離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉的急性毒性和生理毒性

摘要：以錦鯉（Cryprinus carp）為受試對(duì)象，研究離子液體[C8Mim]Cl對(duì)其的急性毒性和生理毒性作用。結(jié)果表明，離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉有一定的毒性作用，其對(duì)錦鯉24、48、96 h的LC50分別為270、197、148 mg/L，安全濃度為31 mg/L；處理組血清中的GPT、GOT活力均明顯高于對(duì)照組（P<0.05或P<0.01），且隨離子液濃度增高以及時(shí)間的推移而增高。

關(guān)鍵詞：錦鯉（Cryprinus carp）；[C8Mim]Cl；GPT；GOT

中圖分類號(hào)：Q355 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）11-2616-02

離子液體是一類室溫下呈液態(tài)或接近液態(tài)的新型溶劑，一般由較大的有機(jī)陽離子（如咪唑、吡啶、季銨和季磷）和較小的無機(jī)陰離子（如PF6-、BF4-、CI-、Br-、NO3-）組合而成[1]。離子液體因其不易揮發(fā)、不易燃等優(yōu)勢，曾被認(rèn)為是工業(yè)上揮發(fā)性有機(jī)溶劑的綠色替代品，甫一誕生就引起化工界的廣泛關(guān)注并顯示出廣闊的應(yīng)用前景。近幾年的研究卻顯示離子液體對(duì)環(huán)境和生物體存在潛在風(fēng)險(xiǎn)，有些離子液體甚至有很強(qiáng)的生物毒性[2]。因此，對(duì)離子液體生物毒性的相關(guān)研究越來越引起人們的關(guān)注。

谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）和谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）是廣泛存在于動(dòng)物線粒體中重要的氨基酸轉(zhuǎn)氨酶，其活性變化可敏感地反映機(jī)體肝細(xì)胞受損傷的程度[3]。錦鯉（Cryprinus carp）是紅色鯉魚的變種、價(jià)格便宜、易飼養(yǎng)、具有較高觀賞價(jià)值的較大型魚類。錦鯉對(duì)外界污染物反應(yīng)靈敏，易于飼養(yǎng)，因而可作為毒理學(xué)研究和環(huán)境監(jiān)測的模式生物[4]。

本研究以錦鯉為受試對(duì)象，采用GOT和GPT兩種轉(zhuǎn)氨酶作為生物指標(biāo)，探討[C8Mim]Cl對(duì)其的急性毒性和生理毒性作用，進(jìn)而為研究[C8Mim]Cl對(duì)人類及其他生物體健康的危害提供一定的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也使人們對(duì)[C8Mim]Cl的潛在生物毒性引起高度重視，將為離子液體生態(tài)環(huán)境的影響與應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等方面提供重要的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 動(dòng)物 150尾錦鯉購自新鄉(xiāng)市花卉交易市場，發(fā)育狀況相似，平均體長6～7 cm，試驗(yàn)前馴養(yǎng)1周。

1.1.2 試劑 氯化-1-辛基-3-甲基咪唑購自上海成捷化學(xué)有限公司，GPT/GOT試劑盒購自南京建成生物工程研究所。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉的急性毒性試驗(yàn) 通過預(yù)試驗(yàn)，得出錦鯉96 h的最小全致死濃度及最大全存活濃度。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，將[C8Mim]Cl配制成148、164、213、278、360 mg/L 5個(gè)濃度試驗(yàn)組（10 尾/組）。各試驗(yàn)組每天更換一次相同濃度的[C8Mim]Cl溶液，連續(xù)觀察96 h并記錄。采用改進(jìn)的寇氏法（Karber）計(jì)算出[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉的半致死濃度（LC50）及安全濃度[5]。

1.2.2 離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉的生理毒性試驗(yàn) 根據(jù)急性毒性試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)置15、30、60 mg/L [C8Mim]Cl 3個(gè)處理組和1個(gè)空白對(duì)照組（曝氣的自來水）（15尾/組）。各試驗(yàn)組每天更換一次相同濃度的[C8Mim]Cl溶液，空白對(duì)照組也是每天更換一次相同體積的曝氣自來水。染毒后2、4、6 d每組隨機(jī)取2尾錦鯉，斷尾取血，制備血清待測。GPT和GOT酶活測定方法按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析 所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），用最小顯著差數(shù)法（LSD）進(jìn)行多重比較并作圖。P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉的急性毒性

離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉的急性毒性試驗(yàn)結(jié)果見表1。在高濃度處理組中，錦鯉很快就出現(xiàn)水中側(cè)翻打轉(zhuǎn)，上下直竄等癥狀，隨后游動(dòng)緩慢，翻白肚，直至死亡。急性毒性試驗(yàn)結(jié)果表明，離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉具有較強(qiáng)的急性毒性，離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉24、48、96 h的半致死濃度（LC50）分別為270、197、148 mg/L，安全濃度為31 mg/L。其急性毒性表現(xiàn)出明顯的時(shí)間效應(yīng)和劑量效應(yīng)，離子液體[C8Mim]Cl濃度的增加是誘導(dǎo)錦鯉死亡率升高的主要原因，而其處理時(shí)間的延長則是錦鯉死亡率升高的次要原因。

2.2 離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉血清中GPT、GOT酶活力的影響

錦鯉血清中GPT、GOT酶活力與不同濃度離子液體[C8Mim]Cl的關(guān)系見圖1。由圖1可知，2、4、6 d錦鯉血清中GPT、GOT酶活力均高于對(duì)照組，且在同一時(shí)間點(diǎn)隨著離子液體[C8Mim]Cl濃度的增高，錦鯉血清中GPT、GOT活力均呈上升趨勢；同一濃度離子液體[C8Mim]Cl隨著處理時(shí)間的延長，錦鯉血清中GPT、GOT酶活力呈上升趨勢。各處理組與其對(duì)照組間存在顯著差異或極顯著差異（P<0.05 或P<0.01）。該試驗(yàn)結(jié)果表明，離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉具有較強(qiáng)的生理毒性影響，也表現(xiàn)出明顯的時(shí)間效應(yīng)和劑量效應(yīng)。

3 小結(jié)與討論

離子液體因具有微乎其微的蒸氣壓，不會(huì)形成揮發(fā)性有機(jī)物及易于回收利用等特性而被稱為“綠色溶劑”，被廣泛應(yīng)用于化工分離、有機(jī)合成、催化反應(yīng)、材料加工等領(lǐng)域。隨著離子液體研究的發(fā)展及其應(yīng)用的推廣，近年來關(guān)于離子液體生物毒性研究的報(bào)道日益增多[6-8]。Ranke等[9]研究了咪唑類離子液體對(duì)Vibrio fischeri的毒性作用，發(fā)現(xiàn)該類離子液體對(duì)Vibrio fischeri的毒性大于傳統(tǒng)溶劑甲醇、丙酮和乙腈，與MTBE相當(dāng)。本研究中離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉24、48、96 h的LC50分別為270、197、148 mg/L，安全濃度為31 mg/L，毒性稍高于傳統(tǒng)有機(jī)溶劑甲醇等，屬于中等毒性。GPT、GOT是動(dòng)物體內(nèi)兩種重要的氨基酸轉(zhuǎn)氨酶，其酶活力高低反映出肝臟受損傷的狀況。正常情況下，動(dòng)物肝組織的轉(zhuǎn)氨酶只有少量釋放到血漿中，因此血清中轉(zhuǎn)氨酶活力很低；當(dāng)機(jī)體中毒其肝組織受損或發(fā)生病變時(shí)，細(xì)胞膜的通透性加大，肝細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)氨酶大量釋放進(jìn)入血漿，從而引起肝臟中的GPT、GOT酶活力明顯下降，而血液中的GPT、GOT酶活力則明顯升高[10]。本研究中，隨著離子液體[C8Mim]Cl濃度的增加和染毒時(shí)間的延長，錦鯉血清中GPT、GOT酶活力依次升高，且與對(duì)照組相比均有顯著差異。

本研究表明離子液體[C8Mim]Cl對(duì)錦鯉具有明顯的急性毒性和生理毒性作用，進(jìn)而推測可能也會(huì)對(duì)其他水生生物甚至人類造成一定的毒害作用。因此，在生產(chǎn)實(shí)踐中需謹(jǐn)慎使用，避免污染水源和破壞生態(tài)環(huán)境，從而危害到人類等有機(jī)體的健康。

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