（环境工程专业论文）离子液体c8mimpf6和c8mimcl对蚯蚓氧化胁迫及dna损伤.pdf

山东农业大学硕士学位论文 中文摘要 离子液体( i o n i cl i q u i d s ，i l s ) 是一类完全由离子组成的室温下呈液态的物质，一般 由有机阳离子和无机或有机阴离子组成，具有不挥发、不易燃和热稳定等性质，曾被认 为是环境友好的“绿色溶剂 ，具有广阔的应用前景。然而近年来的研究却显示离子液 体对环境和生物体的友好性还有待进一步研究。作为溶剂和催化剂，i l s 最终必将有一 部分要流失到环境中，尤其是土壤环境中，一旦进入土壤环境中，由于其高稳定性将导 致其成为永久性污染物。然而，目前有关i l s 毒性的研究却远远滞后于i l s 物化性及应 用方面的研究，基础的数据和结论还不是很全面。因此，关于i l s 对陆生生物的毒性及 其生物降解性的研究就具有十分重要的意义。 生物毒性的检测是判断一种化学物质毒性必不可少的方面，其对陆生生态风险评价 与应用风险评价起着极其重要的作用。本研究以两种8 碳链咪唑类i l s c s m i m p f 6 和 c 8 m i m c l 为研究对象，选取蚯蚓为指示生物，将蚯蚓暴露于空白对照土壤和分别经两 种i l s 染毒后浓度为5 、1 0 、2 0 、4 0m g k g 土壤的处理组土壤中，于染毒后的7 、1 4 、 2 1 、2 8d 取样测定。通过研究 c 8 m i m p f 6 和 c s m i m c 1 对超氧化物歧化酶( s o d ) 活性、 过氧化氢酶( c a t ) 活性、过氧化物酶( p o d ) 活性、蚯蚓活性氧( r o s ) 含量、谷胱 甘肽转移酶( g s t ) 活性、丙二醛( m d a ) 含量的影响，对蚯蚓体腔细胞d n a 损伤， 评价了两种不同阴离子的i l s 的生态毒性和遗传毒性，为全面了解和认识 c 8 m i m p f 6 和 【c 8 m i r a c 1 对陆生生态系统的影响提供依据。主要研究结果如下： ( 1 ) 抗氧化酶系：选择抗氧化酶系中的s o d 、c a t 和p o d 活性作为指标。 【c s m i m p f 6 对蚯蚓s o d 活性具有先激活后抑制的作用；只在染毒1 4d 对5 、1 0 、2 0m g k g 处理组蚯蚓的c a t 活性有抑制作用；对蚯蚓p o d 活性有显著激活作用。【c 8 m i m c 1 对 蚯蚓s o d 活性具有先抑制后激活的作用；对蚯蚓c a t 活性在染毒2 1d 的2 0 、4 0m g k g 处理组表现出抑制作用，染毒2 8d 除最低浓度处理组( 5m g k g ) 外都表选出显著的抑 制作用；对蚯蚓p o d 活性的影响则是先激活后逐渐回落到对照水平，且对最高浓度处 理组( 4 0m g k g ) 的蚯蚓在染毒2 8d 有抑制作用。这说明两种i l s 都对蚯蚓抗氧化酶系 具有一定的影响，蚯蚓在i l s 作用下，机体受到毒性侵害，机体各种酶活性发生变化， 或受毒物影响抑制酶的产生，或刺激机体产生更多的酶以抵御外界污染物的毒性影响。 ( 2 ) 活性氧( r o s ) ：较对照组而言，处理组经 c 8 m i m p f 6 染毒后，各染毒处理 组蚯蚓的r o s 含量显著提高。经 c s m i m c 1 处理后低浓度处理组在染毒时间较短的情况 1 离子液体 c s m i m p f 6 和 c s m i m c l 对蚯蚓氧化胁迫及d n a 损伤 下，r o s 含量无显著变化，随着染毒浓度的增大和染毒时间的延长， c 8 m i r a c 1 对蚯蚓 r o s 含量变化逐步呈现出显著影响。比较结果可以看出与 c s m i m c 1 相比， c s m i m p f 6 对蚯蚓的影响更大。 ( 3 ) 谷胱甘肽转移酶( g s t ) ：两种i l s 对蚯蚓g s t 活性均具有激活作用，而经 c 8 m i m c 1 染毒的处理组蚯蚓g s t 活性在染毒2 8d 时恢复到对照水平。 ( 4 ) 丙二醛( m d a ) ：两种i l s 对低浓度处理的m d a 含量影响较小，引起高浓度 处理组的m d a 含量显著增高。 ( 5 ) d n a 损伤：经不同浓度 c s m i m p f 6 和 c s m i m c 1 处理均可造成蚯蚓体腔细胞 d n a 损伤，而且随着浓度的增加和时间的延长，彗星拖尾长度、o l i v e 尾矩的值均有上 升的趋势，这说明d n a 损伤程度与 c s m i m p f 6 和 c s m i m c 1 的浓度和处理时间存在剂 量效应和时间效应关系。同时，通过比较相同条件下 c 8 m i m p f 6 和 c s m i m c 1 对蚯蚓 体腔细胞d n a 所造成的影响可知， c s m i m p f 6l 卜, c s m i m c 1 具有更大的基因毒性。 关键词：离子液体i c 8 m i m lp f 6 c s m i m c l 蚯蚓氧化胁迫彗星试验 2 山东农业大学硕士学位论文 o x i d a t i v es t r e s sa n dd n a d a m a g ei n d u c e db yi o n i cl i a u i d s i c s m i m p f 6a n d 【c s m i m c le x p o s u r ei ne a r t h w o r m y a n gj i n h u i a b s t r a c t i o n i cl i q u i d s ，i l s ，a r el i q u i ds u b s t a n c e sc o m p o s e ds o l e l yb yi o na tr o o mt e m p e r a t u r e t h ec o m m o ni l sc o n s i s to fa no r g a n i cc a t i o nw i t hd e l o c a l i z e dc h a r g e sa n das m a l li n o r g a n i c o ro r g a n i ca n i o n , w h i c hh a v eb r o a da p p l i e dp e r s p e c t i v ea n dh a db e e nc o n s i d e r e da s g r e e n p r o d u c t d u et ot h e i re x c e l l e n tp h y s i c a lp r o p e r t i e so fn o n v o l a t i l i t y , n o n - f l a m m a b i l i t ya n d s t a b l ec h a r a c t e r i s t i c ，e t c h o w e v e r , r e s e a r c h e si nr e c e n ty e a r sh a v es h o w nt h a tt h ef r i e n d l y n a t u r eo fi o n i cl i q u i d so ne n v i r o n m e n ta n do r g a n i s m sn e e dt ob ef u r t h e rs t u d i e d a sas o l v e n t o rc a t a l y s tu s e di ni n d u s t r y , i t sr e l e a s ef r o mi n d u s t r i a lp r o c e s s e si n t oe n v i r o n m e n ti so b v i o u s o n c ei n t ot e r r e s t r i a le n v i r o n m e n t s ，t h e r em a yb et o om u c ho far i s k ，b e c a u s ei t sh i g hs t a b i l i t y m a ym a k et h e mb e c o m ep e r s i s t e n tp o l l u t a n t si nw a s t e w a t e r u pt on o w ，m a n ya r t i c l e sh a d r e p o r t e dp h y s i c a l c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n da p p l i c a t i o n so fi l s ；h o w e v e r ，t h e r ea r en o t e n o u g hf o ru st os t u d yt h et o x i c i t yt os u p p o r tt h e i ra p p l i c a t i o n s ，s o m eb a s i cd a t aa b o u ti l s h a v eb e e nl a c k i n g f o rs u c hr e a s o n s ，i ti sp r i 硎t yt od e t e r m i n ei t st o x i ce f f e c tt oa q u a t i c o r g a n i s m sa n db i o d e g r a d a b i l i t y b i o l o g i c a lt o x i c i t yt e s t sa r ei n d i s p e n s a b l et oe s t i m a t et h et o x i c i t yo fo n ec h e m i c a l ，t h e s a m er o l eo nt e r r e s t r i a le c o s y s t e ma n da p p l i e dr i s ka s s e s s m e n t t h i ss t u d yw a so p e r a t e dt o i n v e s t i g a t et h ee f f e c to ft w ok i n d so fi m i d a z o l ei o n i cl i a u i d s c s m i m p f 6a n d c s m i m c 1w i t h e i g h tc a r b o nc h a i no nt h ee a r t h w o r m e a r t h w o r mw e r ee x p o s e dt oac o n t r o la n df o u r c o n c e n t r a t i o n so f c s m i m p f 6a n d c s m i m c 1 ( 5 ，10 ，2 0 ，a n d4 0m g & gs o i l ) r e s p e c t i v e l ya n d w e r es a m p l e da f t e r7 ，14 ，21 ，a n d2 8d a y s t h i ss t u d yw a sc o n d u c t e dt oi n v e s t i g a t et h ee f f e c t o ft h et w oi l sw i t hd i f f e r e n ta n i o n so na n t i o x i d a n te n z y m e s s u p e r o x i d ed i s m u t a s e ( s o d ) c a t a l a s e ( c a t ) ，a n dp e r o x i d a s e ( p o d ) ，r o s ( r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ) g e n e r a t i o n ， g l u t a t h i o n e s - t r a n s f e r a s e e n z y m e ( g s t ) a c t i v i t y ，m a l o n d i a l d e h y d e ( m d a ) c o n t e n t i n e a r t h w o r ma n dt h ei m p a c to fe a r t h w o r mc o e l o m o c y t e sd n a d a m a g e t h em a i nr e s u l t sa r e s h o w e da sf o l l o w s ： 3 离予液体 c 8 m i m p f 6 和【c 8 m i m c l 对蚯蚓氧化胁迫及d n a 损伤 1 t h ea n t i o x i d a n te n z y m es y s t e m ：s e l e c tt h es o d ，c a ta n dp o da c t i v i t yi nt h e a n t i o x i d a n te n z y m es y s t e ma si n d i c a t o r s c s m i m p f 6f i r s ta c t i v a t e dt h es o da c t i v i t yo f e a r t h w o r m st h e ni n h i b i t e di t o n l yi n h i b i t e dt h ec a ta c t i v i t yo f5 ，10 ，2 0m g k g c o n c e n t r a t i o n so fe a r t h w o r m se x p o s e dt o14d a y s p o da c t i v i t yw a ss i g n i f i c a n t l ya c t i v a t e d c s m i m c 1f i r s ti n h i b i t e dt h es o da c t i v i t yo fe a r t h w o r m st h e na c t i v a t e di t s h o w e di n h i b i t o r y o fc a ta c t i v i t yi nt h e21 d a y so fe x p o s u r e2 0 ，4 0m g k gp r o c e s s i n gg r o u p ，a n da l l t h e c o n c e n t r a t i o n ss h o w e ds i g n i f i c a n ti n h i b i t i o ne x c e p tt h e2 8d a y se x p o s e dg r o u pa d d e dt h e l o w e s tc o n c e n t r a t i o n ( 5m g k g ) p o da c t i v i t yw a sf i r s ta c t i v a t e dt h e nd e c l i n e dt oc o n t r o ll e v e l ， a n dt h a to ft h eh i g h e s tc o n c e n t r a t i o n ( 4 0m g k g ) e a r t h w o r m se x p o s e df o r2 8d a y sw a s i n h i b i t e d t h i ss h o w st h a tt h et w oi l sh a v eac e r t a i ni m p a c to ne a r t h w o r m sa n t i o x i d a n t e n z y m es y s t e m ，u n d e rt h ee f f e c t so fi l sc a u s i n gt h eb o d yav a r i e t yo fa c t i v i t yc h a n g e s ，o r t o x i ce f f e c t so ne n z y m ep r o d u c t i o n ，o rs t i m u l a t et h eb o d yp r o d u c e dm o r ee n z y m et or e s i s tt h e t o x i ce f f e c t so fe x t e r n a lc o n t a m i n a n t s 2 r o s ：r o sl e v e lo ft h eg r o u p st r e a t e db y c s m i m p f 6w e r es i g n i f i c a n t l yi n c r e a s i n g c o m p a r e dt ot h ec o n t r o lg r o u p t h e r ew a sn os i g n i f i c a n tc h a n g e si nt h ec a s eo fas h o r t e r e x p o s u r ec o n c e n t r a t i o na n d t i m eb y c s m i m w i mt h ei n c r e a s eo ft h ed o s ea n de x p o s u r et i m e t oe x t e n d ，r o sc o n t e n tc h a n g e sc a u s e db y 【c s m i m c 1o ft h ee a r t h w o r m sg r a d u a l l ys h o w e d s i g n i f i c a n ti m p a c t s c o m p a r e dt o 【c s m i m c 1 ， c s m i m p f 6h a dt h em o r ei n f l u e n c e 3 g s t ：t h et w oi l sb o t ha c t i v a t e dt h ee a r t h w o r mg s ta c t i v i t y , a n dg s ta c t i v i t yo f e a r t h w o r m st r e a t e db y 【c s m i m c 1r e t u r n e dt oc o n t r o ll e v e la f t e re x p o s e db y2 8d a y s 4 m d a ：t h et w oi l sw i t hl o wc o n c e n t r a t i o n st r e a t e dg r o u p sc a u s e dl i t t l ea f f e c t so nt h e m d ac o n t e n t ，b u tc a u s e ds i g n i f i c a n t l yi n c r e a s i n gm d ac o n t e n to ft h eh i g hc o n c e n t r a t i o n t r e a t e dg r o u p 5 d n ad a m a g e ：d i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so f c s m i m p f 6a n d 【c s m i m c 1t r e a t m e n tm a y c a u s et h ed n ad a m a g eo fe a r t h w o r mc o e l o m o c y t e s ，a n d 谢t 1 1t h ei n c r e a s eo ft h e c o n c e n t r a t i o na n dt h ee x p o s e do ft i m e ，t h ec o m e tt a i ll e n g t ha n do l i v et a i lm o m e n t sv a l u e s f o l l o w e da l lu p w a r dt r e n d ，w h i c hs h o w e dt h ed e g r e eo fd n a d a m a g ea n d c s m i m p f 6a n d 【c s m i m c 1c o n c e n t r a t i o n ，p r o c e s s i n gt i m es u b m i t t e dad o s e e f f e c ta n dt i m e e f f e c tr e l a t i o n s h i p ， r e s p e c t i v e l y b yc o m p a r i s o no ft h ed n ad a m a g ee f f e c t sc a u s i n gb y 【c s m i m p f 6a n du n d e r 4 山东农业大学硕士学位论文 t h es a m ee x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，i ti ss h o w e dt h a t c s m i m p f 6h a sag r e a t e rg e n o t o x i ce f f e c t t h a n c s m i m c 1 k e y w o r d s ：i o n i cl i q u i d s ； c s m i m p f 6 ； c s m i m c 1 ；e a r t h w o r m ；o x i d a t i v es t r e s s ；c o m e t a s s a y 5 c a t c s m i m c 1 【c s m i m p f 6 d c f h d a d n a d m s o d t t e d t a g s h g s t i l s o d o e c d o t m p b s p m s f p o d r o s s c g e s d s o d s p s s i r i s u u v 英文缩略表 c a t a l a s e 1 - o c t y l 3 m e t h y l i m i d a z o l i u mc h l o r i d e 1 - o e t y l - - 3 - - m e t h y l i m i d a z o l i u m h e x a f l u o r o p h o s p h a t e 2 ，7 d i c h l o r o f l u o r e s c e i n3 , 6 一d i a c e t a t e d e o x y r i b o n u c l e i ca c i d d i m e t h y ls u l p h o x i d e d i t h i o t h r e i t o l e t h y l e n ed i a m i n et e t r a a c e t i ca c i d r e d u c e dg l u t a t h i o n e g l u t a t h i o n es t r a n s f e r a s e i o n i cl i q u i d s o p t i c a ld e n s i t y o r g a n i z a t i o no fe c o n o m y a n dc o o p e r a t i o n d e v e l o p m e n t o l i v et a i lm o m e n t p h o s p h a t eb u f f e r e ds a l i n e p h e n y l m e t h a n e s u l f o n y lf l u o r i d e p e r o x i d a s e r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s s i n g l ec e l lg e le l e t r o p h o r e s i s s t a n d a r dd e v i a t i o n s u p e r o x i d ed i s m u t a s e s t a t i s t i c a lp a c k a g ef o rt h es o c i a ls c i e n c e s t r i s ( h y d r o x y m e t h y l ) a m i n o m e t h a n e a c t i v i t yu n i t u l t r a v i o l e t 过氧化氢酶 氯化1 辛基3 甲基咪唑 1 辛基3 甲基咪唑六氟磷 酸盐 2 7 二氯荧光黄双乙酸盐 脱氧核糖核酸 二甲基亚砜 二硫苏糖醇 乙二胺四乙酸 还原性谷胱甘肽 谷胱甘肽硫转移酶 离子液体 光密度 经济合作与发展组织 o l i v e 尾距 磷酸盐缓冲液 苯甲基磺酰氟 过氧化物酶 活性氧 单细胞凝胶电泳实验 标准偏差 超氧化物歧化酶 社会科学统计软件包 三羟甲基氨基甲烷 酶单位 紫外 塞子液体【c 8 m i m p f 6 和 c 8 m i m c i 对蚯蚓氧化胁迫及d n a 损堡 1 引言 随着化学品的大量生产和广泛应用，人类对全球性环境污染的加剧、能源的匮乏和 资源的减少日益关注。当前，全球的1 0 大环境问题都直接或间接的与化学污染有关。 绿色化学在人类对生活环境质量的要求日渐提升中应运而生，为人类最终从化学的角度 解决环境和能源问题带来了新的希望。绿色化学为实现经济和社会的可持续发展提供了 有效的手段，是解决2 1 世纪环境和资源问题的根本出路之一。 离子液体因其低挥发压和可重复利用等优点被称为“绿色溶剂”，是国际绿色化学 的前沿和热点。相对于传统溶剂的不稳定性和危险性，离子液体被公认为是一种好的替 代品，广泛应用于分离纯化、催化合成、润滑材料、电解质、电化学、光学光电材料等 领域等众多领域中( y a n ge ta 1 ，2 0 0 5 ；j a i t e l ye ta 1 ，2 0 0 8 ；h a e r e n se ta 1 ，2 0 0 9 ；s t u d z i n s k ae t a 1 2 0 0 9 ) 。然而，然而近年来的研究却显示离子液体对环境和生物体的友好性还有待进 一步研究。离子液体一旦广泛的应用于工业生产中，那么离子液体的毒性将成为重点关 注的对象。 1 1 离子液体概述 1 1 1 离子液体概念 离子液体( i o n i cl i q u i d s ，i l s ) 又称为室温离子液体、室温熔融盐等，是指在室温或 使用温度下完全由阴阳离子组成的液态有机盐，其熔点一般在1 0 0 以下( v i b o u de ta 1 。 2 0 1 2 ) 。i l s 是由尺寸较大的有机阳离子( 如咪唑、吡啶、季铵和季鳞) 和尺寸较小的无 机或有机阴离子如p f 6 。、b f 4 。、c 1 、c h 3 c o o 等组成( k e s k i ne ta 1 ，2 0 0 7 ) ， 1 1 2 离子液体的特点及应用 i l s 与现在广泛应用的有机溶剂相比，具有无法比拟的优点：蒸气压低、不易挥 发散失；可循环使用，不污染环境；多数i l s 有高的热稳定性和化学稳定性，在宽 广的温度范围内处于液体状态；对水和空气稳定；无可燃性，无着火点；电导率 高，分解电高达3 5 v ；热容量较大( 李汝雄，2 0 0 3 ) 。 改变i l s 阳离子阴离子的不同组合，可以设计合成出不同类型的i l s ，i l s 良好的 环境友好性和可设计性，使得其作为新型的反应介质正在成为研究热点。i l s 主要应用 在一下几个方面： ( 1 ) 在有机合成反应中的应用 6 些奎奎些奎堂堡主兰垡笙壅 i l s 对有机物表现出良好的溶解能力，它作为有机溶剂的替代物在许多的有机反应 中得到广泛应用。如还原反应、氧化反应、d i e l s a l d e r 反应、酯化反应、h e c k 反应、 亲电加成反应、偶联反应、f r i e d e l c r a f t s 反应、缩合反应、亲核取代反应等( g a t h e r g o o d e ta 1 ，2 0 0 4 ) 。i l s 作为有机合成反应的溶剂有如下一些好处：首先为化学反应提供了不 同于传统分子溶剂的环境，改变了反应的机理，使催化剂的稳定性、活性更好，转化率、 选择性更高；i l s 种类繁多，选择空间大，将催化剂溶于i l s 中，使得催化剂具有均相 催化效率高，多相催化易分离的优点。产物的分离可以用层析、萃取、蒸馏等方法，因 i l s 蒸汽压较低，液相温度范围宽，分离过程易于进行。 ( 2 ) 在电化学方面的应用 i l s 是完全由阴、阳离子组成的液态电解质。早在几十年前就开始了在i l s 中进行 电化学的研究，离子液体宽阔的电化学窗口、良好的离子导电性等电化学特性，使其在 电池、电容器、电沉积、晶体管等多个方面具有广泛的实用前景。由于离子液体不挥发、 不燃、良好的离子导电性、电化学窗口比电解质水溶液大得多，可以有效减轻自放电， 做电池电解质不需要熔融盐一样的高温，可以用于制造新型高性能电池。对 c 2 m i m b f 4 中铜的电化学性质研究表明，铜在铂电极上的沉积在较低电位下就可实现。 ( 3 ) 在化学分离提纯中的应用 分离提纯是化学反应的难题，用水分离只适用于亲水产物，蒸馏技术不宜用于挥发 性差的产物，用有机溶剂又会引起交叉污染。i l s 由于其独特的理化性能，非常适合作 为分离提纯的溶剂。由于i l s 的低污染特性，作为一种绿色溶剂，在化学分离提纯中的 应用得到广泛关注。 1 1 3 离子液体的毒性 对i l s 的毒理研究在不断地发展，同时也积累了许多数据信息。w i l k e s 的学生不慎 将5 0g 的 c 2 m i m c 1 洒到鞋上，1h 后才清理，导致脚部红肿，w i l k e s ( 2 0 0 4 ) 认为只要 实验人员的皮肤、黏膜等不直接接触i l s ，由于i l s 的不挥发性，实验过程没有操作的 危险性，人员也不会中毒。i l s 愈来愈广阔的应用空间，使i l s 的发展日新月异。目前 国内外已有越来越多的企业投资于i l s 的生产，而且离子液体一旦作为工业溶剂大规模 使用，不可避免的流失和废弃就会对水和土壤中的生物体产生危害，因此研究i l s 对水 和土壤中生物的毒害作用具有重要意义。 有机溶剂对生物体毒性的研究已经十分深入，世界各国已逐步建立了关于有机毒物 7 离子液体 c 8 m i m p f 6 和 c s m i m c ! 对蚯蚓氧化胁迫及d n a 损伤 的相关法律法规。关于i l s 对生物体的毒性研究才刚刚起步，目前只有为数不多的研究 小组进行了一些简单的实验，初步考察了- d , 部分离子液体对生物的毒性。下面就已有 的对i l s 生态毒性的研究进行分类： ( 1 ) 离子液体在酶水平上的毒理研究 现有的关于i l s 对酶抑制作用的研究，主要包括对乙酰胆碱酯酶( m a t z k ee ta 1 ，2 0 0 7 ； r a n k ee t a 1 ，2 0 0 7 ；a m i n ge ta 1 ，2 0 0 8 ；t o r r e c i l l a e ta 1 ，2 0 0 9 ) 、a m p ( a d e n o s i n e m o n o p h o s p h a t e ，腺嘌呤核糖核苷酸) 脱氨酶( s k t a d a n o w s k ie ta 1 ，2 0 0 5 ) 和抗氧化酶系 ( y ue ta 1 ，2 0 0 8 ) 。乙酰胆碱酯酶在神经反应和功能中发挥了重要的作用，它能特异性 的催化乙酰胆碱的水解，是所有哺乳动物神经系统中常见的神经传递素。因此，乙酰胆 碱酯酶的活性受到抑制会产生极大的危害，比如可能导致人类患心脏病和肌肉衰弱。 r a n k e ( 2 0 0 7 ) 等公布了2 9 2 种能抑制乙酰胆碱酯酶活性的化合物，其中就包括了相当 种类的i l s 和与之密切相关的盐。 s k la d a n o w s k i 等( 2 0 0 5 ) 研究了几种不同阴离子 c 1 4 m i m 盐对体外a m p 脱氨酶活 性的影响，结果显示结合t p f 6 、 b f 4 。、p - 甲苯磺酰基和c 1 。的 c 1 , a n i m 盐对a m p 脱 氨酶活性有抑制作用，且抑制作用的大小与它们的剂量有相关性。 y u 等( 2 0 0 8 ) 通过腹腔注射 c l s m i m b r 分析了其对小鼠肝脏抗氧化酶活性急性暴 露的影响。该研究检测了s o d 和c a t 两种抗氧化酶的活性变化，结果显示， cx s m i m b r 的注入会使小鼠肝脏内的抗氧化酶活性发生变化，并在3 5 7m g 依g 的半数致死量( l d 5 0 ) 时引起所处理的老鼠肝脏损坏。 ( 2 ) 离子液体的细胞毒性 有人用小鼠的早幼粒细胞白血病细胞株来检测i l s 的细胞毒性，以染色w s t - 1 的减 少量作为细胞生存能力的指标( s t o l t ee ta 1 ，2 0 0 6 ，2 0 0 7 ；m a t z k e 吼a 1 ，2 0 0 7 ；s t a s i e w i c ze t a 1 ，2 0 0 8 ；t o r r e c i l l ae ta 1 ，2 0 0 9 ；) 。 l o r e n z o 等( 2 0 0 9 ) 选用c a c o 2 ( 人克隆结肠腺癌细胞) 为研究对象粗略计算i l s 的细胞毒性，研究显示，烷基链越长，i l s 的亲脂性越强，推测其可能与生物细胞膜的 磷脂结合。 ( 3 ) 离子液体对植物的毒害作用 i l s 对水生植物的毒害作用研究，主要选用一种水生维管植物( 浮萍) 作为受试生 物( j a s t o r f f e ta 1 ，2 0 0 5 ；m a t z k ee ta 1 ，2 0 0 7 ) 。对1 烷基3 甲基咪唑类i l s 的研究表明， 烷基链长的比短的对浮萍的毒害作用大。 8 山东农业大学硕士学位论文 m a t z k e 等( 2 0 0 9 ) 研究了具有不同阴离子的咪唑类i l s 对在不同土壤中生长的冬 小麦的抑制作用，数据显示 c 1 4 m i m ( c f a s o e ) 2 n 对冬小麦生长速率抑制作用最大，即其 毒性最大，而且毒性并不依赖于土壤的组成。 ( 4 ) 离子液体对动物的毒害作用 i l s 对动物的生态毒理的研究大多选用鱼、大型蚤、蚯蚓、小鼠等作为受试生物。 p r e t t i 等( 2 0 0 6 ) 认为i l s 不同的化学结构会对斑马鱼产生完全不同的影响，由于 咪唑、吡啶、吡咯烷绘类i l s 的l c 5 0 1 0 0m g l ，所以它们对斑马鱼无高致命性。总的 来说，研究中提到斑马鱼相对于其它种类的生物营养水平较低，所以它们对i l s 的敏感 性较低。v e n t u r a 等( v e n t u r ee ta 1 ，2 0 1 0 ) 研究t i c 3 m i n t f 2 n 对5 种不同营养水平的鱼 类进行了毒性测试，发现该i l 对5 种鱼的毒性大致是随其营养水平的提升而升高。 大型蚤是连接微生物和高营养水平生物的重要纽带，也是众多生态研究的主体生 物。研究结果表明离子液体毒性与其烷基链长度有关( c o u l i n ge ta 1 ，2 0 0 6 ；p r e t t ie ta 1 ， 2 0 0 9 ；y ue ta 1 ，2 0 0 9 ) 。 蚯蚓作为土壤中生物量最大的动物类群之一的动物在生态毒理学中具有非常重要 的作用。l i 等( 2 0 1 0 ) 研究了离子液体 c s m i m b r 对赤子爱胜蚓( e i s e n i af o e t i d a ) 的 急性毒性效应。结果表明，【c s m i m b r 对蚯蚓的7d - l d 5 0 和1 4d - l d s o 分别为2 0 6 8m g k g 和1 5 9 4m g k g 。 p a u l a 等( 2 0 1 1 ) 研究了几种 c 2 m i m 类i l s 对小鼠c a t 酶活性的影响。y u 等( 2 0 0 8 ) 研究了【c s m i m b r 对小鼠肝脏内抗氧化酶系统的影响。 1 1 4 c s m i m p f 6s d c s m i m c 1 本实验拟选用离子液体中最常见的咪唑类中的1 辛基3 甲基咪唑六氟磷酸盐 ( 1 - o c t y l 3 - m e t h y l i m i d a z o l i u mh e x a f l u o r o p h o s p h a t e “c s m i m p f 6 ) 和氯化1 一辛基3 - 甲基- 咪唑( 1 - o e t y l 3 m e t h y l i m i d a z o l i u mc h l o r i d e ， c s m i m c 1 ) 作为研究对象，研究它们对蚯 蚓的毒性影响，旨在判断其对陆生生物可能造成的危害，为有关生态风险评价提供依据。 目前，针对i l s 的亚慢性毒性研究基本上集中在8 碳链取代基的i l s 上，而且至今 尚未有关于 c 8 m i m p f 6 和 c s m i m c 1 对蚯蚓毒性的相关报道。 c s m i m p f 6 常温下为无色 液体，其分子式为c 1 2 h 2 3 f 6 n 2 p ，相对分子量为3 4 0 2 9 ，熔点为8 2 5 c ，2 5 * ( 2 下在水中 的溶解度为0 0 0 9m o l l 即3 0 6g l ( j a i t e l ye ta 1 ，2 0 0 8 ) 。 c s m i m c 1 常温下也是无色液 体，分子式为c 1 2 h 2 3 n 2 c 1 ，相对分子量为2 3 0 7 8 ，熔点为- 8 7 c ，易溶于水。 9 离子液体【c 8 m i m p f 6 和【c 8 m i m c l 对蚯蚓氧化胁迫及d n a 损伤 1 2 实验指示生物蚯蚓 蚯蚓是土壤生态系统的“殖民者”、“工程师 ( e i j s a c k e r s 。2 0 1 1 ) ，是控制陆地生态 系统物质和能量循环与转化的重要部分。蚯蚓对环境污染物( 如重金属、杀虫剂) 敏感， 经济合作与发展组织( o r g a n i z a t i o no f e c o n o m ya n dc o o p e r a t i o nd e v e l o p m e n t ，o e c d ) 已 经将赤子爱胜蚓作为标准的毒理实验模式生物。用蚯蚓作为土壤环境监测的指示生物对 土壤环境发生的物理化学和生物性的各种变化反应灵敏，蚯蚓的毒性实验是研究土壤中 有毒物质对蚯蚓不良影响的重要实验，通过蚯蚓实验能够在一定程度上反应土壤污染情 况，为保护环境提供有价值的信息。 蚯蚓作为土壤中生物量最大的动物类群之一，其生物量占据土壤动物生物总量约 6 0 。它通过取食、挖掘等生命活动促进有机质的分解、促进土壤养分、循环与释放， 改善土壤的物理、化学、生物性状，可以改善土壤的结构，增强土壤的透气和排水保水 功能，在维持土壤生态系统功能中起着不可替代的作用。同时，由于蚯蚓处于食物链的 底端，与土壤中各种污染物密切接触，如若蚯蚓体内富集了一定的环境污染物会直接影 响到食物链中更高营养水平生物的安全( m c i n e r n e ye ta 1 ，2 0 0 1 ) 。并且蚯蚓具有对毒物 敏感、体型较大、分布广泛、易于养殖等特点，因此，常被视为土壤区系的代表类群而 被用于指示、监测土壤污染。研究污染物对蚯蚓的毒性，是评价外源污染物对土壤生态 环境安全性，进行污染土壤生态毒理诊断的重要方法。 已有的关于离子液体对蚯蚓毒性的报道，只有河南师范大学罗艳蕊的团队发表过相 关文章。他们研究了离子液体 c 8 m i m 】b r 对蚯蚓的急性毒性以及对蚯蚓的抗氧化酶 系活性( 罗艳蕊，2 0 0 9 ；l ie ta 1 ，2 0 1 0 ) ，乙酰胆碱酯酶、纤维素酶的活性( l u oe ta 1 ，2 0 0 9 ) ， 生长、繁殖和a t p 酶活性的影响( l u oe ta 1 ，2 0 1 0 ) 。目前，国内外尚无离子液体对蚯蚓 d n a 损伤和活性氧自由基影响的研究，本研究将弥补这方面的不足之处并填补国际上 c s m i m p f 6 和 c