究方法.4 结论利用自然界天然生物材料制备出高效、绿色、无毒的纳米材料是一个较新的研究热点，探索如何将天然生物纳米材料应用于降解微囊藻毒素，并对降解机理深入研究，从而寻找一种经济、环保、实用的光催化纳米材料降解微囊藻毒素技术.参考文献【相关文献】[1]CANNICHAEL WAYNE W.Toxins of cyanobacteria[J].Scientific American，1994，270(1)：2-9.[2]陈亚丽.ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能的研究[D].兰州：西北师范大学，2013.[3]邓小聪.过渡金属核-壳结构和空心球形纳米粒子的制备及其修饰电极催化氧还原性能[D].南昌：江西师范大学，2012.[4]WHIKE K，BREUER H D.The influence of transition metal doping on the physical and photocatalytic properties of 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藻毒素
• 4、 生物去除 • 许多研究发现,在天然河流、湖泊、水库以及污水沟和沉积 物中,存在有效降解微囊藻毒素的微生物,它们可以通过改 变侧链活性氨基酸基团(Adda)的结构或打开环状结构降低 其毒性。Cousins等人研究发现,天然水体中的藻毒素可在 一周内大部分降解。而在无菌水中则可稳保持27d以上, 在经灭菌的天然水中,藻毒素可保持12d。
四、藻毒素的去除方法
1、常规处理工艺： • 目前水处理过程的常规处理工艺对MC的去除是非常有 限的。戎文磊等实验研究表明，常规的混凝沉淀仅能去除 少部分藻细胞内毒素，而对溶解性胞外毒素去除较小，加 上后续过滤的截留和生物降解作用。水中总藻毒素的去除 率仅能达到 30%左右。目前水处理中对于藻毒素的去除 方法大体上包括物理法、化学法以及生物法。
• Takenaka和Watanabe发现从天然水体中分离出的铜绿 假单胞菌对藻毒素有降解能力,在初始浓度为50mg/L 时,20d后的去除率达90%以上。一些革兰氏阴性细菌,如 Sphingomonas sp.可通过微囊藻毒素催化酶 (microcystinase)的作用降解微囊藻毒素。其它的微生物 如Sphingomonas也可以降解微囊藻毒素。有报道称，草 履虫和颤体虫、鱼类可以通过捕食蓝藻来降低藻毒素的浓 度。
谢谢大家！
• （2）活性炭吸附 • 活性炭吸附是目前研究最多的一种物理去除微囊藻毒素的 方法。Wheeler等在含64μ g L微囊藻提取液的水溶液中加 入颗粒活性炭,滤去悬浮物后的水对老鼠没有毒性,但是残 余碳有毒性。A.W.Warhurst[等研究了活性炭对微囊藻毒 素的吸附效果,让藻毒素浓度为20μ g L的溶液,分别通过活 性炭含量为0、10、50mg L的碳柱时,出水中的藻毒素浓 度分别为18.06～19.02μ g L、0.46～1.24μ g L,小于 0.08μ g L。Hoffman[25]在微囊藻毒素浓度为10mg L的 试验水中投加不同量的粉末状活性炭,同时考察颗粒状活性 炭对微囊藻毒素的去除效果,
液相色谱-串联质谱法r检测水中痕量微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR
液相色谱-串联质谱法r检测水中痕量微囊藻毒素-LR和微囊藻毒素-RR李晨;马颖;李洪鑫;傅玉【摘要】建立直接进样测定饮用水和水源水中的微囊藻毒素(MC-RR、MC-LR)的液相色谱-质谱分析方法.水样过0.22μm PTFE滤膜,用Waters Xevo TQD超高效液相色谱串联质谱仪分析检测,采用色谱柱Waters BEH C81.7μm、2.1 mm×50 mm进行分离.采用电喷雾电离正离子模式(ESI+),以外标法定量分析.MC-RR的浓度在0.1~2.0μg/L,MC-LR的浓度在0.5~10.0μg/L范围时,它们的线性关系r≥0.9990.微囊藻毒素-LR、微囊藻毒素-RR在水中进行高、中、低3个水平的添加,各组分相对标准偏差(RSD)为4.18%~8.69%,,平均回收率在82%~91%之间,最低检测下限(LOD)MC-RR为0.04μg/L,MC-LR为0.09μg/L.此方法简便、快捷、准确,具有较好的实用价值.【期刊名称】《天津科技》【年(卷),期】2017(044)011【总页数】3页(P69-71)【关键词】微囊藻毒素;液相色谱-质谱;水【作者】李晨;马颖;李洪鑫;傅玉【作者单位】天津泰达水业有限公司天津300457;天津泰达水业有限公司天津300457;天津泰达水业有限公司天津300457;天津泰达水业有限公司天津300457【正文语种】中文【中图分类】O657.63近几年来，由于环境中水体富营养化，藻类特别是蓝藻在水体中异常繁殖生长，引起内陆水体中有害蓝藻水华。
微囊藻毒素(microcystin，MCYST)是水中蓝藻等藻类产生的一种七肽，目前已发现60多种异构体[1-2]，主要有MC-RR、MC-LR。
微囊藻具有一定毒性，世界卫生组织和《生活饮用水卫生标准》均推荐水中微囊藻毒素的安全浓度为1 μg/L[3-5]。
检测微囊藻毒素的常见方法是液相色谱法，需要通过固相萃取柱对水样浓缩富集，用紫外检测器检测，前处理较复杂，且背景吸收较大。
MC-LR致肠细胞毒性的初步研究
Open Journal of Nature Science 自然科学, 2019, 7(3), 186-191Published Online May 2019 in Hans. /journal/ojnshttps:///10.12677/ojns.2019.73027Preliminary Study on Intestinal Cytotoxicity of Microcystin-LRKamegniboukem Robert, Cong Wen, Shuilin Zheng, Yawmassey Isaac, Linghui Cao*Xiangya School of Public Health, Central South University, Changsha HunanReceived: May 1st, 2019; accepted: May 15th, 2019; published: May 22nd, 2019AbstractThe rapid development of industries and agriculture, has led to the increasing discharge of waste-water containing nitrogen and phosphorus into freshwater, rivers and lakes. This activity results to eutrophication and development of cyanobacteria bloom. The monocyclic heptapeptidemicro-cystin (MC) is the secondary product of cyanobacteria metabolism and most harmful cyanotoxin found in water. More than 100 isomers of MCs have been reported, with MC-LR being the most widely distributed, abundant and toxic. The aim of this study was to investigate the intestinal tox-icity caused by MC-LR. NCM460 and HT29 cell models were used to explore the intestinal toxicity of MC-LR. Intestinal cells were treated with different doses (0 μM, 5μM and 10μM) of MC-LR, and the number and morphology of the cells were observed. Fluorescence probe DCFH-DA was used to detect reactive oxygen species (ROS). In addition, the toxic mechanism of MC-LR on intestinal cells was performed via comet assay. Data indicated that there was no change in the number and mor-phology of the cells between the test and control groups. Both NCM460 and HT29 cells showed a significant (5μM, HT29, p = 0.03, NCM460, p = 0.0003; 10 μM, HT29, p = 0.003, NCM460, p = 0.02) increase in ROS level after MC-LR exposure, and revealed a dose/time-effect relationship. The DNA tail-trailing phenomenon in 5μM dose group was significantly lower than that in 10 μM dose group, indicating a dose-dependent relationship between DNA damage and MC-LR concentration.Hence, our data suggested MC-LR has the potential of intestine toxicity. The results of this study provide a reference for further understanding of the intestinal toxicity induced by MC-LR, preven-tion, diagnosis and treatment of intestinal diseases induced by MC-LR.KeywordsMicrocysitin-LR, NCM460 Cell Line, HT29 Cell Line, ROS Assay, Comet AssayMC-LR致肠细胞毒性的初步研究Kamegniboukem Robert，文聪，郑水林，Yawmassey Isaac，曹灵慧**通讯作者。
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２ ５ ０ ｎ ｍ的 Ｆ ｅ ３ Ｏ 磁 性 微 球 ． 然后 通 过 水 热 合
成将磁性微 球表 面进 行功能 化修饰． 准确称 ｇ ｚ ｏ ． ２ ｇ
Ｆ ｅ ３ Ｏ ４ 分散 于 ５ ０ ｍ Ｌ ０ ．１ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ Ｈ Ｃ １中 ， 超 声 １ ０ ｍ ｉ ｎ ， 磁性分离 出 Ｆ ｅ ０ 并 用 二 次水 充 分 洗 涤
第３ ２卷
第 ４期
吉 林 化 工 学 院 学 报
Ｊ Ｏ Ｕ Ｒ Ｎ ＡＬ Ｏ Ｆ Ｊ Ｉ Ｌ Ｉ Ｎ Ｉ Ｎ Ｓ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｅ Ｏ Ｆ Ｃ ＨＥ ＭＩ Ｃ Ａ Ｌ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ ＮＯ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ
Ｖｏ １ ． ３ ２ Ｎｏ ． ４ Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ５
Ｌ Ｃ － ２ ０ Ａ Ｔ高效液 相 色谱 仪 （ 日本 Ｓ ｈ ｉ ｍ ａ ｄ ｚ ｕ公
的去 除 ， 但处 理周期非 常漫长 ； 臭 氧 氧 化 去 除 效 果 较 好但 价 格 十 分 昂 贵 ． 因此 ， 开 发 一种 经 济 、 环保 、 高效 去 除藻 毒 素 的新 型 吸 附剂 对水 资源 的
（ １ ． 吉林化工学 院 化学 与制药工 程学 院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ； ２ ． 吉林大学 化学学 院， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ １ ２； ３ ． 东北师范大学 化 学学院 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘要 ： 通 过水 热合成的方法制备 出磁性 Ｆ ｅ ， Ｏ 纳米粒子 ， 并将 其表面功能化 ， 得到新型 的磁性纳米粒子．
１ 实 验 部 分
１ ． １ 试剂 与材 料
微囊 藻毒 素 （ ＭＣ － Ｌ Ｒ ） 购 自台湾 Ａ ｌ ｇ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ
公 司． 正 硅 酸 乙酯 （ Ｔ Ｅ Ｏ Ｓ） 、 Ｆ ｅ Ｃ Ｉ ・ ６ Ｈ， ０、 乙 二
醇、 聚 乙二 醇 、 无 水 醋 酸 钠 以及 Ｎ ｉ Ｓ Ｏ ・ ７ Ｈ ： ０均
囊 藻 毒 素 ＭＣ － Ｌ Ｒ 的 富集 ， 对 其 吸 附 性 能 进 行 了
研究．
收稿 日期 ： ２ ０ １ ５ ０２ － — １ １ 基 金项 目： 国家 自然 科学基金项 目（ ２ １ ３ ７ ５ ４６ ０ ） ； 吉林省科技 发展计划项 目（ Ｎ ｏ ． ２ ０ １ ３ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ０ ５ ２ １ ０ ２ ４ Ｊ Ｈ、 Ｎ ｏ ． ２ ０ １ ３ Ｃ ４１ ０ ） ； 吉林 省教育厅 “ 十二五 ” 科 学技术研究项 目（ Ｎ ｏ ． ２ ０ １ ３ ３ １ ３ ） ． 作 者简介 ： 孙 红（ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 女， 内蒙古通辽人 ， 吉林大学在读硕士研究生 ， 主要从事磁性材料 的制 备方法及其 在 固相 萃取 中的应用等方面的研究． 通信作者 ： 娄 大伟 ， Ｅ — ｍａ ｉ ｌ ： ｄ ｗ ｌ ｏ ｕ ＠ｈ ｏ ｔ ｍ ａ ｉ ｌ ． ｔ ｏ ｍ
对 影 响 微 囊 藻 毒 素 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｙ ｓ ｔ ｉ ｎ － Ｌ Ｒ吸附效果的一些 因素如 吸附剂加 入量 、 吸 附时间 、 浓度 、 ｐ Ｈ 等 进 行 了 优化． 研究结 果表明 ， 制 得 的磁 性 吸 附 剂 具 有 良好 的 吸 附性 能 ， 适 用 于 水 中痕 量 藻毒 素 的 去 除 ．
２ ０ １ ５年 ４月
文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ２ ８ ５ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ － ０ ０ １ ５ － ０ ５
磁 性 功 能 化 纳 米 粒 子 对 微 囊 藻 毒 素 Ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｙ ｓ ｔ ｉ ｎ － Ｌ Ｒ 的 吸 附 性 能 研 究
孙 红 ， 娄 大伟 ， 连 丽 丽 ， 韩 雪 ， 郭 亭 秀 ， 陈 慧君 ，
显微 镜 （ 日本 Ｈｉ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ 公司） ． Ｄ ８ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ Ｘ． 射 线衍 射 仪（ 德 国布鲁 克公 司 ） ．
１ ． ３ 实 验方 法
１ ． ３ ． １ 磁 性 吸附剂 的制 备 首先 我 们 根 据 近 期 报 道 的方 法 制 备 出 粒 径
～
本文将 Ｆ ｅ ， Ｏ 磁性微球表面修饰 ， 合 成 一 种
保 护具 有 重大 意义 ， 引 起社会 广 泛关 注 ． 磁 性 纳 米 粒 子 作 为 一 种 新 兴 的 纳 米 材 料 ， 具 有 超 大 的 比表 面积 、 较 好 的化 学稳 定 性 和很 强 的磁 性 ， 解 决 了传 统 吸 附 剂 固 液分 离 困难
的 问题 ．
司） ， Ｋ Ｑ － ３ ０ ０ Ｖ Ｄ Ｖ型超声 清洗器 （ 昆 山市 超 声 仪 器有 限公 司 ） ， Ｈ１ ６ ５ ０离 心 机 （ 湖 南 湘仪 实 验 室 有 限开 发公 司 ） ， Ｘ Ｗ一 ８ ０ Ａ 型 旋 涡混 合 仪 （ 海 门市 其 林 贝尔 仪 器 制 造 有 限 公 司 ） ， Ｈ － ７ ５ ０ ０型透 射 电子
产及 Ｅ ｔ 常生 活 中 ， 向水体 排人 大 量含 氮 、 磷 的污染 物， 加 速 了湖泊 的富营养 化 ， 藻类 由此 而 获取 丰富
的营 养 而 大 量 繁 殖．而 且 藻 类 能 释 放 生 物 毒 素 —— 藻毒 素 ， 它是 一 类 具 有 生 物 活 性 的单 环 七 肽， 具 有强 烈 的 促 癌 作 用 Ｊ ． 针 对 被 藻 毒 素 污 染
为分 析纯 ， 购 自天 津大 茂化 学试 剂制 造有 限公 司 ．
１ ． ２ 仪 器
的水体 ， 已报道 的方 法 如 以 活性 炭 为 吸 附剂 对 藻 毒 素吸 附效 果 十 分显 著 ， 但 需要 大 剂量 的碳 不
够 环保 ； 传 统 的生 物 降 解 无 污染 适 用 于 藻毒 素
关
键
词： 磁性纳米粒子 ； 微囊藻毒素 吸附
文献标志码 ： Ａ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ０ ３ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ２ ２—１ ２ ４ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ４． ０ ０ ０ ５
中 图分 类 号 ： Ｒ １ １ ４
随着社 会 工业 化 进 程 加 快 ， 人 类 在 工 农 业 生