全 文 ：第 １３卷第 ２期
２０１５年 ３月
生　 物　 加　 工　 过　 程
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｉｏｐｒｏｃｅｓｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ􀆰 １３ Ｎｏ􀆰 ２
Ｍａｒ􀆰 ２０１５
ｄｏｉ：１０􀆰 ３９６９ ／ ｊ􀆰 ｉｓｓｎ􀆰 １６７２－３６７８􀆰 ２０１５􀆰 ０２􀆰 ０１５
收稿日期：２０１３－０８－１３
基金项目：江苏省自然科学基金（ＢＫ２０１２２１８）
作者简介：吴　 洁（１９８９—），女，江苏常州人，硕士研究生，研究方向：微生物学；韩萍芳（联系人），教授，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈｐｆ＠ ｎｊｔｅｃｈ．ｅｄｕ．ｃｎ
咪唑离子液体对四尾栅藻的毒性
吴　 洁１，２，陈晓娣１，２，邓　 芸２，３，朱　 凯２，３，韩萍芳１，顾　 军２，３
（１．南京工业大学 生物与制药工程学院，江苏 南京 ２１１８００； ２．南京大学昆山创新研究院，
江苏 昆山 ２１５３４７；３．南京大学 物理学院，江苏 南京 ２１００９３）
摘　 要：按照藻类生长抑制试验标准方法，以四尾栅藻为受试生物，研究了离子液体 １ 丁基 ３ 甲基咪唑氯盐
（［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］）和 １ 丁基 ３ 甲基咪唑四氟硼酸盐（［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］）对四尾栅藻的影响，测定了半数有效浓度
（ＥＣ５０）和叶绿素含量。 结果表明：［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］和［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］对四尾栅藻的生长和叶绿素的产生均具有抑制
作用，毒性效应随着浓度的增大和培养时间的增长而增加，９６ ｈ的 ＥＣ５０分别为 ５７􀆰 ８和 ３８􀆰 ８ ｍｇ ／ Ｌ。 离子液体质量
浓度为 ２００ ｍｇ ／ Ｌ时，四尾栅藻的叶绿素总量仅为对照组的 ３２％和 ２６％。 此结果可以说明离子液体对生态系统存
在潜在的负面效应。
关键词：四尾栅藻；离子液体；毒性；半数有效浓度 ＥＣ５０；叶绿素含量
中图分类号：Ｑ９３　 　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 　 文章编号：１６７２－３６７８（２０１５）０２－００７６－０５
Ｔｏｘｉｃｉｔｙ ｏｆ ｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ⁃ｂａｓｅｄ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｔｏ Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ
ＷＵ Ｊｉｅ１，２，ＣＨＥＮ Ｘｉａｏｄｉ １，２，ＤＥＮＧ Ｙｕｎ２，３，ＺＨＵ Ｋａｉ２，３，ＨＡＮ Ｐｉｎｇｆａｎｇ１，ＧＵ Ｊｕｎ２，３
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｔｅｃｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１１８００，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｋｕｎｓｈａｎ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｓｈａｎ ２１５３４７，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｘｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ １⁃ｂｕｔｙｌ⁃３⁃ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ （ ［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］ ） ａｎｄ １⁃
ｂｕｔｙｌ⁃３⁃ｍｅｔｈｙｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｕｍ ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｂｏｒａｔｅ（［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］） ｏｎ Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ
ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａｌｇａ ｇｒｏｗｔｈ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｔｅｓｔ．Ｔｗｏ ｅｎｄｐｏｉｎｔｓ ＥＣ５０ ｖａｌｕｅｓ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．
Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］ ａｎｄ ［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆ Ｓ．ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ，ｔｈｅ ｔｏｘｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｃｕｂａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ９６ ｈ ＥＣ５０
ｗａｓ ５７􀆰 ８ ａｎｄ ３８􀆰 ８ ｍｇ ／ Ｌ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｗｈｅｎ ａｄｄｉｎｇ ２００ ｍｇ ／ Ｌ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄ，ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆ Ｓ．ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ ｗｅｒｅ ｏｎｌｙ ３２％ ａｎｄ ２６％ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｇｒｏｕｐ． Ｏｕｒ ｆｉｎｄｉｎｇｓ
ｉｍｐｌｙ ｔｈｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｄｖｅｒｓｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ；ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ；ｔｏｘｉｃｉｔｙ；ＥＣ５０；ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｃｏｎｔｅｎｔ
　 　 离子液体是一类完全由离子组成的有机盐，熔
点低于 １００ ℃ ［１］，通常由体积相对较大且结构不对
称的有机阳离子和体积较小的无机或有机阴离子
组成［２－４］。 离子液体没有明显的蒸气压，可以减少
对大气的污染和对操作人员的危害，因而被称为是
“绿色溶剂” ［５］，在生物催化、合成化学、电化学领域
和分析领域，如分离、提取、电解、传感和光谱测定，
都有广泛的应用前景。
随着研究的深入，人们逐渐认识到离子液体虽
然被称为“绿色溶剂”，但实际上存在许多“绿色问
题” ［６］。 有文献指出离子液体对生物，如细菌、藻
类、植物、鱼类和动物等都有一定的毒性［７］。 而且
考虑到离子液体具有良好的化学和热力学稳定性，
离子液体一旦被排放或意外泄漏到环境中，就有可
能成为一种新的持久性污染物而长期存在水和土
壤中，从而污染环境［８］。
由于某些离子液体较好的水溶性［９］，其对水环
境的影响不容忽视［７］。 目前，离子液体对大型蚤、
斑马鱼、蚯蚓和卤虫等的毒性研究已有很多报
道［１０－１４］，而关于咪唑离子液体对藻类的毒性研究的
国内报道还较少。 藻类是整个生态系统物质循环
和能量流动的重要基础，其本身的生长和代谢会直
接受到污染物的影响，进而影响到初级消费者及高
级消费者的正常生长和生理代谢过程。 藻类对许
多毒物的敏感性要超过鱼类或甲壳类，而且藻类具
有生长周期短、易培养［１５］、可直接观察细胞水平上
的毒性症状等特点；同时藻类的生物测定与其他生
物的测定方法相比，相对简单、快速［１６］。 四尾栅藻
是一种常见的淡水藻，易在实验室培养，且对外界
环境变化敏感，因此在毒理学研究中常作为指示
生物［１７］。
本文中，笔者按照藻类生长抑制实验，进行了 ２
种咪唑类离子液体 １ 丁基 ３ 甲基咪唑氯盐
（［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］）和 １ 丁基 ３ 甲基咪唑四氟硼酸
盐（［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］）对四尾栅藻的毒性试验，测定
生长速率和叶绿素含量，比较两种阴离子对微藻的
毒性的影响，以期为完善该类物质的环境影响评估
提供理论数据。
１　 材料和方法
１􀆰 １　 生物材料
四尾栅藻 （ Ｓｃｅｎｅｄｅｓｍｕｓ ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ， ＦＡＣＨＢ
１２９７）购自中国科学院武汉水生生物研究所淡水藻
种库。 将藻种接种至灭菌的 ＢＧ１１ 培养基（ＢＧ１１ 配
方由中国科学院武汉水生生物研究所淡水藻种库
提供）中，于人工气候室内的摇床上进行培养和扩
大繁殖，培养温度（２５±１） ℃，光照为 ２ ５００ ｌｘ，光暗
比为 １２ ｈ ∶ １２ ｈ，摇床的摇速设定为 １２０ ｒ ／ ｍｉｎ。
ＢＧ１１培养液配方（１ Ｌ）：ＮａＮＯ３ １􀆰 ５ ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４
０􀆰 ０４ ｇ、ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ ０􀆰 ０７５ ｇ、ＣａＣｌ２·２Ｈ２Ｏ ０􀆰 ０３６ ｇ、
柠檬酸 ０􀆰 ００６ ｇ、柠檬酸铁铵 ０􀆰 ００６ ｇ、 ＥＤＴＡＮａ２
０􀆰 ００１ ｇ、Ｎａ２ＣＯ３ ０􀆰 ０２ ｇ、Ａ５微量溶液 １ ｍＬ。
Ａ５微量溶液配方（１ Ｌ）：Ｈ３ＢＯ３ ２􀆰 ８６ ｇ、ＭｎＣｌ２·
４Ｈ２Ｏ １􀆰 ８６ ｇ、ＺｎＳＯ４·７Ｈ２ Ｏ ０􀆰 ２２ ｇ、ＣｕＳＯ４·５Ｈ２ Ｏ
０􀆰 ０８ ｇ、Ｃｏ（ＮＯ３） ２·６Ｈ２Ｏ ０􀆰 ０５ ｇ。
１􀆰 ２　 受试离子液体
１ 丁基 ３ 甲基咪唑氯盐（［Ｃ４ｍｉｍ］ ［Ｃｌ］）和
１ 丁基 ３ 甲基咪唑四氟硼酸盐（［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］）
均购于上海成捷化学有限公司，１Ｈ ＮＭＲ 测试纯度
大于 ９９％。
１􀆰 ３　 实验方法
实验方法按照国家环保局“化学品测试方法”
中的藻类生长抑制实验［１８］进行。 离子液体的试验
浓度为 ２０、５０、１００和 ２００ ｍｇ ／ Ｌ，每个浓度设 ３ 个平
行。 所用玻璃器皿和培养液均经过 ０􀆰 １ ＭＰａ、
１２１ ℃、２５ ｍｉｎ灭菌。 实验所用容器为 ２５０ ｍＬ锥形
瓶，培养量 １００ ｍＬ。 取对数生长期的藻液进行接
种，初始光密度 ＯＤ６８０ ＞０􀆰 １。 每天定时测四尾栅藻
的光密度，并取样测其叶绿素。
１􀆰 ４　 分析测定方法
１􀆰 ４􀆰 １　 半最大效应浓度（ＥＣ５０值）
用紫外可见分光光度计在 ６８０ ｎｍ 处测定藻液
的光密度（ＯＤ６８０）表示四尾栅藻的生长，并用血球计
数板进行计数，建立光密度和细胞数之间的关系。
根据 μ＝（ｌｎ Ｎｔ－ｌｎ Ｎ０） ／ （ ｔ－ｔ０）计算四尾栅藻的生长
速率 μ，Ｎ０为试验开始时（ ｔ０）的藻密度；Ｎｔ为试验开
始后（ ｔ）时间的藻密度；而生长抑制率 Ｂ ＝ ［（ μｂ －
μｔｏｘ） ／ μｂ］×１００％，μｂ为对照组的生长速度，μｔｏｘ为试
验组的生长速度。 采用概率单位法［１９］计算 ＥＣ５０，即
通过查表，先将计算出的生长速率换算成概率单
位，然后将离子液体的浓度对数与概率单位进行一
元线性回归，得到离子液体 四尾栅藻的剂量 反应
方程，当概率单位为 ５时，通过回归方程计算 ＥＣ５０。
１􀆰 ４􀆰 ２　 藻类叶绿素含量
根据《水和废水监测分析方法》 ［２０］中叶绿素的
测定方法，并加以改进。 取一定量的藻液进行离
心，弃上清液，在沉淀中加入 ２ ～ ３ ｍＬ ９０％丙酮，用
组织研磨器充分研磨后，４ ０００ ｒ ／ ｍｉｎ 离心 １０ ｍｉｎ，
上清液倒入 １０ ｍＬ具塞试管中。 再用 ２～３ ｍＬ ９０％
（体积分数）丙酮继续研磨提取叶绿素。 离心后，上
清液再转入 １０ ｍＬ具塞试管中。 重复以上操作 １～２
次，用 ９０％丙酮定容至 １０ ｍＬ，摇匀，最后，将上清液
在分光光度计上，用 １ ｃｍ 光程的比色皿，以 ９０％丙
酮作为空白进行校零，分别测定 ６６３和 ６４５ ｎｍ波长
７７　 第 ２期 吴　 洁等：咪唑离子液体对四尾栅藻的毒性
下的吸光度 ＯＤ６６３和 ＯＤ６４５。
根据文献［２１］计算叶绿素含量见式（１）～式（３）。
ρａ ＝ １２􀆰 ７ＯＤ６６３ － ２􀆰 ６９ ＯＤ６４５ （１）
ρｂ ＝ ２２􀆰 ９ＯＤ６４５ － ４􀆰 ６４ＯＤ６６３ （２）
ρＴ ＝ ρａ ＋ ρｂ ＝ ２０􀆰 ２ＯＤ６４５ ＋ ８􀆰 ０２ＯＤ６６３ （３）
式中：ρａ（Ｃｈｌ ａ）为叶绿素 ａ的质量浓度，ｍｇ ／ Ｌ；ρｂ为叶
绿素 ｂ（Ｃｈｌ ｂ）的质量浓度，ｍｇ ／ Ｌ；ρＴ为总的叶绿素质
量浓度，ｍｇ ／ Ｌ。
１􀆰 ５　 数据分析
试验获得的原始数据经 Ｅｘｃｅｌ ２００７ 处理后，使
用 Ｏｒｉｇｉｎ ８􀆰 １ 作图；使用 ＳＰＳＳ １３􀆰 ０ 进行统计
分析。
２　 结果与讨论
２􀆰 １　 毒性效应曲线
图 １为［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］和［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］咪唑离
子液体在不同浓度条件下对四尾栅藻生长的影响
曲线。
图 １　 离子液体对四尾栅藻生长影响曲线
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｏｎ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｓ􀆰 ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ
　 　 由图 １可知：离子液体对四尾栅藻生长的抑制
作用随浓度的增加而增强，与对照组相比，不同试
验浓度下的四尾栅藻在测试时间内的生长均受到
抑制，各个浓度下的四尾栅藻在 ２ ｄ 内长势较慢，但
随着时间的延长，长势开始出现差异：低浓度下（２０
ｍｇ ／ Ｌ和 ５０ ｍｇ ／ Ｌ）的藻虽受影响但仍然缓慢生长；
高浓度的离子液体对藻的抑制作用较强，因而藻的
生长趋势趋于平缓，有下降趋势。
２􀆰 ２　 ＥＣ５０值测定结果
通过概率单位法计算得到的离子液体对四尾
栅藻的各时间下的剂量 反应方程和 ＥＣ５０，结果见
表 １。
表 １　 ＩＬｓ对四尾栅藻的剂量 反应方程
Ｔａｂｌｅ １　 Ｔｈｅ ｌｉｎｅ ｄｏｓｅ⁃ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓ􀆰 ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ
ＩＬｓ 暴露时间 ／ ｈ 剂量反应方程
相关
系数
ＥＣ５０ ／
（ｍｇ·Ｌ－１）
［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］
２４ ｙ＝ １􀆰 ０８２ｘ＋２􀆰 ２２２ ０􀆰 ９４２ ３６９􀆰 ４
４８ ｙ＝ １􀆰 ３５１ｘ＋２􀆰 ２４５ ０􀆰 ９６２ １０９􀆰 ５
７２ ｙ＝ １􀆰 ２４４ｘ＋２􀆰 ６７６ ０􀆰 ９９３ ７３􀆰 ８
９６ ｙ＝ １􀆰 ２１５ｘ＋２􀆰 ８５９ ０􀆰 ９７３ ５７􀆰 ８
［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］
２４ ｙ＝ １􀆰 ３９５ｘ＋１􀆰 ７０２ ０􀆰 ９９９ ２３１􀆰 ２
４８ ｙ＝ １􀆰 １８３ｘ＋２􀆰 ６８２ ０􀆰 ９７６ ９１􀆰 １
７２ ｙ＝ １􀆰 １０８ｘ＋３􀆰 ０７１ ０􀆰 ９１１ ５５􀆰 １
９６ ｙ＝ １􀆰 ２５９ｘ＋２􀆰 ９９９ ０􀆰 ９６７ ３８􀆰 ８
由表 １可知：各时间的剂量 反应方程的线性相
关性均良好。 在试验期间内， ［ Ｃ４ ｍｉｍ］ ［ Ｃｌ］ 和
［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４ ］的 ＥＣ５０值从 ３６９􀆰 ４ 和 ２３１􀆰 ２ ｍｇ ／ Ｌ
（２４ ｈ）分别减小到 ５７􀆰 ８和 ３８􀆰 ８ ｍｇ ／ Ｌ （９６ ｈ），抑制
作用随着时间的延长而增强。 根据藻类生长抑制
的急性毒性标准［２２］进行分级，９６ ｈ 的 ＥＣ５０均大于
１０ ｍｇ ／ Ｌ 且 小 于 １００ ｍｇ ／ Ｌ， ［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］ 和
［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］对四尾栅藻的毒性属于级别 ３。
图 ２　 离子液体对四尾栅藻的叶绿素含量的影响
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｏｎ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ Ｓ􀆰 ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ
２􀆰 ３　 离子液体对四尾栅藻叶绿素含量的影响
图 ２表示 ２ 种离子液体处理四尾栅藻 ９６ ｈ 后
的叶绿素总量的变化。 由图 ２ 可知：在试验浓度范
８７ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷　
围，２ 种离子液体对四尾栅藻叶绿素的产生均有较
强的抑制作用。 随着离子液体浓度的增强，叶绿素
总量逐渐减小，［Ｃ４ｍｉｍ］ ［Ｃｌ］和［Ｃ４ｍｉｍ］ ［ＢＦ４］质
量浓度为 ２００ ｍｇ ／ Ｌ时，四尾栅藻的叶绿素总量仅为
对照组的 ３２％和 ２６％。
而 ２ 种离子液体处理四尾栅藻 ９６ ｈ 后的叶绿
素 ａ和叶绿素 ｂ 的变化如表 ２ 所示。 由表 ２ 可知：
随着离子液体的浓度增加，四尾栅藻的叶绿素 ａ 和
叶绿素 ｂ的含量总体呈下降趋势。 各浓度下的四尾
栅藻的叶绿素 ａ和叶绿素 ｂ 的含量与对照组相比，
差异都达到了显著性水平（ｐ＜０􀆰 ０５），说明离子液体
对藻的叶绿素的影响极显著。 离子液体浓度的升
高导致了藻细胞生长受到抑制，叶绿素含量逐渐减
少。 这可能是因为离子液体透过四尾栅藻的细胞
壁，结合在磷脂双分子膜结构表面［２３］，破坏了膜蛋
白的结构［２４］和叶绿体结构的完整性［２５］，从而影响
了叶绿素的合成。 段炼等［２６］通过观察藻细胞的超
微结构发现，离子液体的加入会破坏藻细胞叶绿体
的结构，导致叶绿体片层结构断裂，从而使叶绿素
合成受阻，藻细胞内叶绿素含量减少。
表 ２　 离子液体处理 ９６ ｈ后四尾栅藻的叶绿素 ａ和 ｂ含量
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｔｈｅ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ａ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｂ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ
Ｓ􀆰 ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ ａｆｔｅｒ ９６ ｈ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｅｘｐｏｓｕｒｅ
ＩＬｓ ρ（ＩＬｓ） ／（ｍｇ·Ｌ－１）
ρ（Ｃｈｌ ａ） ／
（ｍｇ·Ｌ－１）
ρ（Ｃｈｌ ｂ） ／
（ｍｇ·Ｌ－１）
０ ２􀆰 ２３±０􀆰 ０４ｄ ４􀆰 ０６±０􀆰 ０６ｄ
２０ １􀆰 ６７±０􀆰 ０３ｃ ３􀆰 ０２±０􀆰 ０６ｃ
［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］ ５０ １􀆰 ４０±０􀆰 ０２ｂ ２􀆰 ５３±０􀆰 ０８ｂ
１００ ０􀆰 ７７±０􀆰 ０３ａ １􀆰 ３４±０􀆰 ０１ａ
２００ ０􀆰 ７２±０􀆰 ０１ａ １􀆰 ２８±０􀆰 ０１ａ
０ ２􀆰 ２３±０􀆰 ０４ｄ ４􀆰 ０６±０􀆰 ０６ｄ
２０ １􀆰 ５３±０􀆰 ０１ｃ ２􀆰 ７８±０􀆰 ０４ｃ
［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］ ５０ １􀆰 ２４±０􀆰 ０２ｂ ２􀆰 ２４±０􀆰 ０５ｂ
１００ ０􀆰 ６４±０􀆰 ００ａ １􀆰 １０±０􀆰 ０６ａ
２００ ０􀆰 ５９±０􀆰 ０１ａ １􀆰 ０３±０􀆰 ０４ａ
　 注：同列数据后的不同字母表示差异显著（ｐ＜０􀆰 ０５）。
　 　 综合图 ２ 和表 ２ 可以看出，［Ｃ４ｍｉｍ］ ［ＢＦ４］比
［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］对四尾栅藻的毒性大。 相同阳离子的
离子液体，毒性差异主要是阴离子的影响，因而阴
离子［ＢＦ４］
－的毒性比［Ｃｌ］ －的强，这与 Ｃｈｏ 等［１６］的
研究结果一致。 这可能是因为［ＢＦ４］
－水解后产生
了 Ｆ－，导致其毒性增大，Ｐｈｕｏｎｇ 等［１５］用离子色谱法
证实了 Ｆ－的存在。 而且 Ｆ－是位于细胞表面的 Ｎａ＋
Ｋ＋ ＡＴＰ 酶的抑制剂，会干扰细胞基本的自我修复
过程［２７］，但具体机制还不清楚。
２􀆰 ４　 离子液体对四尾栅藻细胞形态的影响
图 ３ 为不同浓度离子液体处理藻细胞后，细胞
形态变化的照片。 由图 ３ 可知：含有低浓度 （ ２０
ｍｇ ／ Ｌ）离子液体的藻液，出现栅藻细胞膨胀和破碎
的时间晚，且膨胀和破碎的藻细胞少，藻液颜色与
未含离子液体的藻液相比，颜色偏黄；而随着离子
液体浓度的增加，破碎和膨胀的藻细胞逐渐增多，
当离子液体质量浓度为 ２００ ｍｇ ／ Ｌ时，出现大量细胞
空壳，藻液颜色发白。
这是因为咪唑离子液体的阳离子结构与阳离
子表面活性剂相似［１５，２６］，一端是亲水的咪唑基团，
一端是亲油的烷基链。 表面活性剂对藻细胞的作
用主要是其吸附在磷脂双分子膜结构表面，引起膜
脂结构的破坏及其功能的丧失［２８］。 离子液体对藻
细胞的影响与表面活性剂的影响类似：离子液体透
过藻细胞的细胞壁，结合到膜脂结构表面，影响了
细胞膜的正常功能，导致细胞畸形生长，出现了膨
胀现象［２３］，当细胞膨胀到一定程度，则有可能撑破
细胞壁束缚而破碎。
３　 结论
研究［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］和［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］离子液体
对四尾栅藻的毒性效应， ［ Ｃ４ ｍｉｍ ］ ［ ＢＦ４ ］ 比
［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］对四尾栅藻的毒性大，且毒性随着时
间的延长而增强。 具体表现为 ＥＣ５０值逐渐减小：
［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］和［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］的ＥＣ５０分别从 ３６９􀆰 ４ ｍｇ ／ Ｌ
图 ３　 离子液体处理 ９６ ｈ后的藻细胞形态的影响
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｓ􀆰 ｑｕａｄｒｉｃａｕｄａ ａｆｔｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｉｏｎｉｃ ｌｉｑｕｉｄｓ ｅｘｐｏｓｕｒｅ
９７　 第 ２期 吴　 洁等：咪唑离子液体对四尾栅藻的毒性
和 ２３１􀆰 ２ ｍｇ ／ Ｌ （２４ ｈ）减小到 ５７􀆰 ８ ｍｇ ／ Ｌ和 ３８􀆰 ８
ｍｇ ／ Ｌ （ ９６ ｈ）。 加入 ［ Ｃ４ ｍｉｍ］ ［ Ｃｌ］ 和 ［ Ｃ４ｍｉｍ］
［ＢＦ４］后处理 ９６ ｈ，对应的 ＥＣ５０值均大于 １０ ｍｇ ／ Ｌ
且小于 １００ ｍｇ ／ Ｌ，根据藻类生长抑制的急性毒性分
级标准，对四尾栅藻的毒性属于级别 ３。
在 ０～２００ ｍｇ ／ Ｌ范围内，离子液体［Ｃ４ｍｉｍ］［Ｃｌ］
和［Ｃ４ｍｉｍ］［ＢＦ４］对四尾栅藻生长的抑制作用随浓度
的增加而增强，叶绿素含量也随之下降。
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（责任编辑　 荀志金）
０８ 生　 物　 加　 工　 过　 程　 　 第 １３卷