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离子液体(Ionic Liquids,ILs)作为一种新型的有机溶剂,在很长一段时间被认为是一种“绿色溶剂”,因此被广泛地应用到各个领域,但是由于其高效稳定性和难生物降解性,使得流入水体部分造成严重污染。目前,已经有大量文献报道了 ILs的毒害作用。本文通过研究6种不同结构的ILs对蛋白核小球藻的毒性作用影响,6种供试的离子液体分别为:1-己基-3-甲基吡啶氯盐(C6[Py]Cl)、1-己基-3-甲基咪唑氯盐(C6[MIM]Cl)、1-辛基-3-甲基咪唑氯盐(C8[MIM]Cl)、1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐(C12[MIM]Cl)、1-十二烷基-2,3-二甲基咪唑氯盐(C12[DMIM]Cl)和1-十六烷基-3-甲基咪唑氯盐(C16[MIM]Cl),研究了急性毒性、光合作用、细胞结构、蛋白组学和氧化应激等方面的影响,以综合评价离子液体对蛋白核小球藻的毒性作用。研究了6种ILs对蛋白核小球藻的急性毒性影响,结果表明:蛋白核小球藻的生长抑制率随着6种ILs的浓度增加而增大,低浓度ILs在碳链数较少时,随着暴露时间的延长,ILs对蛋白核小球藻的生长抑制率逐渐降低,对于长碳链ILs,没有出现这一现象,说明碳链长度比较低的ILs,在低浓度处理下,蛋白核小球藻通过自身的防御系统和应激反应,使得藻细胞出现一定的恢复,但随着碳链长度的增加,ILs毒性变大,低浓度处理时,藻细胞没有出现恢复;而对于高浓度处理组,其生长抑制率随暴露时间逐渐增大。同时对比6种ILs的EC50看出,6种ILs均在培养48 h时毒性达到最大,即48 h为其敏感期,ILs的毒性随着碳链数增加而增大,阳离子和取代基数量对ILs的毒性影响为:咪唑类ILs的毒性大于吡啶类,一取代咪唑氯盐ILs的毒性大于二取代咪唑氯盐。研究了6种ILs对蛋白核小球藻的光合作用影响,结果表明:在较低抑制率甚至促进生长的浓度下,蛋白核小球藻细胞内叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量略有上升,但是随着实验浓度的增加,叶绿素含量逐渐下降;对比在相同浓度处理下的不同阳离子和取代基数量的ILs,看出咪唑类ILs对蛋白核小球藻的叶绿素含量影响程度大于吡啶类;一取代咪唑氯盐ILs的影响程度大于二取代咪唑氯盐。6种ILs对蛋白核小球藻的Fv/Fm、Fv/F0和NPQ三者的影响,随着ILs浓度和光照强度的上升整体上呈现上升的趋势,对F0和Y(Ⅱ)的影响呈现下降趋势,说明ILs对蛋白核小球藻的光合作用系统破坏程度随着浓度的上升呈现增大趋势;阳离子对其影响为:咪唑类ILs大于吡啶类,取代基数量对其影响为:一取代咪唑氯盐ILs大于二取代咪唑氯盐。研究了6种ILs对蛋白核小球藻的细胞结构及蛋白组学影响,结果表明:离子液体对蛋白核小球藻细胞外部形态结构及内部细胞器存在显著的影响,使得藻细胞由原来球状形态变成椭圆形甚至出现不规则形状,并出现不同程度的质壁分离现象,同时细胞壁和细胞膜出现了一定的损伤,导致ILs更加容易进入细胞内,对内部的细胞器结构产生影响,破坏了细胞内本身的稳定系统,影响其正常生长。对照组的蛋白质数量和种类明显多于处理组,通过对处理组上下调蛋白分析得出,蛋白质在氨基酸折叠的时候受到一定的抑制,代谢类蛋白质明显减少,说明ILs破坏细胞的代谢功能和蛋白质的形成过程,使其代谢发生紊乱,引起细胞的死亡。研究了6种ILs对蛋白核小球藻的氧化胁迫,结果表明:藻细胞内ROS随着浓度的上升而升高,呈现明显的剂量-效应关系。离子液体的结构对其影响为:咪唑类ILs对藻细胞内ROS含量影响大于吡啶类,一取代咪唑氯盐ILs大于二取代咪唑氯盐;ILs对藻细胞内的可溶性蛋白含量影响,随着ILs浓度的上升呈现出先上升后减小的趋势,说明低浓度处理下藻细胞为了消除外界胁迫,会短时间的合成大量的可溶性蛋白,但是随着处理浓度的进一步增大,藻细胞受到实质性的破坏,其可溶性蛋白的含量会下降。SOD和CAT活性随着ILs浓度的上升呈现出先增大后减小的趋势,和对可溶性蛋白影响的趋势一致。说明藻细胞受到ILs胁迫会导致细胞内的ROS含量上升,而细胞的抗氧化防御系统会导致SOD和CAT活性上升来消除外界对其的影响,当ILs浓度增加超过生物所能承受的能力,SOD和CAT活性有所下降。