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研究背景：手性农药的广泛使用,使其不可避免的进入到各种环境系统,进而可通过各种介质和途径进入生物体内,造成伤害。同一手性农药的不同对映体,由于生化特性的不同,进入环境后往往具有不同的环境行为,其对生物及人体的生理作用也具有对映体选择性差异,从而导致一系列截然不同急慢性毒性作用。但长期以来,外消旋的手性农药都被当作一种化合物来研究其环境行为和生态毒性效应。近年来有关手性农药对映体选择性环境毒性的研究已经引起了人们的热切关注。另外,由于不同物种对进入其体内的手性化合物的对映体选择性降解存在明显的种间差异,导致其在不同物种体内呈现不同的浓度和ER值,从而造成的急慢性毒性效应也会存在种间差异。当前的研究已经关注到这一现象,但没有深入探讨,关于手性农药对映体选择性种间代谢差异的原因,也未见报道。研究方法：实验选取目前世界上使用最为广泛,且能代表杀虫、除草和杀菌三种主要类型的手性农药：氟虫腈、禾草灵和甲霜灵为研究对象,以人肝癌细胞系(HepG2)、大鼠肝癌细胞系(H4IIE)、鸡肝癌细胞系(LMH)和草鱼肝脏细胞系(L8824)这几种能代表高等脊椎动物的细胞系为研究模型。分别研究这三种手性农药在上述物种细胞内代谢时主要的CYP450酶的诱导情况,看是否存在明显的种间差异。进而以甲霜灵为例,用UPLC-MS/MS测定其经过这四种细胞代谢24h后的残留及ER值的变化情况,比较其对映体选择性种间代谢差异,和上述酶活实验结果的种间差异性相互映证。并通过添加不同的CYP450的特异性抑制剂,来进一步验证上述对映体选择性种间代谢差异的产生与特定的CYP450酶被诱导之间的关系。研究结果：酶活实验中,不同的手性农药在同种物种细胞内代谢时,细胞内主要的CYP450酶的诱导情况是不一样的,且同种手性农药在不同物种细胞体内代谢时,诱导的CYP450酶的种类也存在种间差异,添加特异性的CYP450抑制剂后,这些诱导的酶活可以得到相应的抑制。分析实验中,甲霜灵经四种物种细胞代谢后,两种对映异构体的残留和ER值的情况变化存在明显的种间差异。HepG2、H4IIE和LMH细胞选择性代谢S-甲霜灵,L8824细胞选择性代谢R-甲霜灵。并且,添加上述酶活实验中被诱导的CYP450酶的特异性抑制剂后,这些差异和变化都得到了相应的抑制。研究结论：本研究表明,手性农药在不同物种细胞内代谢时存在明显的对映体选择性种间代谢差异,经过不同物种细胞代谢后,手性农药会呈现不同的ER值；并且种间代谢差异的产生与特定的CYP450酶被诱导有关,抑制相应的CYP450酶活后,这些对映体选择性种间代谢差异情况也会得到抑制。说明这些手性农药在不同物种体内可能是由不同的CYP450酶来进行对映体选择性代谢的。由于不同的物种细胞对手性农药存在对映选择性种间代谢差异,使得手性农药在不同物种体内呈现不同的浓度和ER值,进而可能对这些物种细胞造成不同的毒性作用,所以在评价手性农药的生态风险时应充分考虑对映异构体的种间代谢差异。