线虫生长发育指标有体长、体宽和是否畸形发育。最常用的检测指标为体长,选择同步化线虫的L2期暴露于毒物中,待长至成虫,测量体长。但若在L4期暴
线虫生长发育指标有体长、体宽和是否畸形发育。最常用的检测指标为体长,选择同步化线虫的L2期暴露于毒物中,待长至成虫,测量体长。但若在L4期暴露,则毒物对线虫体长影响较小,需较长时间暴露或较高剂量毒物才明显。体长和体宽变化反映秀丽线虫个体发育速率和生理状态。
线虫生殖毒性有3个指标:世代时间、后代数量及子宫内卵的数目。世代时间考察繁殖速度,后代数目表现其生殖能力,而子宫内卵数则体现繁殖能力和产卵器的生理功能。其中,繁殖量是线虫生殖毒性重要指标。线虫生殖毒性常用于纳米材料、各类毒素、药剂和重金属的毒性评价。
行为毒理学是研究动物由于暴露于不利物理或化学因素而产生异常行为的科学。行为异常包括回避、活动水平、摄食、竞争等。线虫运动行为的评价指标有身体弯曲频率(Body bending frequency, BBF)、头部摆动频率(Head thrash)、基本运动能力(Basic movement)和运动速率(Locomotion rate)。具有神经毒性的化学物质可改变线虫运动行为,故行为指标又称为神经毒性指标。身体运动频率是行为毒性的重要指标,线虫运动主要有身体弯曲频率、倒退运动和Omega旋转3种:(1)身体弯曲频率:设定秀丽线虫运动方向为x轴方向,则其咽后部球形部分在y轴方向上的运动方向的一次改变为一次身体弯曲。(2)反向运动:任何从前向后的运动改变都为一次反向运动。(3)Omega旋转:秀丽线虫身体通过头部向尾部弯曲形成 Ω 形状完成180°转弯,使运动方向相反,为一次Omega旋转。线虫神经毒性广泛用于评估重金属、有机化合物等毒性。
1.1.3 毒性兴奋效应
毒性效应是有害污染物通过对生物个体发挥作用的效应。毒物兴奋效应(Hormesis)是描述毒性因子刺激的双相剂量效应术语,即高剂量致毒因素有害于生物体,而低剂量的致毒因素对生物体有益[11]。Hormesis 源于希腊词“hormaein(激活)”,其剂量-效应关系是以“low-dose stimulation and high-dose inhibition(低剂量促进,高剂量抑制)”为特征的双相曲线。“毒物兴奋效应”最初是“毒理学之父”Paracelsus 在1538提出的“剂量决定毒物”;20世纪80年代,美国环境保护局将Hormesis 纳入物质致癌性评价,相关研究也开始成为热点。毒物兴奋效应范围几乎涵盖了所有毒物,包括重金属、氰化物、有机物、有机砷化物、农药及抗生素等。
1.1.4 基于秀丽线虫评估咪唑类离子液体环境毒性的研究现状
研究低浓度离子液体对秀丽线虫的Hormesis 效应发现,暴露于0.01 mg/L的[OMMIM]Br、[DMMIM]Br和[DoMMIM]Br,以及暴露于0.1mg/L的[DoMMIM]Br均提高了线虫的存活率,并延长线虫的平均寿命;经0.1mg/L和1mg/L离子液体[OMMIM]Br处理的线虫体长变长;低浓度离子液体对线虫的后代数并没有明显的剂量效应关系;[DoMMIm]Br对线虫的神经毒性存在hormesis效应,在暴露的[DoMMIm]Br浓度为0.01mg/L和0.1mg/L时产生促进作用[12]。离子液体对线虫24h半致死浓度在0.089——6.64mg/mL之间,随烷基取代链长度增加,离子液体的半数致死浓度也降低,生物毒性增大[13]。
1.2 离子液体
1.2.1 离子液体概述
液体是物质在特定温度和压力范围存在状态为液态的一类物质,分为天然液体(Natural Liquid)和人工合成液体(Manufactured Liquid)。液体从微观而言,根据组成液体的最小移动质点不同,可分为分子液体(Molecular Liquid)和离子液体(Ionic Liquid)。
离子液体,又称为室温熔盐(Room Temperature Molten Salt)、有机离子液体(Organic Ionic Liquid),是在100℃下由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在100℃下呈液体状态的盐类[14]。广义的离子液体还包括配位离子液体和超分子离子液体。其中,有机离子液体还可分为质子离子液体、Lewis离子液体和普通离子液体三类。普通离子液体数量和种类都较多,阳离子有五类:N , N-二烷基取代的咪唑类离子,简记为[R1R3mim]+;烷基取代的吡啶阳离子[RPY]+;烷基季铵阳离子[NRxH4-x]+;烷基季阳离子[PRxH4-x]+;烷基锍阳离子[SRxH3-x]+。烷基取代的咪唑离子较受关注,1-乙基-3-甲基咪唑离子[EMIM]+、1-丙基-3-甲基咪唑离子[Pmim]+、1-丁基-3-甲基咪唑离子[Bmim]+、1-己基-3-甲基咪唑离子[Hmim]+、1-辛基-3-甲基咪唑离子[Omim]+。阴离子有卤离子、BF4-、SO42-、Al2Cl7-等。