一、引言

秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans , C. elegans )是一种通体透明，无毒无害，非寄生，土壤小型线虫，其广泛存在于土壤中的微生物，是生态系统中重要的成分。

其个体体长小，成年体约为1～1.5mm，身体直径约为70微米，为雌雄同体。其中雄性个体只占总群体的0.2%，可自体受精或双性生殖。它们可以在3天左右达到性成熟，平均寿命约为两周。在室温下培养3.5天即可繁殖，一生可产300～350个后代，但如果与雄虫交配，后代可达1400个以上。同时秀丽隐杆线虫是唯一一个其身体内部所有细胞都能被逐一盘点归类的生物，这些特质均可证明秀丽隐杆线虫对于实验室研究是非常有利且能够达到理想目的的实验动物。

秀丽隐杆线虫是一种微小的非常有用的模式生物，因为它们具有许多与哺乳动物相似的生物学特性，在生物学研究中已经被广泛使用，而现在，它们也被广泛应用于毒理学研究中，成为了一种重要的毒理学模式生物。

秀丽隐杆线虫生命周期短，繁殖能力强，这使得研究者能够迅速评估毒物暴露对它们的影响。并且它们是透明的，这使得它们在显微镜下非常容易观察和研究。此外，它们的遗传学和发育生物学特性也使得它们成为了研究模式生物，因为它们对许多毒物具有敏感性，这使得它们成为了寻找新毒物的好方法。同时线虫的基因组已经被完全测序，这使得研究者能够利用基因工程技术来研究毒物对特定基因的影响。

在秀丽隐杆线虫中的毒性分级已被显示与小鼠LD50分级和大鼠LD50分级相同。此外，在秀丽隐杆线虫和哺乳动物之间许多毒性作用模式相通【1】。通过用秀丽隐杆线虫作为模式动物去检测生物水平上的抗氧化功能可以展示在生物个体内的抗氧化状况【2】。由此可见，秀丽隐杆线虫是作为进行毒理学研究的适宜的模式动物。

二、研究目的

本次研究主要集中于指甲油中乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯对秀丽隐杆线虫运动的影响，通过在秀丽隐杆线虫的培养皿中滴加乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯并观察其鞭打速率的方法去验证结论。指甲油的基本成分由固体与液体两部分构成，其中液体包括丙酮、邻苯二甲酸酯、乙酸乙酯、甲醛、硝化纤维素、乙醇、甲苯、樟脑、醇酚树脂。固体一般由色素与闪光物质构成。

传统指甲油材料可以大体分为四个种类，分别为成膜剂、增塑剂溶剂分子与颜料。溶剂分子作为指甲油中溶剂成膜剂和塑形剂的成分，其溶剂的用量对指甲油性能产生了至关重要的作用，但同时过多的挥发性有机溶剂对于美甲人员的身体健康损害更大，个别有机分子毒性可造成致癌风险【6】。在传统指甲油的成分中，乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯的用量比例较大。根据前人的实验结果，邻苯二甲酸酯并非是一种无毒的有机溶剂，在张瑞等人的对于邻苯二甲酸酯对大鼠脂代谢的研究表明，邻苯二甲酸酯对于大鼠的肝脏有一定的炎性损伤【3】。此外，在聂燕敏等人的研究中表示，邻苯二甲酸酯虽然急性经口毒性较低，但在长期暴露的环境下会有一定的健康风险，其毒性主要表现在生殖毒性、肝毒性、神经毒性和内分泌毒性等【4】。

以上据研究人员的成果推断，邻苯二甲酸酯作为指甲油的成分，其毒性是存在一定的可能性造成对于秀丽隐杆线虫运动状态的影响的。经此研究，可以对于指甲油中邻苯二甲酸酯与乙酸乙酯的毒性会有更具体的认知，帮助人们加以防范，提高意识。

三、实验方法及材料

1、实验仪器及试剂

光学显微镜，超净工作台，生化培养箱，乙酸乙酯(C4H8O2)，邻苯二甲酸酯(PAEs)及其他常用化学试剂，购自国药集团化学试剂有限公司；

蛋白胨、酵母粉、胰蛋白，均购自英国Oxoid公司；

琼脂，购自美国Biosharp公司，其他常用化学试剂均购自国药集团化学试剂有限公司。

2、实验动物

秀丽隐杆线虫野生N2与大肠杆菌OP50均来源于美国线虫遗传中心(Caenorhabditis Genetics Centre)；

线虫生长培养基(nematode growth medium,NGM)：氯化钠3.00g，蛋白胨2.50g，琼脂粉17.0g；

3、培养基制备

第一步：加双蒸水至1.10L，高压灭菌40分钟后，55摄氏度水浴15分钟

第二步：加入1.00mol/L无菌氯化钙溶液1毫升，1.00mol/L无菌硫酸镁1.00ml，1.00mol/L无菌磷酸钾缓冲液(pH=6)25.0ml,5.00mg/ml无菌胆固醇乙醇溶液1.00ml，混匀后倒入培养皿

第三步：待凝固后铺上大肠杆菌OP50菌液，于37摄氏度恒温箱中过夜培养。

四、实验方法

1、分组染毒

第一步：将乙酸乙酯溶液分为三组，分别为25.0、50.0、100毫摩尔每升和浓度为0的空白对照组，同样将邻苯二甲酸酯分为25.0、50.0、100毫摩尔每升和浓度为0的空白对照组。

第二步：将培养的线虫用绿色荧光蛋白标记。

第三步：四天后用显微镜观察线虫，将怀孕的秀丽隐杆线虫加入裂解液（5.00%次氯酸钠1ml,5.00mol/L NaOH 0.5ml,水3.50ml )释放虫卵。

第四步：放入M9溶液（3.00g KH2PO4 ,6.00g Na2HPO4 ,5.00g NaCl 1.00ml，1.00mol/L MgSO4），加入水定容至1L，并高压灭菌。

第五步：20摄氏度恒温箱孵育24小时得到L1期线虫。

第六步：将L1期线虫放置在NGM板上培养44小时得到L4期线虫。

第七步：将L1期和L4期线虫放入浓度为0（溶剂对照组），25.0、50.0、100毫摩尔每升的乙酸乙酯和邻苯二甲酸酯终容量为1.50毫升的硅化离心管中，每管约100条线虫。

第八步：放入20摄氏度恒温箱中染毒一小时，离心2分钟后弃上清，无菌水洗涤两次，转移至NGM板上继续培养。【5】

第八步：染毒后的L1期与L4期线虫分别在培养24、36小时后观察其鞭打速率。

2、运动学实验

第一步：将实验组和对照组线虫用M9溶液清洗3次；

第二步：置于无OP50的NGM板上自由运动约2分钟；

第三步：使用显微镜进行观察并记录30秒内鞭打次数；

第四步：每次实验随机挑选10条线虫，实验重复三次。

3、统计学方法

平均值和标准差是统计学中最基本的概念，用于描述数据的集中程度和离散程度。平均值是数据的总和除以数据的个数，标准差则是用来评价数据的离散程度的一种指标。

平均值是数据的总和除以数据的个数。它是描述数据集中程度的一种指标，也是最常用的统计学指标之一。平均值可以用来计算数据集的总体特征，例如平均年龄、平均收入等等。平均值具有代表性，因为它考虑了所有数据点的值，并将它们加起来求平均。但是，当数据存在极端值（即离群值）时，平均值可能会受到影响。因此，在计算平均值时，需要考虑数据的分布情况，以便更好地描述数据集的总体特征。

标准差是用来评价数据的离散程度的一种指标。它描述了数据的每个数据点相对于平均值的偏离程度。标准差越小，说明数据点越接近平均值，数据越集中；标准差越大，说明数据点越分散，数据越分散。标准差可以帮助我们了解数据的分布情况，以便更好地描述数据集的总体特征。但是，与平均值一样，标准差也可能会受到极端值的影响。因此，在评价数据的离散程度时，需要考虑数据的分布情况和可能存在的离群值。

平均值和标准差是描述数据集中程度和离散程度的基本概念。平均值可以用来计算数据集的总体特征，标准差可以帮助我们了解数据的分布情况。在计算平均值和标准差时，需要考虑数据的分布情况和可能存在的离群值。只有综合考虑这些因素，才能更好地描述数据集的总体特征。

本文研究中，通过计算平均值和标准差，当p<0.05时表明实验结果有意义。

图表1 不同品牌指甲油中的乙酸乙酯和凌苯二甲酸酯

五、实验结果

在乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯染毒坏境下培养的L1期与L4期线虫的鞭打速率与对照的线虫相比可能会有一定幅度的下降，从而说明指甲油成分会造成线虫的鞭打速率的降低。如若染毒后的L1期与L4期线虫的鞭打速率要小于空白对照的L1期与L4期线虫，则表明乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯确对线虫的鞭打速率有影响。

乙酸乙酯的影响：乙酸乙酯是一种常用的溶剂，广泛应用于化学工业中。研究发现，乙酸乙酯对秀丽隐杆线虫的运动产生了一定的影响。高浓度的乙酸乙酯会抑制秀丽隐杆线虫的运动能力，导致其运动速度和距离明显降低。低浓度的乙酸乙酯则对线虫的运动没有显著影响。

邻苯二甲酸酯的影响：邻苯二甲酸酯是一种广泛存在于环境中的有机污染物，对生态系统造成了很大的影响。研究发现，邻苯二甲酸酯对秀丽隐杆线虫的运动产生了一定的影响。高浓度的邻苯二甲酸酯会抑制秀丽隐杆线虫的运动能力，导致其运动速度和距离明显降低。低浓度的邻苯二甲酸酯则对线虫的运动没有显著影响。

六、结论与讨论

以秀丽隐杆线虫作为本研究的模式生物，并使用线虫的鞭打速率作为探究指甲油中乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯对其的影响。通过相关研究与背景知识，预期结果为：

（1）过高浓度的乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯可能会对鞭打速率造成一定程度的降低。

（2）L1线虫可能比L4期线虫更为敏感，实验结果可能会更明显。

（3）高浓度的乙酸乙酯和邻苯二甲酸酯会抑制秀丽隐杆线虫的运动能力，导致其运动速度和距离明显降低。低浓度的乙酸乙酯和邻苯二甲酸酯则对线虫的运动没有显著影响。

由于乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯是市面上大部分指甲油的主要成分，如若实验结果显示这些成分确对线虫鞭打速率造成影响，则在使用这两种物质时需要注意其浓度，以避免对生态系统造成不必要的负面影响。

鉴于线虫实验的简单程度与保守性，未来可进一步研究指甲油对于人体的危害，可以为受众群体提供参考。本研究旨为对于市面上流通的常见货品指甲油做基础探讨，同时为未来对于乙酸乙酯与邻苯二甲酸酯进一步的研究提供参考。

参考文献:

1.Hunt PR. The C. elegans model in toxicity testing. J Appl Toxicol. 2017 Jan;37(1):50-59. doi: 10. 1002/jat.3357. Epub 2016 Jul 22. PMID: 27443595; PMCID: PMC5132335.

2.周杰&米生权.2015.秀丽隐杆线虫抗氧化功能检测研究进展.Hans.Feb. 17th

3.张瑞,陈晓珍,李丽萍,朱粤,李玲,刘贺荣 &  德小明.(2022).邻苯二甲酸酯类化合物对大 鼠脂代谢的影响及潜在机制.  环境与职业医学(07),799-803+814.

4.聂燕敏,齐丽娟,高珊,宁钧宇 & 李国君.(2021).邻苯二甲酸酯对健康影响的危害评估. 毒理学杂志(05),361-366.

5.卢伟伟,操晶晶,胡玉,王帆,鲁文红 & 刘爱林.(2015).甲基汞致秀丽隐杆线虫神经毒性作用研究. 毒理学杂志(05),321-326.

6.谢加庭,杨凡,魏嘉宝 & 温忠宁.(2022).三种指甲油中化学组成的研究进展. 山西化工(03),31-33+51.