离子液体是一类绿色的、新型的溶剂和催化剂,具有广泛的应用前景;但部分研究陆续表明离子液体并非如报道的完全“绿色”。最近几年其潜在的毒性、生物降解性及绿色离子液体的设计与合成引起了人们的广泛关注。针对离子液体的毒性研究是离子液体开发与利用研究的一个重要环节,本论文选用目前研究最为深入的1-丁基-3-甲基咪唑类离子液体,探究其对生物大分子的作用及其植物毒性。　　 1、以人血清白蛋白为主要对象,用荧光光谱法、紫外吸收光谱法和圆二色光谱法来详细研究3种咪唑类离子液体对生物大分子蛋白质的毒性作用。结果表明:　　 (1)3种离子液体能对HAS的内源性荧光产生明显的猝灭作用,并且荧光强度随着离子液体浓度的增加而减弱,证明离子液体与HAS具有很强的结合能力。　　 (2)根据Stern-Volmer方程求出了Ils与HAS的结合常数(K)和结合位点数(n)。　　 (3)通过考察ILs与DNA相互作用的吸收图谱,得出ILs对HAS的猝灭机制属于形成了复合物的单一静态猝灭过程。　　 (4)圆二色光谱(CD)确定了ILs与HAS的结合导致了蛋白质二级结构的微弱变化。　　 2、利用琼脂糖凝胶电泳法研究了1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([Bmim]Br)、和1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐([Bmim]CF3COOH)与DNA的体外结合作用,初步判断2种咪唑类离子液体与DNA间发生了嵌插作用。这对于揭示离子液体引起DNA损伤、细胞凋亡等致毒分子机理提供一定的参考价值。　　 (1)进一步以小麦(TriticumaestivumL.)为试材,采用水培方法研究了常见的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐([Bmim]CF3COOH)对小麦种子萌发、幼苗生长、淀粉酶活性和叶片可溶性蛋白质含量的影响。　　 (2)处理组幼苗的根长、株高以及叶片蛋白质的含量也显著下降,与对照组相比各组差异均达显著水平。　　 (3)这表明在一定的浓度下,1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐对小麦种子萌发和幼苗生长均具有一定的毒害作用,4mM是该类离子液体对小麦毒性的临界浓度。　　 3、选用青皮蚕豆(viciafabaL.)为试验材料,利用大棚土壤栽培条件,研究了应用广泛的咪唑类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐对蚕豆光合系统的影响。结果表明:　　 (1)[Bmim]Cl处理后的蚕豆叶片的相对叶绿素含量,随离子液体[Bmim]Cl浓度的升高而降低,说明离子液体浓度越大,对蚕豆的光合系统的影响就越大。离子液体[Bmim]Cl处理蚕豆3d左右时,蚕豆叶片的SPAD值达到最小值,随着时间的增加,由于植株的补偿作用,蚕豆叶片相对叶绿素含量值回升,与对照组差异逐渐缩小。　　 (2)[Bmim]Cl处理后的蚕豆叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)的结果分析可以看出,低浓度的离子液体对蚕豆叶片的蒸腾和光合作用影响差异性不显著。高浓度的离子液体会降低蚕豆叶片的蒸腾和光合作用。　　 (3)高浓度离子液体能增加蚕豆叶片的活性氧含量,从而加速蚕豆的衰老,导致蚕豆叶片的光合速率降低。　　 (4)细胞受到低浓度离子液体胁迫而提高氧化压力,同时又升高CAT酶的活性来保护自身免受氧化损伤,这个过程需要大量的能量消耗。　　 离子液体进入生物体内可与生物大分子蛋白质和DNA直接或间接的反应,影响蛋白质和DNA的结构和稳定性,导致DNA交联、DNA链断裂、碱基改变等多种化学损伤,进而引起癌变、突变等遗传毒性。本文的研究结果不仅进一步丰富离子液体对生物体在分子、基因及种群等不同水平的毒性方面的数据,而且有助于建立保护环境安全的离子液体排放标准。