不同官能团对芘衍生物毒性影响及其与聚苯乙烯微塑料交互作用研究：以中肋骨条藻为模型

《Marine Pollution Bulletin》：Influences of different functional groups on the toxicity of pyrene derivatives to Skeletonema costatum: Interactive effects with polystyrene microplastics

本文系统研究了芘及其衍生物（S-PAHs）与聚苯乙烯微塑料（micro-PS）对海洋硅藻中肋骨条藻（Skeletonema costatum）的复合毒性效应。研究发现甲基（P-CH3）、羟基（P-OH）和氨基（P-NH2）取代基会增强毒性，而羧基（P-COOH）降低毒性，micro-PS可通过吸附作用缓解毒性。转录组分析揭示代谢通路相关基因显著差异表达，为评估新型污染物海洋生态风险提供分子机制层面的创新见解。

　　

实验材料

芘（Pyr，纯度≥99%）、1-甲基芘（P-CH₃，≥97%）、1-羟基芘（P-OH，≥98%）、1-氨基芘（P-NH₂，≥97%）和1-芘甲酸（P-COOH，≥97%）购自Sigma-Aldrich公司。多环芳烃母液用丙酮配制后避光保存于4°C。微塑料采用直径2微米的原始聚苯乙烯微球（micro-PS），购买自天津基线色谱技术研究中心。

芘衍生物与微塑料对中肋骨条藻生长的影响

如图1所示，所有实验组的藻密度均随培养时间增加而上升。虽然P-COOH、微塑料单独处理及复合处理组未对藻密度产生显著影响（p > 0.05），但芘、P-CH₃、P-OH和P-NH₂单独处理组及与微塑料复合处理组的藻密度均显著低于对照组。特别值得注意的是，P-CH₃处理组在暴露96小时后的抑制率（IR）高达78.2%，展现出最强的生长抑制效应。

结论

本研究从生理、代谢和分子层面探讨了微塑料与芘衍生物对海洋微藻中肋骨条藻的单一及复合毒性。结果表明微塑料单独存在时未对藻类生长产生显著抑制。多环芳烃取代基的类型及其与微藻相互作用机制的差异决定了毒性强弱：其中P-CH₃、P-OH和P-NH₂的毒性显著高于母体芘，而P-COOH则表现出较低的生态风险。转录组数据进一步揭示代谢通路相关基因在复合暴露中呈现更显著的差异表达模式。