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离子液体(Ionic Liquids,ILs)是完全由阴阳离子组成、在室温下呈液态的一类熔融盐的总称,被认为是“21世纪的绿色溶剂”。而常规离子液体的溶解能力以及粘度、熔点、密度等性质在某些情况下不能满足特定的要求,因此,研究人员通过将不同的官能团引入到离子液体阴阳离子上以改变其物理化学性质来得到具有所需功能的离子液体,即功能化离子液体(Task-Specific Ionic Liquids,TSILs)。TSILs已成为离子液体领域的研究热点。随着TSILs的广泛合成研究且TSILs的水溶性较高,其不可避免地会因为废弃或处置不当而进入到水环境中。而目前关于TSILs对水生生物的毒性研究比较匮乏,TSILs对水环境、水生生物的风险评价情况还未可知。为了评价TSILs对水生环境的影响,本研究选择模式动物斑马鱼(Danio rerio)作为受试生物,研究TSILs对其产生的毒性影响。本研究选取了在合成应用领域研究较多的四种功能化离子液体1-胺乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(1-aminoethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate,[C2NH2MIm]BF4)、1-乙基甲基醚-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(1-methoxyethyl-3-methylimidazolium tetrafluorobora,[MOEMIm]BF4)、1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(1-hydroxyethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate,[HOEMIm]BF4)、1-羟乙基-3-甲基咪唑硝酸盐(1-hydroxyethyl-3-methylimidazolium nitrate,[HOEMIm]NO3)作为研究对象,研究它们对斑马鱼的毒性效应。本试验研究了四种TSILs对斑马鱼的急性毒性影响和亚慢性毒性影响,急性毒性研究得出TSILs对斑马鱼的96小时半数致死浓度(96 h LC50),亚慢性毒性实验浓度根据急性毒性结果设置,暴露浓度分别为[C2NH2MIm]BF4:0、5、10、20、40 mg/L,[MOEMIm]BF4、[HOEMIm]BF4和[HOEMIm]NO3:0、1、10、50、100 mg/L。在暴露后的第7、14、21、28天分别测定了斑马鱼肝脏细胞的活性氧(ROS)含量,超氧化物歧化酶(SOD)活性,过氧化氢酶(CAT)活性,谷胱甘肽S-转移酶(GST)活性,丙二醛(MDA)含量和DNA损伤程度。本研究分析比较了不同的官能团对离子液体毒性的影响,比较了不同的TSILs对斑马鱼的毒性差异,丰富了TSILs对水环境评价的毒理学数据,并为未来的低毒性功能化离子液体的应用研究和评价提供毒理学依据。本研究的具体结果如下:(1)四种功能化离子液体([C2NH2MIm]BF4、[MOEMIm]BF4、[HOEMIm]BF4、[HOEMIm]NO3)对斑马鱼的96小时半数致死浓度(96 h LC50)分别是143.8 mg/L、2492.5 mg/L、3086.7 mg/L、5016.7 mg/L,四种TSILs对斑马鱼的急性毒性大小顺序为:[C2NH2MIm]BF4>[MOEMIm]BF4>[HOEMIm]BF4>[HOEMIm]NO3。与常规离子液体的急性毒性进行比较后发现,离子液体经氨基功能化后毒性增加,而经醚基和羟基功能化后毒性降低。(2)四种TSILs对斑马鱼产生了不同的亚慢性毒性效应。整体来看,四种功能化离子液体的高浓度暴露组(40 mg/L、100 mg/L)都能诱导斑马鱼体内的ROS含量升高,特别是在染毒28天时;而除了[MOEMIm]BF4外,其余三种功能化离子液体[C2NH2MIm]BF4、[HOEMIm]BF4和[HOEMIm]NO3都对斑马鱼体内SOD活性产生了抑制作用;[MOEMIm]BF4和[HOEMIm]BF4诱导斑马鱼体内的CAT活性升高而[C2NH2MIm]BF4和[HOEMIm]NO3则使斑马鱼体内的CAT活性降低;[C2NH2MIm]BF4在第28天诱导斑马鱼体内的GST活性明显升高,而[HOEMIm]BF4在第14天和第28天诱导斑马鱼体内的GST活性明显下降。(3)四种功能化离子液体均对斑马鱼肝脏细胞产生一定程度的脂质过氧化和DNA损伤。其中,[MOEMIm]BF4诱导斑马鱼体内产生的脂质过氧化程度最高而[C2NH2MIm]BF4诱导斑马鱼产生的DNA损伤最为严重。(4)通过计算综合生物标记物响应指数(IBR),得出四种功能化离子液体对斑马鱼的亚慢性毒性效应大小顺序是:[MOEMIm]BF4>[C2NH2MIm]BF4>[HOEMIm]BF4>[HOEMIm]NO3。四种功能化离子液体对各个实验指标表现出不同的敏感性,在[C2NH2MIm]BF4对斑马鱼的毒性实验中较敏感的指标是DNA损伤,在[MOEMIm]BF4和[HOEMIm]BF4对斑马鱼的毒性实验中较敏感的指标是ROS和脂质过氧化,在[HOEMIm]NO3对斑马鱼的毒性实验中较敏感的指标是CAT。