吡丙醚及其代谢物的立体选择性环境行为及毒理效应

发布时间：2018-01-24 05:33

本文关键词： 吡丙醚土壤大鼠手性代谢毒性　出处：《中国农业大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：吡丙醚是一种保幼激素类杀虫剂,不仅可以用作大田杀虫剂,也可以用作卫生杀虫剂,其在环境中可以产生十几种代谢产物。本论文主要探究了吡丙醚及其代谢物在土壤及动物中的代谢及毒理效应,为评估吡丙醚及其代谢物的潜在风险提供依据。本研究首先合成了吡丙醚的11种代谢产物,对其进行了核磁,质谱定性鉴定,而后用高效液相色谱进行了归一化的定量分析,发现所有的代谢物的纯度均大于94.0%。由于吡丙醚的代谢产物中大多具有手性,为了方便后面的工作探讨吡丙醚在环境中的行为及毒性,我们利用高效液相色谱在不同的手性固定相上对母体及代谢物进行了手性分离,结果表明,在所有使用的手性柱中,Chiralcel OJ-H在正相下表现出最好的分离能力,而反相条件下,Lux Cellulose-3的分离能力最好。流动相的比例,种类以及温度都会对分离度有一定程度的影响。在大多数情况下,流动相中异丙醇以及乙腈含量的降低将使分离度更高,对映异构体分离大多是由焓驱动的,洗脱顺序由固定相和流动相确定。土壤是农药的重要承载介质,通过探究吡丙醚在土壤中的立体选择性代谢发现,代谢物B仅在两种土壤中有检出并发现其同时具有生成及降解的情况出现。代谢物K在全程监测的120 d内没有检出,代谢物A为最主要生成的代谢物。吡丙醚的降解速率受到土壤有机质含量和土壤粒度的影响,有机质含量越高,土壤的粘质程度越小,其降解速率越快。吡丙醚在黑龙江土壤和湖南稻土中出现了选择性降解,其中(+)-吡丙醚的降解优先于(-)-吡丙醚,其降解半衰期为2.11 d-9.69 d。吡丙醚在进入土壤中后会迅速代谢为代谢物A,在北京土壤,黑龙江土壤以及湖南稻田土壤中,代谢物A的生成和降解均具有选择性,在北京土壤和湖南稻田土壤中优先生成(+)-A,而在黑龙江土壤优先生成(-)-A。湖南红土中代谢物A的生成和降解速率较慢,其降解半衰期在2.80 d-13.30 d之间。吡丙醚会对土壤酶的活性造成复杂的影响,其中脱氢酶和过氧化氢酶对吡丙醚较为敏感,吡丙醚可以抑制脱氢酶的活性而促进过氧化氢酶的活性,120 d后,大多数土壤酶可以恢复活性,但难以恢复至原始活性状态。代谢物C以及代谢物D对蚯蚓皮肤具有强烈的刺激性,吡丙醚母体对蚯蚓毒性体现为微毒,而吡丙醚代谢物的毒性远远大于母体。环境因素,施药方式以及肥料的使用都会对吡丙醚的降解产生影响,含水量为25%的土壤中吡丙醚的降解速率最快,而含水量为10%和含水量50%的降解速率会相应变慢。二次施药后吡丙醚降解速率变慢,土壤能力下降,同时吡虫啉的加入会加速吡丙醚的降解,反之,甲维盐会减缓其降解,同时会使其降解选择性更小。施肥会改变土壤的性质,进而对土壤中农药降解产生影响。加入不同的肥料对毗丙醚的降解速率的影响复杂,其中复合肥可以促进吡丙醚在土壤中的降解,而有机肥,磷酸二氢钾以及尿素会减慢吡丙醚的降解,降解没有出现明显的选择性。其中,加入尿素之后,吡丙醚42 d都没有明显的降解趋势。为了评价吡丙醚对人类的健康风险,我们探讨了吡丙醚在大鼠肝微粒体中的代谢以及细胞毒性损伤作用。吡丙醚在大鼠肝微粒体中的代谢具有明显的对映体选择性,其中(+)-吡丙醚的代谢半衰期为77.26 min,(-)-吡丙醚的代谢半衰期为39.24 min,明显快于(+)-吡丙醚。代谢物A和B均有检出,在所分析时间内出现了浓度先上升后下降的趋势。通过大鼠肝细胞的48 h急性毒性试验表明,母体吡丙醚的IC50196.00μg/mL,代谢物B,D,K的IC50值分别为9.82,35.78以及5.23 μg/mL,大多数代谢物的毒性均大于吡丙醚母体。饱和浓度,IC50浓度以及较小的环境分析浓度三种浓度下吡丙醚的代谢物B,D,K均对大鼠肝细胞造成了一定的凋亡作用,对细胞产生了2级或3级的损伤。由此可见,吡丙醚代谢物的毒性风险远远大于母体,不容忽视。
[Abstract]:In this paper , we studied the metabolic and toxicological effects of pyriproxyfen and its metabolites in soil and animals . In order to evaluate the metabolism of pyriproxyfen in rat liver microsomes , the metabolism of pyriproxyfen in rat liver microsomes was reduced .

【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X592;X171.5

【参考文献】