水体酸化加剧布洛芬对小球藻的毒性效应：氧化应激标记与代谢组学整合分析

本综述系统探讨了pH值波动如何通过影响布洛芬（IBU）电离状态（pKa=5.2）加剧其对小球藻（Chlorella vulgaris）的毒性机制。研究整合生长抑制、叶绿素含量、氧化应激标志物（ROS/SOD/MDA）及代谢组学分析，揭示低pH环境下非离子化IBU比例升高导致核黄素代谢、柠檬酸循环和丙酮酸代谢通路紊乱，为水环境药物风险评估提供了分子层面的生物标志物面板（Biomarker Panel）。

　　

Chemicals and reagents

布洛芬（IBU）、Tris碱和高效液相色谱（HPLC）级甲醇均购自上海泰坦科技有限公司。BG-11培养基由青岛海博生物技术有限公司提供。丙二醛（MDA）检测试剂盒和超氧化物歧化酶（SOD）检测试剂盒购自南京建成生物工程研究所，活性氧（ROS）检测试剂盒购自上海科翼科技实验室（Solarbio?）。布洛芬储备液使用甲醇配制，并通过0.22微米滤膜过滤除菌。所有实验试剂均为分析纯或更高纯度。

Physiological response of Chlorella vulgaristo IBU

为探究生理响应，研究评估了暴露于IBU的小球藻的生长速率、叶绿素含量及氧化应激标志物（图1）。96小时暴露实验表明，当IBU浓度达到毫克级时，小球藻生长受到显著抑制（图1a）。此外，毫克浓度的IBU会明显降低叶绿素水平。虽然0.1 ppm的IBU未引发显著生长抑制，但氧化应激指标已出现变化，暗示低浓度暴露仍可能触发分子层面的响应。

Conclusion

本研究通过分析IBU在不同pH条件下对小球藻的生理响应、代谢组学变化及潜在机制，拓展了先前关于IBU藻类毒性的研究。结果表明亚致死浓度的IBU会抑制藻类增殖、降低叶绿素水平并提升氧化应激标志物（ROS、MDA和SOD）水平，表明光合作用受阻和细胞损伤。代谢组学分析进一步揭示了pH依赖性的毒性机制，包括腺苷二磷酸（ADP）、尿苷5’-二磷酸（UDP）、尿苷和胞苷等代谢物水平的改变。这些发现强调了水体酸化可能加剧IBU对藻类代谢组的亚致死效应。