咪唑类离子液体对线虫的遗传毒性及作用机理研究

离子液体因其特有的物化性质被认为是一种环境友好的"绿色溶剂"，被广泛应用于化学反应和分离过程，因此它的环境暴露不可避免。离子液体对环境的潜在危害正受到国内外学者的关注。目前大部分相关研究都是考察其直接毒害作用，但尚不清楚它们是否具有遗传毒性，是否会导致包括基因突变在内的各种遗传损伤及其作用机理。本申请课题拟以咪唑类离子液体为对象，利用模式生物秀丽线虫的一系列与DNA损伤与修复，以及细胞凋亡和信号传导相关的突变材料，从致死效应、生殖细胞周期停滞、细胞凋亡及其损伤信号传导途径等方面，系统考察阴、阳离子种类不同的咪唑类离子液体，对秀丽线虫的致死毒性和遗传毒性的影响，结合离子液体在线虫体内分布的原位观测，解析影响毒性效应的关键因素，探讨遗传毒性的作用机理。本课题的研究对于阐明离子液体对生态体系的潜在危害和为化学工业进行低毒的绿色溶剂生产提供科学依据，有着重要的理论意义和实际价值。

项目执行期间，以秀丽隐杆线虫为模式生物，考察了8种咪唑类溴盐对线虫的急性致死效应，获得离子液体对线虫的24小时半致死浓度 (24-h LC50)，构建了离子液体对线虫急性毒性的预测模型，并探讨了离子液体对线虫致死的毒性机制，发现线虫体内活性氧自由基含量、脂褐质水平以及超氧化物歧化酶3水平均显著上升，且与线虫死亡率的上升趋势一致，而自由基清除剂二甲亚砜 (DMSO) 可显著降低线虫的死亡率以及线虫体内的活性氧含量，结果表明活性氧在离子液体对线虫的毒性作用中起了重要作用。利用与DNA损伤修复和信号传导途径相关基因突变的线虫品系，解析了离子液体对线虫的生殖毒性以及线虫生殖细胞凋亡的相关信号传导途径在离子液体诱导的生殖毒性中的作用，发现生殖细胞凋亡受DNA损伤修复通路ERK和JNK通路以及ABL-1的调节。探索了新型纳米材料对微生物的抑菌作用。部分研究结果在Chemosphere、Environ. Sci. Technol.、Nanotechnology上发表论文，并多次参加国内外学术会议。