背景和意義

　　自50年代日本發(fā)生由汞引起的水俁病及60年代由鎘引起的骨痛病以來，重金屬污染所造成的海洋生態(tài)環(huán)境破壞以及對人類構(gòu)成的危險越來越引起國際上的重視。實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)海水中混合重金屬濃度即使只有幾至幾十PPb，浮游生物的現(xiàn)存量和初級生產(chǎn)力就可明顯下降，隨著工業(yè)的發(fā)展，沿海港灣及河口地區(qū)重金屬廢物的排放日益增多，因而監(jiān)測及檢測重金屬對海洋生態(tài)環(huán)境的影響具有特別重要意義。

　　海洋污染的生物學(xué)效應(yīng)是國際上研究適合多、發(fā)展適合快的一個領(lǐng)域。本課題研究目的就是深入到亞細(xì)胞及分子水平，利用現(xiàn)代分子生物學(xué)、分子免疫學(xué)等高科技技術(shù)，直接了解污染物對海洋生物體內(nèi)代謝的影響，并從分子水平上了解其變化，建立超微量的監(jiān)測技術(shù)，以便在海洋生物尚未發(fā)生生理、病理和生態(tài)變化以前進(jìn)行早期監(jiān)測、評估。

　　早在1982年，聯(lián)合國海洋污染專家小組在推薦的36種生物污染監(jiān)測方法中，將金屬硫蛋白檢測重金屬污染的方法作為高技術(shù)重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目。

　　1992年1月至1994年12月，國家自然科學(xué)基金資助此項(xiàng)研究（批準(zhǔn)號：49176276）。由國家海洋局第三海洋研究所完成。發(fā)表文章四篇，國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目總結(jié)報告1份。所有相應(yīng)資料已歸檔。該研究成果參加1998年6月10～14日在香港城市大學(xué)舉辦的第二屆海洋污染與海洋生態(tài)毒理學(xué)國際會議，受到同行專家的高度評價。酶標(biāo)免疫法檢測金屬硫蛋白是一項(xiàng)對重金屬污染具有特異性的指標(biāo)，可用于監(jiān)測、檢測海洋環(huán)境重金屬污染，為海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

主要技術(shù)內(nèi)容

　　篩選了對鎘敏感的底棲魚類,并確定了鎘誘導(dǎo)魚金屬硫蛋白的適合適誘導(dǎo)條件。

　　從鎘誘導(dǎo)的魚肝臟分離純化金屬硫蛋白并對某些性質(zhì)（氨基酸組成、分子量、等電點(diǎn)等）進(jìn)行研究。

　　純化的金屬硫蛋白對兔進(jìn)行免疫，兔抗血清純化后并標(biāo)記辣根過氧化酶，ELISA法測定金屬硫蛋白。

　　金屬硫蛋白是一種能被重金屬誘導(dǎo)的富含半胱氨酸的低分子量蛋白質(zhì)。當(dāng)環(huán)境存在著諸如汞、銀、鉛、鎘等重金屬時，便能誘導(dǎo)生物體內(nèi)金屬硫蛋白的合成，且在一定濃度范圍內(nèi)成正比。因此，海洋生物體內(nèi)的金屬硫蛋白可作為重金屬污染的指標(biāo)來研究。用生物效應(yīng)來評估海洋重金屬污染已被聯(lián)合國污染效應(yīng)專家組列為急待發(fā)展的專項(xiàng)。海洋污染的生物效應(yīng)是目前國際上十分重視的研究領(lǐng)域之一。用ELISA測定金屬硫蛋白的含量，其特點(diǎn)是：靈敏度高、檢測方法快速簡便、測定樣品數(shù)量多等；特別是對微量重金屬海洋污染早期監(jiān)測具有重要的意義。ELISA檢測金屬硫蛋白是一項(xiàng)對重金屬污染具特異性的指標(biāo)，可用于監(jiān)測、檢測海洋環(huán)境重金屬污染，為海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。ELISA法檢測海洋環(huán)境重金屬污染在國內(nèi)尚未見報導(dǎo)，填補(bǔ)了我國在海洋環(huán)境重金屬污染的生化檢測這一領(lǐng)域的空白。

應(yīng)用情況及開發(fā)利用前景

　　金屬硫蛋白是一類對重金屬離子有很強(qiáng)親和力含豐富的半胱氨酸（約1/3）不含芳香族氨酸和組氨酸的低分子量蛋白質(zhì)。它遍存于自然界，細(xì)菌、植物、動物以及人類機(jī)體中。魚類的金屬硫蛋白是1971年在鎘和汞對魚類致毒實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)的。金屬硫蛋白含有大量的巰基（-SH），能與Cu、Hg、Cd、Ag與金屬離子結(jié)合掩蔽金屬的毒性。對細(xì)胞內(nèi)的金屬離子有重要的解毒作用。在環(huán)境受重金屬污染的情況下，生物細(xì)胞可被誘導(dǎo)合成出大量的金屬硫蛋白，且在一定范圍內(nèi)成正比，是一項(xiàng)對金屬污染具特異性的指標(biāo)。Cu、Hg、Cd、Pb、Zn與金屬離子能使海洋生物在基因水平上誘導(dǎo)金屬硫蛋白的合成。這為我們建立超微量的監(jiān)測海洋重金屬污染的ELISA檢測技術(shù)提供了先決條件。以使在海洋生物尚未發(fā)生生理、病理和生態(tài)變化之前進(jìn)行早期監(jiān)測、評估。因此，海洋生物體內(nèi)的金屬硫蛋白可作為金屬污染的指標(biāo)來研究。也為建立其它靈敏的海洋污染生物效應(yīng)的檢測法打下基礎(chǔ)。如：目前國際上非常重視石油污染，因而可以借鑒該方法建立細(xì)胞色素P450的ELISA。對早期石油污染進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)報。

　　金屬硫蛋白對金屬有很強(qiáng)的親和性。金屬諸如Hg、Ag、Pb、Cd等對于蛋白質(zhì)、多肽、輔酶和氨基酸的－SH有很高的反應(yīng)性，金屬能誘導(dǎo)生物體內(nèi)低分子量、富含－SH的蛋白質(zhì)的合成。生物適應(yīng)重金屬污染的一個可能機(jī)理是合成金屬硫蛋白。在許多魚類和貝類中已發(fā)現(xiàn)這個低分子量富含－SH的蛋白質(zhì)與一些金屬結(jié)合。因此，用金屬硫蛋白的ELISA檢測海洋生物受重金屬污染的狀況是可行的。用金屬硫蛋白的ELISA檢測海洋生物重金屬污染特異性強(qiáng)、靈敏度高、檢測樣品數(shù)量多，易于大規(guī)模推廣?？捎糜诒O(jiān)測、檢測海洋環(huán)境重金屬污染， 為海洋生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供可靠的科學(xué)依據(jù)。這必將具有潛在的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

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