基于斑马鱼在线心电技术的水环境污染评价

发布时间：2017-10-18 11:00

  本文关键词：基于斑马鱼在线心电技术的水环境污染评价

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【摘要】：水体环境是生态系统的重要组成部分,水体环境的污染问题一直是关乎生态、环境、经济和民生的重要问题。目前有关水环境污染物的研究十分火热,对于污染物分类的研究也产生了多样化的标准。神经抑制类污染物拟除虫菊酯类农药属于一类使用量巨大的重要污染物。研究发现通过鱼类心电的变化反映水体环境的变化具有即时、直观、简易等优点,因此鱼类心电的研究逐渐成为研究的热点。斑马鱼具有体型小、活动灵活、生存能力强、易于饲养、成活率高、生长周期短、对毒物反应敏感等特点,成为生物实验中常见的模式生物,近年来被广泛应用于毒理生态学领域,为水环境监测领域的各项研究提供了有利条件。近年来,动物心电的研究已经广泛应用于生理学、生态学等多个领域。本文所采用的心电采集方法以张国胜的双电极接近围心腔法作为技术支持,在此基础上按照论文所需,重新设计了实验,改善了电极、导线、连接方式、粘结剂等,加入了接地电极来消除干扰。具体采集方法为:固定斑马鱼,将采集电极和参考电极分别插入斑马鱼胸部两鳍下4mm深,将接地电极插入斑马鱼腹部两鳍间中线处,接通心电采集系统,采集斑马鱼心电。本文选取了神经抑制类污染物作为水环境污染物的代表,以斑马鱼作为受试生物,以斑马鱼在溴氰菊酯中的毒性暴露实验为基础,将斑马鱼在溴氰菊酯作用下的48h半数致死浓度(48h-LC_(50))设为一个浓度单位(TU),设置浓度为0.5TU、1TU和2TU,设置时间为2h、4h、8h、16h、32h和48h,探究在不同浓度和不同作用时间下斑马鱼心电的变化,并探究斑马鱼心电变化与环境胁迫及斑马鱼行为变化之间的关系。溴氰菊酯会对斑马鱼心电产生影响,心电变化的程度与溴氰菊酯的浓度和作用时间均存在相关关系。斑马鱼心电的P波、QRS波群、T波振幅代表了心脏跳动的强度,均会随着浓度的增加或者作用时间的延长而变强,说明溴氰菊酯总体上会使斑马鱼心脏跳动变强;斑马鱼的心电PR段、QT间期和ST段时间代表了心脏跳动的频率,均会随着浓度的增加或者作用时间的延长而减小,说明溴氰菊酯作用下,斑马鱼心跳会加快。但在溴氰菊酯浓度过大或者作用时间过长的情况下,斑马鱼心跳会出现相反的变弱及减慢现象。环境胁迫会对斑马鱼的心电产生非常显著的影响。以溴氰菊酯的浓度与时间的乘积来表示环境压力,随着环境压力的增加,斑马鱼心跳会出现弱—强—弱及慢—快—慢的变化,但是真正的实验过程中,环境压力并不仅仅包括污染物浓度和时间两方面,所以,图像在大致趋势一致的情况下还出现了无序性,这是斑马鱼对环境中其他压力的反应。溴氰菊酯虽然对斑马鱼的心电和行为都产生了显著影响,但通过斑马鱼心电和行为的相关性分析,两者相关性并不显著,斑马鱼心电和行为变化的内在生理机制存在差异,并且需要更为全面地研究方法来进行心电与行为的相关性分析。
【关键词】：水环境污染物 斑马鱼 心电采集技术 溴氰菊酯 环境胁迫
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X835;X824
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 研究背景11-21
• 1.1 水体污染现状及农药危害11-14
• 1.1.1 水环境污染物分类11-13
• 1.1.2 农药对水环境的危害13-14
• 1.2 受试药物14
• 1.3 受试生物14-16
• 1.3.1 受试生物的选择14-16
• 1.3.2 斑马鱼的特性及饲养16
• 1.4 水体生物监测技术16-20
• 1.4.1 污染物对动物心脏影响的研究现状17
• 1.4.2 心电技术简介17-20
• 1.5 研究目的及意义20-21
• 第二章 溴氰菊酯对斑马鱼的急性毒性研究21-24
• 2.1 实验目的及意义21-22
• 2.2 实验材料22
• 2.2.1 受试生物22
• 2.2.2 实验药物22
• 2.3 实验设计22-23
• 2.4 结果与分析23
• 2.5 小结23-24
• 第三章 斑马鱼在线心电技术构建24-28
• 3.1 研究目的及意义24
• 3.2 实验材料24-25
• 3.2.1 受试生物24-25
• 3.2.2 实验材料25
• 3.3 实验设计25-26
• 3.4 结果与分析26
• 3.5 小结26-28
• 第四章 溴氰菊酯对斑马鱼心电的影响28-37
• 4.1 实验目的28
• 4.2 实验材料28-30
• 4.2.1 受试生物28
• 4.2.2 药品和仪器28-29
• 4.2.3 斑马鱼心电采集装置29-30
• 4.3 实验设计30-31
• 4.3.1 药物处理前斑马鱼心电采集30-31
• 4.3.2 毒性暴露实验31
• 4.3.3 药物处理后斑马鱼心电采集31
• 4.3.4 数据处理31
• 4.4 结果与分析31-36
• 4.4.1 斑马鱼心电基本波形的变化32-34
• 4.4.2 斑马鱼心电各波之间时程关系的变化34-36
• 4.5 小结36-37
• 第五章 斑马鱼心电变化与环境胁迫的关系研究37-44
• 5.1 实验目的及意义37
• 5.2 实验材料37
• 5.2.1 受试生物37
• 5.2.2 药品与仪器37
• 5.3 实验设计37-38
• 5.4 结果与分析38-42
• 5.5 小结42-44
• 第六章 斑马鱼心电变化与行为的关系研究44-48
• 6.1 实验目的及意义44
• 6.2 实验材料44
• 6.2.1 受试生物44
• 6.2.2 药品与仪器44
• 6.3 实验设计44-45
• 6.4 结果与分析45-47
• 6.5 小结47-48
• 第七章 结论48-49
• 参考文献49-55
• 致谢55-56
• 攻读硕士学位期间发表的论文56

【参考文献】

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本文编号：1054530