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离子液体因其特有的物化性质受到越来越多的关注,并被认为是环境友好的“绿色溶剂”而广泛应用于工业。因此离子液体的生物安全性及生态毒理学效应逐渐成为研究关注的热点。本文以模式动物斑马鱼(Zebrafish)作为受试对象,系统探究了1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF4)对斑马鱼的毒性作用及分子机理。初步获得了以下几个结论:1.斑马鱼经不同浓度离子液体[BMIM]BF4暴露10、20、30天后,斑马鱼肝脏内羟自由基、丙二醛含量、抗氧化酶活性发生了变化。研究结果表明在[BMIM]BF4暴露下,斑马鱼肝脏细胞活性氧浓度增加,脂质损伤加剧,肝脏内抗氧化防御机制启动。这表明在环境胁迫下斑马鱼为适应环境自身机体产生适应性反应。2.利用行为分析系统检测斑马鱼游泳能力,结果显示经[BMIM]BF4暴露后斑马鱼幼鱼的游泳能力下降并呈浓度-时间响应趋势。肌肉兴奋-收缩耦联中重要蛋白兰尼碱受体的相关基因RyRs的表达呈现下降趋势。辅助蛋白相关基因如CK、SEPN1的表达显著下调。上述结果表明:经[BMIM]BF4暴露后,斑马鱼幼鱼肌肉收缩时所需能量供给减少,Ca2+释放和内流被抑制,导致肌肉收缩的程度及频率下降,并最终表现为幼鱼游泳能力下降。3.为了进一步明确[BMIM]BF4对斑马鱼生殖毒性作用,研究了不同浓度[BMIM]BF4对雌雄斑马鱼睾酮素和雌二醇含量以及下丘脑-垂体-性腺轴相关基因表达水平的影响。成年斑马鱼经[BMIM]BF4暴露30天后,其血液中睾酮素及雌二醇含量下降并呈浓度响应趋势,表明离子液体[BMIM]BF4可能会对成年斑马鱼生殖系统功能产生一定的影响。进一步研究发现:雌雄斑马鱼脑中促性腺激素释放激素及其受体相关基因表达上调,这与雌雄斑马鱼血液中睾酮素及雌二醇含量下降相印证。而激素合成过程中重要蛋白相关基因的表达发生变化,如cyp11a、star等相关基因表达下调,这可能是睾酮素和雌二醇含量下降的原因。上述结果表明:不同浓度离子液体[BMIM]BF4暴露30天后,雌雄斑马鱼激素合成过程中一些重要蛋白相关基因的表达下调,引起雌雄斑马鱼体内性激素含量下降;进一步引起雌雄斑马鱼下丘脑-垂体-性腺轴相关基因表达紊乱,因此对雌雄斑马鱼生殖系统功能产生负面影响。综上所述,离子液体[BMIM]BF4能对斑马鱼产生氧化损伤作用,显著降低斑马鱼幼鱼游泳能力,并导致斑马鱼生殖系统功能发生紊乱。本研究结果丰富了离子液体对淡水生物的毒性数据,全面认识离子液体对斑马鱼的毒性作用及分子作用机理;也可为建立离子液体环境安全评估提供数据和理论支持。