pH依赖型布洛芬对小球藻的毒性机制：基于氧化应激与代谢组学的整合分析

本文综述了pH波动如何通过影响布洛芬（IBU）电离状态（pKa=5.2）增强其对小球藻（Chlorella vulgaris）的毒性效应。研究整合生长抑制、叶绿素含量、氧化应激标志物（ROS、SOD、MDA）及代谢组学数据，揭示低pH环境下非离子化IBU比例升高导致核黄素代谢、柠檬酸循环等通路紊乱，为水生生态系统药物风险评估提供分子机制视角。

　　

Highlight

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股份有限公司。BG-11培养基取自青岛海博生物技术有限公司。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）检测试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司。使用甲醇配制IBU储备溶液。

Physiological response of Chlorella vulgaristo IBU

为解析生理响应机制，研究评估了暴露于IBU的小球藻生长速率、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，小球藻生长显著受抑（图1a）。毫克浓度IBU还会明显降低叶绿素水平。虽然0.1 ppm浓度IBU未引发显著生长抑制，但代谢组学分析显示其已触发细胞内代谢重编程。

Conclusion

本研究通过探究IBU在不同pH条件下对小球藻的生理响应、代谢组学变化及分子机制，拓展了先前关于IBU藻类毒性的认知。结果表明亚致死浓度IBU会抑制藻类增殖、降低叶绿素水平并升高氧化应激标志物（ROS、MDA和SOD），暗示光合作用受阻和细胞损伤。代谢通路分析进一步揭示IBU通过干扰能量代谢（如柠檬酸循环）和抗氧化防御系统（如核黄素代谢）加剧毒性效应。这些发现强调pH波动对离子化药物生态风险评估的重要性。