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离子液体(ionic liquids)是一种在室温时呈液态的低熔点盐类。离子液体具有良好的理化性质故被称为新世纪的“绿色溶剂”。近年来虽然对ILs的各种应用研究进展迅速,然而其对生态环境和生物体的危害却一直被忽视,关于离子液体毒性的研究鲜有报道。为了评价离子液体的细胞毒性,我们选取了HepG2(人肝癌细胞)、Hela(人宫颈癌细胞)及L929细胞(小鼠成纤维细胞)为研究对象,研究了[C12mim]Cl(氯化1-十二烷基-3甲基咪唑)和[C16mim]Cl(氯化1-十六烷基-3甲基咪唑)分别对三种细胞的毒性,探究其对细胞可能存在的致毒机理。本研究通过MTT(噻唑兰比色)法、单细胞凝胶电泳(彗星电泳)、生理毒性检测(SOD、GSH、MDA)、流式细胞术(FCM)、荧光实时定量(qRT-PCR)等方法,检测了两种离子液体对HepG2、Hela及L929细胞的毒性作用。结果表明:离子液体[C12mim]Cl和[C16mim]Cl可抑制HepG2、Hela及L929细胞生长,引起三种细胞氧化损伤。除此之外离子液体对细胞有遗传毒性,可以诱导细胞凋亡,影响细胞周期。qRT-PCR检测发现离子液体可引起HepG2、Hela及L929细胞凋亡相关基因p53、Bax、Bcl-2表达量的变化。通过MTT(噻唑兰比色法)实验发现,离子液体对HepG2、Hela及L929细胞的抑制率呈明显的剂量效应关系,而且[C16mim]Cl毒性强于[C12mim]Cl。并且Hela及L929细胞对药物更敏感。根据MTT实验我们得出各时间段的半数抑制浓度,选定给药区间,对于[C12mim]Cl,我们设以0.2,0.6,1.0,1.4μg/mL为给药浓度;对于[C16mim]Cl,我们以0.2,0.4,0.6,0.8μg/mL为给药浓度。利用单细胞凝胶电泳来检查离子液体[C12mim]Cl(C16H31ClN2)和[C16mim]Cl(C20H39ClN2)对3种细胞造成的遗传损伤。实验结果表明,随着离子液体浓度的增加及时间的延长,细胞的尾部DNA百分含量(Tail DNA%)、尾长(Tail Length)、Olive尾矩(Olive tail moment,OTM)均出现了不同程度的升高。0.8μg/mL C12处理HepG2细胞后,细胞尾部DNA含量高达64.42%,尾长441,Olive尾矩154.17。随着浓度的增加和处理时间的延长,细胞核均有呈彗星样的拖尾,细胞核头部逐渐缩小,拖尾程度逐渐增加并变得散发。之后,本文以SOD、MDA、GSH三个指标来进行生理毒性检测,探讨离子液体的使用是否引起了HepG2、Hela及L929细胞氧化损伤。实验组相应的MDA水平则明显上升,这可能是由于细胞受损后机体通过酶系统与非酶系统产生氧自由基,而SOD和还原型GSH的升高说明机体清除氧自由基的能力提高,也就说明了细胞遭受了氧化应激。细胞经Annexin V FITC/PI双染后用流式细胞术(FCM)检测细胞凋亡,结果发现细胞坏死和凋亡率随离子液体浓度和时间的增加而上升。同时,我们用PI单染法检测了细胞周期的变化,同样,发现随着处理浓度及时间的增加,细胞出现了sub G1期,即凋亡峰且比例越来越大。这两个实验均证明了两种离子液体可以诱导HepG2、Hela及L929细胞发生凋亡。利用qRT-PCR检测了凋亡相关基因p53、Bax、Bcl-2表达量以及Bax/Bcl-2比率的变化。结果显示p53和Bax的基因表达上调,与离子液体浓度呈时间剂量效应。而Bcl-2基因表达下调,Bax/Bcl-2的比值则逐渐上升。表明离子液体可通过上调HepG2、Hela及L929细胞中p53和Bax基因的表达,下调Bcl-2基因的表达来诱导细胞凋亡。本研究证明两种离子液体[C12mim]Cl和[C16mim]Cl对HepG2、Hela和L929细胞具有遗传毒性、生理毒性并诱导细胞凋亡,并非真正意义上的绿色溶剂。而且[C16mim]Cl对细胞的毒性要大于[C12mim]Cl。此外,HepG2细胞的耐药性要高于Hela和L929细胞。