高锰酸盐氧化Microcystin-LA:动力学、量化和对有效的饮用水处理的影响

文摘

高锰酸盐预处理的饮用水是有效改变溶解,有毒污染物,减少卤化的副产品。高锰酸盐目标特定的化合物如味道和气味的化合物,消毒前兆,锰,和天然有机污染物不容易仅靠常规治疗。蓝藻(cHABs)可以增加消毒副产物前体以及cyanotoxin,对国内外(MC),一个强有力的肝脏毒素。MC毒性赋予了独特的,保守的氨基酸,加入,抑制蛋白磷酸酶1和2。尽管已报告150 MC同系物,成千上万的MCs统计上是可能的。在过去的十年里,一个同类,MC-LA,据报道随着频率增加,使它的一个最常见的微囊藻毒素在北美淡水系统;然而其氧化并没有被广泛的研究。频繁,加入特定的酶联免疫吸附试验(ELISA)和蛋白质磷酸酶抑制试验(PPIA)被用来量化总MCs评估治疗效率和曝光。轶事报告显示,MC Adda-ELISA降解产物会造成干扰。MC-LA被用作模型MC复合在这项研究。 PPIA quantitation of MC-LA in water agreed with liquid chromatography high resolution mass spectrometry (LC/HRMS), whereas the ELISA quantitation did not agree with LC/HRMS quantitation. We determined the second order rate constant for MC-LA as 118 ± 9 M⁻¹年代⁻¹,活化能21.2 kJ摩尔⁻¹,和独立的酸碱之间6和9。十氧化产品(OPs)所观察到的LC /,8经和途径提出了三个主要的反应。反应途径被用来解释差异量化由Adda-ELISA,8经,PPIA。的oxohydroxylation MC-LA产生了两个主要的行动,C₄₆H_67年N₇O₁₄[M + H]⁺= 942.4819和C₄₆H_69年N₇O₁₅[M + H]⁺= 960.4925。主要的行动可能包含未经修改的加入和Adda-ELISA干扰的可能原因。一些政府机构推荐使用Adda-ELISA确定MC定量治疗效率和客户接触;然而,我们的研究结果表明,这些或其他行动干扰Adda-ELISA总MCs造成虚高值。

1。介绍

蓝藻水华的严重程度和频率增加是由于多种因素包括增加氮和磷污染,气候变化,和改变了生态系统,在某些情况下可能是入侵物种的结果(1,2]。蓝藻水华的影响饮用水处理效率增加化学和颗粒负载的需求,导致病原体的风险增加和cyanotoxin突破(3,4]。毒素(MCs)是最常见的一类微囊藻毒素。在布鲁姆的日志的增长阶段,大约90%的对国内外细胞内和10%是细胞外。大多数治疗过程有特定目标颗粒和/或污染物去除效率;删除MCs,两种类型的流程必须优化。定量工具用于监控MC饮用水处理去除效率和风险对消费者安全至关重要。理想情况下,这些工具,即。,assays, would determine the concentration of MCs as well as the toxicity of the water and would be simple enough to be performed at the treatment plant. Our goal was to vet the use of two commercial MC assays to quantitate MCs during permanganate oxidation and compare their results to the quantitation of MCs by LC/HRMS. Our hypothesis was that the quantitation by Adda-ELISA, PPIA, and LC/HRMS would agree.

MCs是循环heptapeptides不同氨基酸组成的关于两个位置(“X”和“Y”)包含变量l -氨基酸,如图1。MCs是由三个分子酸:丙氨酸(Ala) methylaspartic酸(MeAsp)和谷氨酸(Glu)(图1)。结构还包括两个独特的氨基酸:N-methyldehydroalanine (Mdha)和3-amino-9-methoxy-2, 6日8-trimethyl-10-phenyldeca-4 (E), 6 (E) -dienoic酸(加入)(图1)。氨基酸加入在位置5肽环MCs,这一部分,负责毒性。MCs不可逆抑制蛋白磷酸酶1 (PP1)和蛋白磷酸酶2 (PP2A)和作为肝毒素,因为他们是优先运送到肝细胞。各种副产品的毒性不同的两个数量级和MC-LR MC-LA指出最有毒的(5]。MC-LA普遍存在在一些地区水源,但是还没有报道历史一样广泛MC-LR [6]。没有多少综合氧化处理研究调查MC-LA的氧化,即使它已经决心要有一个最慢的和最广泛使用的氧化剂氧化率,氯(7]。

人类MC暴露的主要方式是通过饮用水。从历史上看,传统的水处理设施能够满足世界卫生组织(世卫组织)指导值为1.0µg / L MC-LR [8]。美国环保署已从一个同类,扩大监测MC-LR,包含所有MC副产品称为总MCs。2015年美国环保局发布了两层饮用水健康咨询(HA)基于年龄:幼儿园为0.3µg / L总MCs,学前年龄在1.6以上µ总MCs g / L (9]。婴儿和初学走路的孩子摄取5倍的液体比学龄儿童和成年人身体质量,因此,从1.6下降µ0.3 g / L为学龄儿童和成人µg / L总MCs学龄前儿童。更多的国家可能会发布类似的指导。因此,饮用水行业的任务是确定一个类的总浓度的化合物包含许多副产品sub-part-per-billion浓度,一个具有挑战性的任务。理解氧化动力学的可变性MCs和氧化途径是必要的,以便饮用水除治疗可以优化MC和尽量减少有毒的行动。干扰必须识别和量化,以确保准确的过程监控。

两类商业生化检测,ELISA (10]和PPIA [11),已成为标准技术量化总MCs饮用水公用事业。这些工具可以使用不同的抗体或酶,但一般回复所有MC同系物,尽管不定地。几个政府机构推荐使用Adda-ELISA仅在错误的观点,认为加入带来的毒性。迄今为止,Adda-ELISA定量和MC没有直接相关的毒性。PPIA方法是基于MCs的酶抑制,及其定量反应相关的毒性。一些研究已经观察到的总MC含量来自ELISA和PPIA往往高于总MC浓度源自LC / MS (12- - - - - -14]。具体来说,化学氧化处理后,Adda-ELISA MC总浓度高于报道,报道了LC / MS (15,16]。需要确定哪些行动导致响应Adda-ELISA或PPIA和它们的相对浓度在不同反应条件下。

经常高锰酸盐添加源水的摄入量。缺氧的源水可能含有金属处于下降状态,和最初的高锰酸盐的需求来自他们的氧化。一般使用高锰酸盐氧化预处理的水是采用氧化损害自然味道和气味的化合物等污染物。高锰酸盐会选择性地氧化烯烃,可以说不破裂细胞并释放MCs在正常治疗剂量和联系倍由LC / MS (17- - - - - -19]。早期的文献,基本高锰酸盐机制被认为是本地的生产二羟基或羰基产品(20.]。最近的工作由金等。21)描述了高锰酸盐氧化进展通过附近的hydroxyl-carbonyl途径更像臭氧氧化(22,23),而不是本地的二羟基行动产生通过氯氧化(24]。因为它的选择性氧化,高锰酸盐治疗可能是有用的在治疗过程的早期退化MCs multibarrier氧化过程的一部分来实现新的低浓度总MCs指导。

到目前为止,三个饮用水公用事业在美国发布了“不喝”警告,因为饮用水的MCs检测完成。卡罗尔乡,哦(2013);托莱多,哦(2014);和萨勒姆(2018)报道MCs浓度高于1.0µg / L总MC。因为他们为400000 +服务居民,托莱多,哦,咨询是最公开。完成的饮用水是高于1.0总MCs以Adda-ELISA ug / L,但这些结果不通过LC / MS / MS进行验证。因为“不喝”报告对企业造成经济损失和损失的消费者信心在当地水务局,识别潜在的干扰分析方法,导致假阳性是一样重要的识别潜在有毒的行动。

源水MC含量往往超过1µg / L,这不是不寻常的浓度范围从5到20µ总MCs g / L。我们的研究集中在如何使用高锰酸盐作为一种有效的治疗障碍和MCs治疗后的量化。为了确定高锰酸盐效率,我们决定同类化学变化如何影响氧化率;蓝藻细胞是如何影响高锰酸盐氧化;和水质的变化来源(pH值和天然有机化合物)影响高锰酸盐氧化。现场定量监控治疗过程至关重要。我们评估Adda-ELISA PPIA现场方法通过比较所谓的速率常数,通过确定LC /,8经氧化反应机理和途径。此外,确定氧化途径提供了行动的见解关于残留毒性。

2。材料和方法

2.1。毒素

比较我们的程序,其他研究人员,MC-LR,洛杉矶,和rr从恩佐购买生命科学,Inc .的多数氧化实验,然而,MC-LA是洁净的微胞藻属布鲁姆/人渣是从上层拉马斯湖,或者,2015年。MCs通过三个冻结/解冻释放细胞周期。溶菌产物在摆动桶然后真空过滤离心机47毫米0.4µ玻璃纤维过滤器。一个粗提取液是由通过溶解产物通过60厘米³C18固相萃取柱(美国热费希尔科学),丢弃废水,使粗提物的高效液相色谱级甲醇洗脱绑定材料为100%。MC-LA是分开的粗提取液通过高效液相色谱二极管阵列检测器使用C18半制备柱(亚特兰蒂斯dC18 OBD准备列,100 5µm 10毫米x 100毫米列,水域corp .)。MC-LA分离是基于保留时间和紫外光谱。验证了MC-LA高分辨率质谱(,8经)。集中MC股票的解决方案准备在年级女士0.5毫克/毫升甲醇。比尔定律的摩尔消光系数39800 L·摩尔⁻¹·厘米⁻¹被用来确定的实际浓度MC-LA原液稀释前的批实验(25]。

四位小罐试验装置是用于所有实验式搅拌机为50 rpm。迪的200毫升样品缓冲(碳酸铵),或湖水mini-mixer分发到每个反应室。jar试验装置被放置在一个温控柜来获得所需的温度30分钟开始之前批实验达到热平衡。一个中间原液的MC在去离子水制备标准化的股票。MC股票的解决方案是用移液器吸取到反应室获得50的初始浓度µg MC / L动力学测试。实验开始前,10 ul 0.05硫代硫酸钠被加载进1.4 ml microfuge管将获得样本以减少淬火反应延迟。高锰酸盐,前一个控制样品1.0毫升来自每个室(t = 0秒)。股票高锰酸盐的解决方案是添加到反应室将浓度所需的2.0 mg / L ,和1.0毫升整除收集在指定的时间间隔与硫代硫酸钠管道预加载。一般来说,MC-LA的动力学研究进行了六次分:0,2,4,6,20和40分钟。温度的阿伦尼乌斯图4、10、18、25日,30日,和35°C。两个温度,25 - 35°C,运行的实验这三个方法,Adda-ELISA, PPIA,和LC /,8经被用来量化MCs。这些样本立即限制和涡6 - 10秒钟。样本期间举行冰批实验,然后储存在4°C,在48小时内分析。之前的分析LC / TOF、PPIA或ELISA,样本离心机在颗粒MnO microfuge₂。

硫代硫酸钠淬火解决方案是由溶解的硫代硫酸钠3.01 g 18 M - 25毫升Ώ去离子水。这只股票的解决方案是存储在一个密闭,琥珀瓶远离光线。股票的解决方案是1:10稀释作为实验的需要。

酶联免疫吸附测定(ELISA)从Abraxis购买,Inc .校准曲线响应曲线的MCs量化使用MC-LR使用标准:0,0.15,0.5,1.0,2.5和5.0µg / L。所有样本稀释20倍将他们带到这个范围的标准曲线。所有样品和标准都是在重复运行。盘子被量化使用BioTek协同H1M微型板块读者。一个四个参数曲线拟合进行使用BioTek Gen5软件。

蛋白磷酸酶抑制试验(PPIA)是由Zeulab S.L.萨拉戈萨,西班牙,和Abraxis分布在美国,Inc . MCs范围从0.25 - 2.5的校正曲线µg / L。所有样本稀释20倍的范围内将他们的标准曲线。这个测试是基于抑制蛋白磷酸酶2 a。所有样品和标准都是在重复运行。校准曲线的MCs量化使用MC-LR的响应曲线。一个四个参数曲线拟合进行使用BioTek Gen5软件。

LC / MS分析是由高效液相色谱(安捷伦1200)ZORBAX Eclipse + C18(证件2.1×50毫米,1.8毫米)使用梯度(10 - 100%)条件下0.1%甲酸和乙腈(流量:0.4毫升分钟⁻¹)。安捷伦6520 quadrupole-time-of-flight (Q-TOF)是用于识别和定量。ESI MS条件如下:电离;喷雾器,50 psi (N₂);L干燥气体,10分钟⁻¹350°C (N₂);Vcap, 5000 V;fragmentor, 100 V;扫描,m / z100 - 1500;10000瞬态/扫描,10000;引用,m / z121.0509和922.0098;和碰撞能量,15 - 30 eV。

2.2。符合一级动力学分析

MC-LA的氧化反应速率可以表示为 r是反应速率,k是速率常数,[MC-LA]和[)浓度,x和y是MC-LA和反应订单 ,分别为(28]。时的浓度是过度的,(1)可以简化(2)和(3): 二阶速率常数的乘积和高锰酸盐浓度是有效常数和被称为符合一级速率常数。 这允许使用一阶综合速率定律和符合一级速率常数的测定 。 比的自然对数,MC浓度除以初始MC浓度,绘制和时间。这条线的斜率等于符合一级速率常数。高锰酸盐存在于20倍的浓度相对于MC-LA过剩和有效浓度不变在40分钟的实验。二阶计算速率常数除以高锰酸盐的摩尔浓度。

3所示。结果与讨论

3.1。与高锰酸盐氧化动力学MC-LA

化学氧化是一个优秀的饮用水处理对MC屏障,这样美国水工作协会有一个基于web的建模项目协助饮用水管理评估的效率由氯氧化去除,高锰酸盐,和臭氧29日]。这个程序使用发表动力学、pH值相关的动力学和激活能量(温度依赖动力学)的预测经验模型。这个工具的作者再次发现了四个问题:只有数量有限的MCs调查;通常依赖于温度和pH值实验是不可执行;笔名和蓝藻细胞氧化动力学的影响变量是高度;和动力学由LC / MS不同于动力学由Adda-ELISA决定。我们的调查提供了温度和pH值依赖数据少了MC (MC-LA)。通过使用Adda-ELISA, PPIA和LC /,8经测量MC的浓度,我们能够表明,行动很可能绑定Adda-ELISA抗体。最后,说明反应机理的LC /,8经可以提供哪些潜在干扰Adda-ELISA OP产品。

我们观察到二阶速率常数120±9米⁻¹·年代⁻¹和114±8米⁻¹·年代⁻¹对我们的纯化和商用MC-LA分别为2.0 ppm ,在pH值为6.8,18±1°C。结合实验(N = 9)产生二阶平均速率常数118±9米的这些条件⁻¹·年代⁻¹。这是比之前报道值下降了约25%,金等。21和丁等。26]。我们还进行了有限的实验MC-RR和MC-LR。我们的速率常数的值MC-LR MC-RR是一致的,在其他研究人员观察到,跟随时尚MC-RR > MC-LR > MC-LA(表1)。纠正我们之间的温差条件和那些报道金正日et al。21]或丁等。26我们的价值观会增加百分之八。样本数据在图所示2。

活化能( )决心以阿仑尼乌斯方程的自然对数和策划ln k和1 / T(图3)。确定系数(R²)的值在这个研究在温度范围(N = 24) 4°C到35°C是0.85。的为21.2±1.9 kJ摩尔⁻¹,pH值为6.7±0.2,preexponential因素是577962米⁻¹年代⁻¹。这MC-LA价值与价值21.5±0.6 kJ摩尔⁻¹报道了金正日et al。21]。

我们研究了pH值对速率常数的影响范围从酸碱6到9.5(图4),发现酸度之间的k的影响可以忽略不计6和8.5但似乎在pH值下降9.5。经常开花时水的pH > 8.5,和氧化速率的降低将减少治疗效率。

许多组织学习的影响以前和以前能够与高锰酸盐的类型。宋et al。21)表明,富啡和胡敏酸与高锰酸盐反应,而多糖和蛋白质反应要小得多。伊利湖水(表的影响2)是评价高锰酸盐的反应和MC-LA。在实验误差没有对速率常数的影响在22°C和35°C。我们没有完全描述湖水的笔名,但伊利湖腐殖酸和富里酸水是低和高蛋白质的笔名(30.]。高锰酸盐反应更慢与蛋白质或氨基酸相对于烯烃。

我们进一步支持这一观察与实验包含微胞藻属细胞(m .冬青)如表所示3。没有统计的变化k值作为蓝藻细胞的数量增加。此外,没有减少k细胞溶解产物时补充道。更多的研究这一现象的野外微胞藻属压力应该执行之前一般结论,然而。的m .冬青细胞用于实验一直在培养多年,不表现出菌落形态;他们主要种植没有粘的单引号或双细胞层,通常是观察野生菌株。

一般来说我们的观察是一致的与先前的作品表明,高锰酸盐与蛋白质的低反应性材料,在中等剂量,高锰酸盐不太可能溶解蓝藻细胞。

3.2。对比Adda-ELISA定量和动力学,PPIA和LC /,8经

Adda-ELISA和PPIA可以使用标格式提供饮用水公用事业一个现成的现场平台和LC /,8经,这是一个昂贵的仪器,需要一个训练有素的技师。几个自然水研究的结果相比这三个技术(12- - - - - -14]显示通用协议,但指出Adda-ELISA经常报道的浓度高于LC / MS,而低浓度的LC / MS PPIA报告。有限的研究调查Adda-ELISA和PPIA MC定量的水进行化学氧化与氯、臭氧、氯胺(15,16]。这些结果表明,用氯化、臭氧、氯胺与Adda-ELISA抗体和PPIA反应。

这项工作确定了明显的二阶动力学的高锰酸盐氧化MC-LA Adda-ELISA, PPIA和LC /,8经(表4)25±1 C和35.5±1 C .缓冲去离子水被用于这项研究以来,高锰酸盐的需求是基于MC-LA只有MC-LA OP存在的产品。的和在温度非常相似,而已经下降了约40%。这些数据表明,高锰酸盐氧化的MC-LA行动可能与Adda-ELISA绑定,但不是PPIA。

MC-LR高锰酸盐OP途径的阐明了金正日(21]。的主要路径是氧化的三个羟基酮和烯烃在加入二烯氧化裂解或Mdha。行动可能结合Adda-ELISA包括Mdha因为加入的氧化产品依然完好,C4-C5烯烃的氧化裂解。乳沟让戒指完好无损并产生(4 s、5 s、E) 5-methoxy-2, 4-dimethyl-6-phenylhex-2-enal (MMPHA)和/或(4 s、5 s、E) 5-methoxy-2, 4-dimethyl-6-phenylhex-2-enoic酸(MMPHH)。MMPHH和MMPHA化学结构就像加入,可能会干扰Adda-ELISA。

Adda-ELISA和PPIA结果可以通过相应的规范化LC /,8经浓度(图5)。类似的观察报告郭et al。15],Adda-ELISA浓度时间0到480秒的两倍浓度的LC /,8经。这就是因为MC-LA结合更有效地比MC-LR抗体生成校准曲线。0分样本的时间是在每个实验和高锰酸盐的加入稀释20 x(都是样品),是每个实验运行的控制。每个实验的起始浓度是50µg / L MC-LA和确定独立的测量MC-LA储备溶液用紫外光谱。6 - 10分钟后,由Adda-ELISA MC-LA浓度远远大于LC /,8经。之间的比例Adda-ELISA和LC /,8经从2增加到4。这个比例的变化反映了变化的二阶速率动力学浓度由Adda-ELISA海拔61米⁻¹证券交易委员会⁻¹与100⁻¹证券交易委员会⁻¹由LC /,8经。这些数据表明,在480秒之后,一个OP (s)是在一个足够高的浓度Adda-ELISA干扰。有理由怀疑,OP (s)有一个完整的加入,MMPHA或MMPHH。

规范化PPIA结果接近1.0整个时间间隔。通常,研究人员使用PPIA预测MC毒性。MC浓度和动能率由PPIA匹配浓度和动能率由LC /,8经(表4在实验误差)。形成的行动并没有抑制PP2A暗示行动不太可能是有毒的。PP2A和Adda-ELISA绑定到MC加入集团,但他们似乎反应不同MC-LA行动暗示行动反应Adda-ELISA不抑制蛋白质磷酸酶。这些结果表明,高锰酸盐氧化后,行动可以导致Adda-ELISA假阳性,可能不会与水的毒性有关。应该注意的是,运输的肝毒性也是一个功能的MCs有机阴离子转运蛋白(细胞跨膜蛋白)为肝细胞。行动的结果,未来的研究应该包括使用细胞化验以确定行动,抑制PP1和PP2A能够进入肝细胞,表现出毒性。

3.3。氧化产品和途径

在过去的几十年里,科学家们用质谱测定了氧化反应途径的MC-LR各种氧化剂。了解途径提供了洞察MCs的解毒。自从加入集团是有毒MC的中心,加入氧化解毒/失活的MCs是至关重要的。然而,生物降解研究表明开环是另一个的解毒机制(31日,32]。其他的研究表明,动力学由质谱(如上所示)不提供相同的动力学Adda-ELISA [15,16),但是没有机制提供了解释的分歧。最可能的解释是,加入氧化后仍然完好无损,与抗体结合;也有可能加入的抗体不是特定的,和一块(s)的MC OP加入抗体的交叉反应。说明氧化的途径(s)可以提供洞察力,假阳性的来源,促进设计更好的监控策略。

三个以前的研究提出了MC-LR与高锰酸盐氧化途径(20.,21,26]。没有之前的研究阐明MC-LA的途径。在前面两个研究中,dihydroxylation加入Mdha烯烃是该产品的途径。Dihydroxylation在烯烃是高锰酸盐碱性(基地)反应常用合成化学家。宋et al。20.)还建议加入苯羟基化。金等。21]折扣这些通路没有检测到二羟MC-LR中间产品,他们也认为很可能高锰酸盐会形成苯羟化行动给极其缓慢的反应苄基的化合物和高锰酸盐。他们的途径包括17个产品通过形成五个反应:烯醇酚;烯醛;醛羧酸;酰胺胺;或羧酸。他们确定了初级产品的三个类:醇酚在烯烃之一;氧化裂解,形成醛;和/或酮。二、三级氧化所得通过转换羧酸的醛,和酰胺的水解肽债券以一个打开环胺和羧酸。此外,他们的研究结果暗示α,β不饱和羰基是高锰酸盐氧化活性低于二烯。

在我们的途径的研究,1000年µ50 g / L MC-LA而不是µg / L MC-LA使用2.0 mg / L高锰酸盐保证代足够浓度的微小的行动,可以检测到LC /,8经。我们也延长了反应时间从40到60分钟。

我们确定了八个主要和几个小行动的MC-LA类似于那些在金等的确定(21]在MC-LR使用类似的LC /,8经分析工作。我们建议的氧化途径类似于该计划由金等。21]MC-LR与高锰酸盐氧化。我们的标签方案遵循他们的,虽然类似的公式和群众代表MC-LA行动。OP的化学公式,质量,标签,保留时间,质量差异,提出在表结构5。三个主要的行动。,one site of oxidation, were formed within 2 minutes: the oxidation of the Adda diene (Figure1)形成羟基酮和C4-C5烯烃的氧化裂解形成醛产品。自三个产品出现在第一次点(2分钟),现在还不知道如果这些行动产生并联或串联。这些主要氧化产物进行进一步氧化。在Mdha氧化反应α,β不饱和羰基似乎发生后加入二烯反应,因为它们只出现在长时间。

从我们的高锰酸盐的相对丰度主要运维MC-LA氧化实验如表所示6和图6。的主要氧化产品我们观察到的反应与高锰酸盐MC-LA通常是类似于那些观察到金et al。21)除醛OP羧酸氧化。我们观察到MC-LA OP11类似物,羟基酮形成网站A或B(图1),类似物OP1和OP9氧化形成的乳沟网站A和C,分别。产品OP1和OP11继续增加浓度的小时的反应,而OP9达到20分钟和60分钟开始下降。我们没有观察二羟基MC-LA (C₄₆H_69年N₇O₁₄;[M + H]⁺= 944.49747)或醛氧化形成的乳沟site b。这项研究中,使用与MC-LR MC-LA和以前所有途径研究,同意OP1类似物形成迅速,是主要产品。此外,这个醛OP应无毒、不太可能与Adda-ELISA或PPIA发生反应,考虑到加入裂解。

二次行动,第10章和OP13,出现在两分钟,OP13 MC-LA的主要OP。行动都是由酰胺键的水解。如果,8经反应是整个产品相对稳定,OP13是最丰富的OP产生在我们小时的反应时间。金等。21观察到的相同的行为。一个有趣的偏离金等的观察是,我们不遵守OP3, OP4,和OP7在一小时内21]。二次行动通过酰胺水解反应,导致形成的羧酸环肽的开放。金等的研究(21],OP7(通过醛的氧化形成前体OP3或凤凰社是一个主要产品主要OP1和OP11。金小产品等的研究类似于OP3, OP4, OP9,第10章,和OP1721]。OP4,同样地,我们没有观察到OP3 OP17而我们的确看到OP5 OP7。我们的小产品OP2 OP8,第10章,OP12, OP15。第16章和OP8可以称为三级运维,因为他们被氧化和水解的两倍。氧化裂解在三羰基和羟基酮氧化烯烃的第一反应。我们可以推断酰胺肽键的水解后快速的初始氧化烯烃。

从这些观察我们可以推断MC-LA转换的主要途径是MC-LA→OP11→OP13→P16, MC-LA→OP1 = > P6和MC-LA→OP9 = > OP12。许多行动有几个可能的结构同分异构体以及立体异构体。OP9和第10章完整的加入可能会有毒或干扰Adda-ELISA装备。然而,他们不是主要产品MC-LA。OP9是相对于OP1的产量相对温和,OP11, OP13但不可能与Adda-ELISA干扰物质,因为它是转换为OP12。第10章可能会干扰Adda-ELISA但生产小数量。初步分化研究证实,P10完好无损。OP11 OP13有四种可能的异构体。OP11和OP13(图7)和完整的加入可能会与Adda-ELISA交互。OP13可能表现出与Adda-ELISA交互,但由于开环,不会抑制PP1或PP2a。这是最有可能的候选人Adda-ELISA的干扰。后续工作将试图孤立OP11 P13和干扰Adda-ELISA和毒性测试。

4所示。结论

给出的结果提供了一个更好的理解如何高锰酸盐降低MC毒性和识别几个实际意义。MC的化学氧化为2.0 mg / L高锰酸盐有足够的接触时间可以是一个有效的第一屏障亲水性MCs越多,MC-RR, MC-LR迅速氧化。我们确定MC-LA动力学比之前报道的慢得多。区域差异盛开生态产生了不同的同类资料。识别的花朵由MC-LA管理治疗过程至关重要。我们测试了高锰酸盐氧化伊利湖水和不同程度的细胞。一名和细胞并没有改变速率常数和证实了高锰酸盐的选择性。此外,没有证据表明高锰酸盐溶解细胞为2.0 mg / L。我们还表明,OP会干扰Adda-ELISA而PPIA工具包追踪,8经。此外,抑制PP2A显著降低,这意味着毒性也减少了。 The most likely OP for interfering with the Adda-ELISA kit is OP13, an open ring OP with intact Adda or the MMPHA/MMPHH. We also show that MC-LR and MC-LA congeners give rise to different ratios of analogous OPs and that further research is necessary regarding the toxicity of individual OPs. One significant area of concern is the effect of higher pH. Most cHAB events cause the pH of the source water to rise and it is not uncommon to observe source water with pHs between 8 and 9.5. It is possible that pHs at the higher range may slow the reaction and produce a different set of OPs that could enhance interference and toxicity.

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

我们要感谢以下组织:奥克兰大学夏季研究化学,水研究基金会# 4647,治愈(e ES020957)。我们愿意承认博士Johnna Birbeck, Lumigen仪器中心,韦恩州立大学,因为她的质谱技术。

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