English
往期目录
新闻公告
More
化学进展 2009, Vol. 21 Issue (0203): 483-491 前一篇   后一篇

• 环境化学专辑 •

体内和体外生物测定在环境监测中的应用

Margaret B. Murphy; 林忠华; 林群声*   

  1. (香港城市大学生物及化学系　香港)
  • 收稿日期:2008-12-02 出版日期:2009-03-24 发布日期:2009-04-03
  • 通讯作者: 林群声 E-mail:bhpksl@cityu.edu.hk
下载PDF ( 1871 ) 引用
导出 被引次数 ( 11 )

Use of in vivo and in vitro Bioassays for Environmental Monitoring

Margaret B . Murphy; James Chung Wah Lam; Paul Kwan Sing Lam*   

  1. (Department of Biology and Chemistry , City University of Hong Kong , 83 Tat Chee Ave. , Kowloon , Hong Kong , China)
  • Received:2008-12-02 Online:2009-03-24 Published:2009-04-03
  • Contact: Paul Kwan Sing Lam E-mail:bhpksl@cityu.edu.hk

生物测定在环境毒物学研究中普遍用于检测人为污染物对个别生物体和生态系统的影响。这些测定适用于个别化学品或复杂的混合物(如废水)对有代表性的生物系统或整个生物体所引起的影响，并普遍应用于环境监测项目。生物测定可在生物体外或生物体内进行, 前者是在实验室内利用细胞培养技术，后者除可在实验室内进行还可应用在真实的环境中。体外生物测定往往是用来研究环境样品中的污染物对生物机制的具体影响，如受体结合特性，而体内活性生物测定則提供了一个更加具体化的综合生物反应。然而，这两种类型的生物测定法可以测量许多不同的生物指标，如对生物生长及发育的影响、内分泌功能、和DNA损伤。无论是在体内和体外生物测定都分别有其特有的优点和缺点，其中一些测定法可以使用于毒性鉴定和评价程序。本文简要介绍了体内和体外生物测定方法的基本特点及其在环境监测中的应用实例，指出化学物质如何影响有机体及生态系统的结构和功能，认为广泛发展更能充分反映生态系统生物多样性的生物测定方法，将有助于更准确地了解环境污染物对环境的潜在影响。

关键词： 生物测定, 环境监测, 污染物, 在体外, 在体内, 生态系统

Bioassays are used in environmental toxicology to examine the effects of man-made contaminants on individual organisms and ecosystems. These tests involve examining the effects of individual chemicals or complex mixtures, such as effluents, on representative biological systems or whole organisms, and are commonly incorporated into environmental monitoring programs. Bioassays can be conducted either in vitro by the use of cell culture techniques in the laboratory or in vivo in either the laboratory or the field. In vitro bioassays are frequently used to assess specific mechanisms of action of the contaminants that are present in an environmental sample, such as receptor-binding properties, whereas in vivo bioassays provide a more integrated organism response. However, there are many endpoints that can be measured using both types of approaches, such as effects on growth, endocrine function, and DNA damage. Both in vivo and in vitro bioassay approaches offer their own advantages and disadvantages, some of which can be addressed using the toxicity identification and evaluation procedure. Future development of a wider range of bioassays that more fully reflect the diversity of organisms in natural systems will contribute to more accurate understanding of the potential effects of environmental contaminants.

Key words: bioassay, environmental monitoring, contaminants, in vitro, in vivo, ecosystem

中图分类号: 

()

[ 1 ] 　Carson R. Silent Spring. Boston : Houghton Mifflin , 1962
[ 2 ] 　Schirmer K. Toxicology , 2006 , 224 : 163 —183
[ 3 ] 　Navas J M, Segner H. Aquat . Toxicol . , 2006 , 80 : 1 —22
[ 4 ] 　Kennedy S W, Lorenzen A , Norstrom RJ . Environ. Sci . Technol . ,1996 , 30 : 706 —715
[ 5 ] 　Behnisch P A , Hosoea K, Sakaib S. Environ. Int . , 2001 , 27 :413 —439
[ 6 ] 　Hahn M E. Sci . Tot . Environ. , 2002 , 289 : 49 —69
[ 7 ] 　Hotchkiss A K, Rider C V , Blystone C R , et al . Toxicol . Sci . ,2008 , 105 : 235 —259
[ 8 ] 　Arukwe A , Goks? yr A. Comp. Hepat . , 2003 , 2 : 4 —25
[ 9 ] 　Giesy J P , Hilscherova K, Jones P D , et al . Mar. Pollut . Bull . ,2002 , 45 : 3 —16
[10 ] 　Windal I , Denison M S , Birnbaum L S , et al . Environ. Sci .Technol . , 2005 , 39 : 7357 —7364
[11 ] 　LamJ C W, MurphyMB , Wang Y, et al . Environ. Sci . Technol . ,2008 , 42 : 6296 —6302
[12 ] 　Wong H L , Giesy J P , Siu W H , Lam P K. Arch. Environ.Contam. Toxicol . , 2005 , 48 :575 —586
[13 ] 　Whyte J J , Schmitt C J , Tillitt D E. Crit . Rev. Toxicol . , 2004 ,34 : 1 —83
[14 ] 　Soto A M, Maffini M V , Schaeberle C M, Sonnenschein C. Clin.Endocrin. Metab. , 2006 , 20 : 15 —33
[15 ] 　Sanderson J T. Toxicol . Sci . , 2006 , 94 : 3 —21
[16 ] 　Hecker M, Hollert H , Cooper R , et al . Environ. Sci . Poll . Res. ,2007 , 14 : 23 —30
[17 ] 　US EPA. EPA Method 600PR294P024 , 1994
[18 ] 　Hutchinson T H. Toxicol . Lett . , 2002 , 131 : 75 —81
[19 ] 　Nunes B S , Carvalho F D , Guilhermino L M, Stappen G V.Environ. Pollut . , 2006 , 144 : 453 —462
[20 ] 　Raisuddin S , Kwok KW H , Leung KM Y, et al . Aquat . Toxicol . ,2007 , 83 : 161 —173
[21 ] 　Hinton D E , Kullman S W, Hardman R C , et al . Mar. Pollut .Bull . , 2004 , 51 : 635 —648
[22 ] 　Ankley G T, Villeneuve D L. Aquat . Toxicol . , 2004 , 78 : 91 —102
[23 ] 　Hoke R A , Ankley G T. Environ. Toxicol . Chem. , 2005 , 24 :2677 —2690
[24 ] 　Lam P K S , Wu R S S. MPP2EAS Conference Proceedings 12PPEMSEA (Eds. Chua T, Bermas N) . Philippines , 1999. 410 —418
[25 ] 　DeFur P. ILAR J . , 2004 , 45 : 484 —493
[26 ] 　Dwyer F J , Hardesty D K, Henke C E , et al . Arch. Environ.Contam. Toxicol . , 2005 , 48 : 174 —183
[27 ] 　Xu Y, Spurlock F , Wang Z, Gan J . Environ. Sci . Technol . , 2007 ,41 : 8394 —8399
[28 ] 　Kosmehl T, Hallare A V , Reifferscheid G, et al . Environ. Toxicol .Chem. , 2006 , 25 : 2097 —2106
[29 ] 　Chapman P M, Wang F , Germano J D , Batley G. Mar. Pollut .Bull . , 2002 , 44 : 359 —366
[30 ] 　Kwok Y C , Hsieh D P H , Wong P K. Mar. Pollut . Bull . , 2005 ,51 : 1085 —1091
[31 ] 　Crane M, Burton G A , Culp J M, et al . Integr. Environ. Assess.Manag. , 2007 , 3 : 243 —245
[32 ] 　Hewitt L M, Parrott J L , McMaster M E. J . Toxicol . Environ.Health , Pt . B , 2006 , 9 : 341 —356
[33 ] 　McMaster M E , Hewitt L M, Parrott J L. J . Toxicol . Environ.Health , Pt . B , 2006 , 9 : 319 —339
[34 ] 　Parrott J L , McMaster M E , Hewitt L M. J . Toxicol . Environ.Health , Pt . B , 2006 , 9 : 297 —317
[35 ] 　Nelson J , Bishay F , van Roodselaar A , et al . Sci . Tot . Environ. ,2007 , 374 : 80 —90
[36 ] 　Ho K T, Burgess R M, Pelletier M C , et al . Mar. Pollut . Bull . ,2002 , 44 : 286 —293
[37 ] 　Petrovic M, Eljarrat E , de Alda MJ L , BarcelóD. Anal . Bioanal .Chem. , 2004 , 378 : 549 —562
[38 ] 　Brack W, Schmitt-Jansen M, Machala M, et al . Anal . Bioanal .Chem. , 2008 , 390 : 1959 —1973
[39 ] 　Lam P K S , Gray J S. Mar. Pollut . Bull . , 2003 , 46 : 182 —186
[40 ] 　Krysko D V , Berghe T V , DpHerde K, Vandenabeele P. Methods ,2008 , 44 : 205 —221
[41 ] 　Wheelock C E , Phillips B M, Anderson B S , et al . Rev. Environ.Contam. Toxicol . , 2008 , 195 : 117 —178
[42 ] 　Chen G, White P A. Mutat . Res. , 2004 , 567 : 151 —225
[43 ] 　Ohe T, Watanabe T, Wakabayashi K. Mutat . Res. , 2004 , 567 :109 —149
[44 ] 　White P A , Claxton L D. Mutat . Res. , 2004 , 567 : 227 —345
[45 ] 　Gauthier L , Tardy E , Mouchet F , Marty J . Sci . Tot . Environ. ,2004 , 323 : 47 —61
[46 ] 　Snape J R , Maund S J , Pickford D B , Hutchinson T H. Aquat .Toxicol . , 2004 , 67 : 143 —154
[47 ] 　Iguchi T, Watanabe H , Katsu Y. Environ. Health Perspect . , 2006 ,114 (suppl 1) : 101 —105
[48 ] 　Miller D H , Jensen KM, Villeneuve D L , et al . Environ. Toxicol .Chem. , 2007 , 26 : 521 —527
[49 ] 　Ankley G T, Miller D H , Jensen K M, et al . Aquat . Toxicol . ,2008 , 88 : 69 —74
[50 ] 　Gracia T, Jones P D , Higley EB , et al . Environ. Sci . Pollut . Res.Int . , 2008 , 15 : 332 —343
[51 ] 　Siu W HL , Mak E , Jia C , et al . Environ. Toxicol . Chem. , 2004 ,23 : 1317 —1325
[1] 兰明岩, 张秀武, 楚弘宇, 王崇臣. MIL-101(Fe)及其复合物催化去除污染物:合成、性能及机理[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 458-474.
[2] 杨世迎, 李乾凤, 吴随, 张维银. 铁基材料改性零价铝的作用机制及应用[J]. 化学进展, 2022, 34(9): 2081-2093.
[3] 范倩倩, 温璐, 马建中. 无铅卤系钙钛矿纳米晶:新一代光催化材料[J]. 化学进展, 2022, 34(8): 1809-1814.
[4] 庞欣, 薛世翔, 周彤, 袁蝴蝶, 刘冲, 雷琬莹. 二维黑磷基纳米材料在光催化中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(3): 630-642.
[5] 孙义民, 李厚燊, 陈振宇, 王东, 王展鹏, 肖菲. MXene在电化学传感器中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(2): 259-271.
[6] 王楠, 周宇齐, 姜子叶, 吕田钰, 林进, 宋洲, 朱丽华. 还原-氧化协同降解全/多卤代有机污染物[J]. 化学进展, 2022, 34(12): 2667-2685.
[7] 任志华, 杨晓溪, 孙振东, 任婧, 桑楠, 周群芳, 江桂斌. 环境内分泌干扰物对雌激素受体表达与转录激活的调控效应及分析技术[J]. 化学进展, 2022, 34(10): 2121-2133.
[8] 韩文亮, 董林洋. 基于硫酸根自由基的先进氧化活化方法及其在有机污染物降解上的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1426-1439.
[9] 谢勇, 韩明杰, 徐钰豪, 熊晨雨, 王日, 夏善红. 荧光内滤效应在环境检测领域的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(8): 1450-1460.
[10] 张静, 王定祥, 张宏龙. 高价锰、铁去除水中新兴有机污染物[J]. 化学进展, 2021, 33(7): 1201-1211.
[11] 衣晓虹, 王崇臣. 铁基金属-有机骨架及其复合物高级氧化降解水中新兴有机污染物[J]. 化学进展, 2021, 33(3): 471-489.
[12] 冯勇, 李谕, 应光国. 基于过硫酸盐活化的微界面电子转移氧化技术[J]. 化学进展, 2021, 33(11): 2138-2149.
[13] 邹丹青, 王琮, 肖斐, 魏宇琛, 耿林, 王磊. Janus 粒子在环境检测领域中的应用[J]. 化学进展, 2021, 33(11): 2056-2068.
[14] 钟来进, 唐直婕, 胡忻, 练鸿振. 大气颗粒物中有害成分的吸入生物可给性研究[J]. 化学进展, 2021, 33(10): 1766-1779.
[15] 谷麟, 章凯, 俞海祥, 董光霞, 乔兴博, 闻海峰. 污泥碳基催化材料的合成及在水环境中的应用[J]. 化学进展, 2020, 32(9): 1412-1426.