手性农药选择性生物活性与毒性效应研究进展

手性农药因对映体在生物活性、毒性、环境行为等方面的差异性而备受关注,充分了解对映体的立体选择性对开发高活性农药及减量使用具有重要意义。本文聚焦手性农药对映体的立体选择性效应,系统地调研了对映体生物活性和毒性选择性差异,并进行了分类梳理,重点综述了手性农药对映体的生物活性及毒性和环境风险的差异性,阐述了手性农药对非靶标生物造成的氧化应激、内分泌干扰等慢性毒性,同时关注选择性的规律与机制,为环境友好型高效手性农药的开发、手性农药的风险评估及管理、手性农药对映体立体选择性机制研究提供参考。     

手性除草剂研究进展

以几大类已经商品化或具有较好市场前景的手性除草剂为对象,综述了各除草剂的除草活性、对非靶标生物的毒性及其在环境迁移中的对映异构体选择性现象及机理的研究成果。由于对映异构体间的生物学性质迥异,因此,手性除草剂对映异构体的活性、作用机理、代谢转化及其在生物体内的转移等都具有手性选择性差异。同时,手性除草剂对植物的选择性作用还会因作用对象及环境因素的改变而改变,其在环境中的选择性降解情况也十分复杂,不仅与该除草剂自身的理化性质有关,还与其所处的环境因素有关,诸如土壤类型、植物种类、微生物群落结构、温度、pH值等均会改变手性除草剂对映异构体的环境归趋。     

手性有机磷农药对映体在纤维素类手性固定相上的分离

引　　言手性有机磷农药由于分子中含有一个手性磷原子,可形成一对光学异构体,在生物活性方面往往具有显著的立体差异。随着手性化合物分离技术的发展,手性农药对映体的分离也越来越引起人们的广泛重视,已有许多关于菊酯类,芳基羧酸类,三唑类手性农药对映体分离的报道[1]。这些手性农药分子中都含有手性碳原子,而对于含有手性磷的手性农药虽然也有一些报道[2,3],但相对较少。胺草磷(amiprophos)类化合物是一类具有高除草活性的有机磷农药。我们曾对此系列39个化合物采用高效液相色谱方法,在Pirkle类型手性固定相上进行了对映体分离的研究[4…     

拟除虫菊酯类农药对哺乳动物神经毒理的研究进展

对拟除虫菊酯类(SPs)农药对哺乳动物的神经毒理学研究过程及其最新进展进行了综述。拟除虫菊酯类农药是目前使用广泛的一类神经毒性杀虫剂,主要用于农业和卫生害虫的防治。已有研究结果显示拟除虫菊酯类农药对非靶标野生动物和人类的神经系统有一定的毒性作用,其对哺乳动物的神经毒性主要表现为急性和慢性神经毒性,而且其毒性作用与拟除虫菊酯类农药的立体结构相关,有一定的对映体选择性差异。     

丙溴磷对映异构体在柑橘中的残留分析及选择性降解

基于手性固定相/高效液相色谱- 串联质谱结合QuEChERS前处理技术建立了柑橘中丙溴磷对映体残留的分析方法，并通过田间试验研究了丙溴磷对映异构体在柑橘中的选择性降解行为。柑橘样品经乙腈快速提取，多壁碳纳米管净化。丙溴磷对映体采用ND(2)-RH手性色谱柱分离，正离子多反应监测模式 (MRM) 检测，基质匹配标准曲线法定量。方法验证结果表明，丙溴磷对映体在2.5~250 μg/L质量浓度范围内线性关系良好 (r ≥ 0.999 6)，方法定量限 (LOQ) 为5 μg/kg。在3个添加水平(5、100、500 μg/kg)下，丙溴磷对映体的平均回收率为76%~83%，相对标准偏差 (RSD) 为2.6%~6.0%。田间试验结果表明，丙溴磷对映体在柑橘中的降解规律符合一级反应动力学方程，(+)-丙溴磷和 (?)-丙溴磷的降解半衰期分别为12.53 d和14.14 d；在施药后30 d，丙溴磷2个对映体的对映体分数值达到0.43，表明其在柑橘中的降解存在明显的对映体选择性差异。     

《手性农药与农药残留分析新方法》

<正>出版时间:2015-03-01出版社:科学出版社ISBN:9787030436344定价:$280.00元开本:16内容简介:本书介绍了多种手性农药的分离分析方法及环境行为。利用色谱技术建立了不同环境样本中手性农药对映异构体的分离分析方法,系统地总结了手性农药对映异构体在土壤、水体、动物和植物等样本中的选择性行为,较为详细地描述了手     

三唑醇及其对映异构体在3种不同类型土壤中的降解动态

实验室条件下,初步研究了手性农药三唑醇及其非对映异构体三唑醇A(对映异构体1R,2S体和1S,2R体的混合物)与三唑醇B(对映异构体1R,2R体和1S,2S体的混合物)在浙江杭州潮土(有机质含量1.90%,pH 6.85)、金华水稻土(有机质含量1.63%,pH 4.94)和兰溪红土(有机质含量0.38%,pH 4.03)中的降解动态及对映体之间相互转化的情况。结果表明:三唑醇在潮土、水稻土和红土中的降解半衰期分别为56.4、105.0和154.0 d,180 d时降解率分别为91.9%、79.2%和57.7%;三唑醇在潮土中发生两次三唑醇A体向B体转化和1次三唑醇B体向A体的转化,而在水稻土和红土中,三唑醇A体与B体之间相互各转化1次。表明三唑醇对映异构体的降解动态因土壤性质不同而存在差异。研究结果为三唑醇的科学合理使用及其环境风险评估提供参考。     

马拉硫磷对映体对人成神经细胞瘤细胞生长影响的选择性差异

首次报道了马拉硫磷及其对映体对神经细胞生长的影响及其对映体对神经细胞毒性的选择性差异。以人成神经细胞瘤(SH-SY5Y)细胞为体外研究模型,利用高效液相色谱法对马拉硫磷进行手性拆分,分别研究其外消旋体(rac-)、R- 和S-体对神经细胞生长的影响。用10-7~10-4 mol/L 的马拉硫磷及其对映体分别处理SH-SY5Y细胞,通过噻唑兰(MMT)法分析细胞的生长率,同时用显微镜观察细胞的生长状态以评价化合物的毒性。结果表明:SH-SY5Y细胞生长受到马拉硫磷的抑制,且对时间、剂量呈现出一定的依赖性。10-4 mol/L浓度下其抑制作用最为显著,在该浓度下处理48 h马拉硫磷R-体对细胞生长的相对抑制率为75%左右,比S-体的作用强近2倍。显微观察结果显示,处理后的SH-SY5Y细胞形态发生了一定的变化,出现细胞变形、增大等现象。研究结果表明,马拉硫磷对SH-SY5Y神经细胞生长具有一定的抑制作用,且其对神经细胞的毒性存在着明显的对映体选择性。     

三唑醇对映体的反相高效液相色谱拆分热力学研究

在高效液相色谱反相条件下,利用涂敷型纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)手性固定相(CDMPC-CSP)对三唑醇4个对映异构体进行了直接手性拆分研究。考察了不同流动相组成和柱温对三唑醇对映体的色谱保留及分离的影响。同时,利用热力学方法对三唑醇对映体与固定相之间的色谱保留和分离的热力学机理进行了探讨。结果表明:在以甲醇-水(70∶ 30,体积比)为流动相、流速0.8 mL/min、柱温15 ℃,或在以乙腈-水(30∶ 70,体积比)为流动相、流速1.0 mL/min、柱温45 ℃的条件下,三唑醇对映体可以得到较好分离。     

手性类农药中间体简介

当前手性农药受到人们广泛的关注,其主要原因是在消旋体的农药中,如果构成消旋体的两个对映体对生物的活性有不同的作用,可以分离,物尽其用,更重要的是单一的光学异构体在生命科学应用中有特殊的意义。因为在一对映体中，通常其生物活性存在于其中一个对映体，手性已成为生命科学的一个关键因素。     

环境样品中手性农药对映体浓度测定方法研究进展

论述了开展环境样品中手性污染物对映体浓度的测定方法研究的重要意义，评述了该研究课题的研究现状，讨论了环境样品手性分析的难点，介绍了本课题组的相关研究成果，最后建议了应加强研究的3个方向。     

含两个手性中心的三唑类杀菌剂色谱分离研究进展

三唑类杀菌剂是目前世界上广泛应用的杀菌剂,而绝大多数三唑类杀菌剂属于手性农药,具有1个或2个手性中心,存在2个或4个对映异构体。本文在近年有关三唑类杀菌剂研究成果的基础上,综述了采用高效液相色谱、超临界流体色谱、毛细管电泳、气相色谱和合相色谱法等方法对含两个手性中心的11种三唑类杀菌剂 (氟环唑、多效唑、三唑醇、联苯三唑醇、丙环唑、苯醚甲环唑、叶菌唑、苄氯三唑醇、环唑醇、糠菌唑和乙环唑) 进行分离测定的研究进展,可为多个手性中心三唑类化合物的分离、分析和深入研究提供参考。     

Enantioselective metabolism and cytotoxicity of the chiral herbicide ethofumesate in rat and chicken hepatocytes

We investigated the metabolic kinetics and toxicity of ethofumesate (ETO) in rat and chicken hepatocytes using a chiral high-performance liquid chromatographic (HPLC) method. The metabolic of ETO in rat hepatocytes was enantioselective, whereas it was not in chicken hepatocytes. The T_1/2 of (−)-ETO was about two times longer than that of (+)-ETO after the rat hepatocytes had been incubated with 20 μM rac-ETO. There was no chiral conversion or transformation during their incubation with the hepatocytes. Toxicity differences were observed between the two enantiomers of ETO, reflected in their EC₅₀ values in rat and chicken hepatocytes. The stereoselective cytotoxicity of the two enantiomers was opposite in rat and chicken hepatocytes. We have developed a method of studying the toxicokinetics and cytotoxicity of chiral agrochemicals in hepatocytes isolated from mammals (rats) and chicken. The data presented here allow a more thorough understanding of this pesticide and should be useful in its full environmental assessment.     

手性农药己唑醇和腈菌唑对黄酒酿造微生物酶活性的影响

在食品发酵过程中,残留的农药会对酿造微生物及产品组分产生一定影响,而酶在此过程中发挥着关键作用。作者在对映异构体水平上研究了手性农药己唑醇和腈菌唑对黄酒酵母和米曲霉中典型酶的酶活性和蛋白质含量的影响。结果表明:不同农药对映异构体对微生物酶活性的影响存在显著差异,其中:（+）-己唑醇对黄酒酵母超氧化物歧化酶（SOD酶）活性具有较明显的抑制作用,而（-）-己唑醇则对其有激活作用;低浓度的（+）-腈菌唑对黄酒酵母脂肪酶活性的抑制作用小于（-）-腈菌唑,而高浓度（+）-腈菌唑对脂肪酶活性的抑制作用却大于（-）-腈菌唑;（+）-己唑醇对米曲霉中的脂肪酶活性有明显的激活作用,而（-）-己唑醇对其则有抑制作用。本研究结果证明,手性农药对映异构体对发酵微生物酶活性的影响存在差异,并可能影响黄酒的组分和品质,使黄酒安全性存在较大风险。     

双酰胺类农药生物活性、生态毒性及残留行为研究进展

双酰胺类农药是继新烟碱类农药之后备受关注的一类杀虫剂，作用靶标为鱼尼丁受体和γ-氨基丁酸受体，对鳞翅目害虫的防治效果优异。随着双酰胺类农药的广泛应用，其对非靶标生物和水生生态环境产生了潜在威胁，且靶标害虫的抗药性问题也日益凸显。本文综合国内外研究进展，从生物活性、生态毒性、分析方法、环境行为和风险评估5个方面对双酰胺类农药的研究进行了综述，对后续研究方向进行了展望，可为该类农药的精准应用、风险规避和有效管理提供科学参考。     

Enantioselectivity of protoporphyrinogen oxidase-inhibiting herbicides

Protoporphyrinogen oxidase (Protox) was inhibited stereoselectively by three pairs of enantiomers belonging to diphenyl ether (DPE) and pyrazole phenyl ether (PPE) herbicide classes. The (R) enantiomers were 10- to 44-fold more active than the (S) enantiomers as inhibitors of Protox from barley etioplasts. Similarly, the (R) enantiomers caused green barley tissue to accumulate greater amounts of porphyrins and caused greater tissue damage than the (S) enantiomers. The (R) enantiomers competed more successfully with [ 14 C]acifluorfen than the (S) enantiomers for the binding sites on Protox. In the PPE class, the in-vitro and in-vivo activity differences were wider in the isopropyl pairs than in the n-propyl pairs. The DPE enantiomers were tested on ten dicotyledonous and six monocotyledonous weed species and ten crops for weed control and crop safety. In general, neither enantiomer had pre-emergence activity on monocotyledons, but the (R) enantiomer provided some monocotyledonous weed control when applied post-emergence. On dicotyledons, the (R) enantiomer provided excellent pre-emergence control, whereas the (S) enantiomer was inactive. The (R) enantiomer caused no injury to corn, cotton, peanuts, rice, sorghum, or soybeans applied pre-emergence, but it severely injured crops when applied post-emergence. There was a positive correlation between the activities of the compounds at the molecular, cellular and whole plant levels. The only molecular property differences found to account for differences in activity between members of chiral pairs were steric parameters.     

Studies on the chiral isomers of fonofos and fonofos oxon: I. Toxicity and antiesterase activities

The toxicity of the (R)_P and (S)_P chiral isomers and racemates of fonofos and fonofos oxon to insects and white mice were determined. (R)_P-Fonofos and (S)_P-fonofos oxon were 2- to 12-fold more toxic to house flies, mosquito larvae, and mice than were the corresponding enantiomers. The racemates were intermediate in toxicity. Stereoselectivity also was observed in the in vitro inhibition of house fly-head and bovine erythrocyte acetylcholinesterase, horse serum cholinesterase, chymotrypsin, trypsin, and a variety of esterases. In all cases the (S)_P-oxon was a more potent inhibitor than the (R)_P-oxon with k₁ ratios of $\text{(S)}{}_{\mathrm{<mtext>P</mtext>}}\text{(R)}{}_{\mathrm{<mtext>P</mtext>}}$ ranging from 4- to 60-fold. Further, differences in levels of house fly-head, mouse brain, and blood cholinesterase obtained from house flies and mice treated with the enantiomers and racemates of fonofos and fonofos oxon were observed. Differences in toxicity of the enantiomers and racemates to house flies and mice were more closely related to in vivo than to in vitro cholinesterase inhibition.