氟虫腈（fipronil）是一种经典的苯吡唑类杀虫剂，由于其对蜜蜂和水生生物具有高毒性，许多国家已限制或禁止其使用。丁虫腈（flufiprole）是大连瑞泽农药股份有限公司于2002年发现的新颖广谱杀虫剂，目前在我国水稻和蔬菜中广泛使用。作为氟虫腈的替代品，丁虫腈与氟虫腈在作用机制、化学结构以及代谢转化方面十分相似，因此其对水生生物的安全性亟待评价。作为手性农药，丁虫腈具有两个对映异构体（S-丁虫腈和R-丁虫腈），与一般农药不同，手性农药在迁移转化过程中其对映体在吸收、运输、降解及转化等方面具有差异，经常会产生不同的生物活性和环境行为特征。

　　我们选择蛋白核小球藻和泥鳅作为目标生物来评价丁虫腈在水生生物体内的立体选择性降解、代谢和毒性效应。对于蛋白核小球藻，丁虫腈的消解符合一级动力学方程。rac-/S-/R-丁虫腈在藻中主要代谢产生丁虫腈酰胺和氟虫腈，但R-丁虫腈处理组的丁虫腈和代谢物的浓度水平高于S-丁虫腈处理组，可能是两对映体与某些酶系统结合的能力以及穿过细胞膜的对映选择性转运的差异所导致的。

　　对于泥鳅，暴露于rac-丁虫腈后观察到了显著的对映选择性富集现象，各组织中rac-丁虫腈的EF显著偏离0.5，且对映选择性在肝脏和肾脏中最为明显，且EF值与各组织的富集程度之间存在显著的相关性。单一对映体暴露实验中没有观察到两种对映体之间的相互转化，但肝脏中S-丁虫腈的富集程度是R-丁虫腈的3倍，表明泥鳅对S-丁虫腈的富集能力高于R-丁虫腈。

　　丁虫腈在泥鳅体内迅速发生生物转化，丁虫腈砜化物、氟虫腈和丁虫腈酰胺为主要代谢物，且丁虫腈砜化物的浓度显著高于rac-丁虫腈，表明丁虫腈在泥鳅体内主要发生氧化反应，且丁虫腈砜化物的生物富集潜力高于母体。此外，还观察到了R-和S-丁虫腈不同的代谢轮廓，以肝脏为例，S-丁虫腈倾向于转化为丁虫腈砜化物，而R-丁虫腈优先转化为氟虫腈，S-丁虫腈暴露组中丁虫腈砜化物的含量几乎是R-丁虫腈组的10倍，表明两种对映异构体之间存在代谢差异。

　　根据急性毒性结果，丁虫腈砜化物、丁虫腈硫化物、脱亚磺酰基-丁虫腈和氟虫腈等几种代谢物的毒性均大于丁虫腈，表明丁虫腈不仅会富集于水生生物体内，还会代谢产生毒性更高的代谢物，其水生风险性不容忽视。

　　高静是理学院2017级博士研究生，导师为刘东晖教授，主要研究方向为手性苯基吡唑农药及代谢物在水环境中的立体选择性行为及机制。博士期间在Journal of Hazardous Materials，Journal of Agricultural and Food Chemistry，Environmental Pollution等SCI期刊等发表论文7篇。

参考文献：

Gao J, Wang F, Jiang W, et al. Tissue distribution, accumulation, and metabolism of chiral flufiprole in loach (Misgurnus anguillicaudatus)[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019, 67(51): 14019-14026.

Gao J, Wang F, Jiang W, et al. Biodegradation of chiral flufiprole in Chlorella pyrenoidosa: Kinetics, transformation products and toxicity evaluation[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2020, 68(7):1966-1973.