钙黄绿素在鱼体内代谢动力学和残留特征研究—以鲢幼鱼为例

Calcein (CAL), which is known as an important fluorochrome labeling dye, has been widely applied in marking fish and shellfish. Previous studies have proven that CAL was effective in producing fluorescent or pigmented marks in calcified and bony structures of many freshwater and marine fish species. Due to the lack of research concerning metabolism and residues of CAL, CAL mark has not been promoted in public waters, especially for food fish. Therefore, our present study plans to 1) study the toxic mechanism of CAL for juvenile silver carp, Hypophthalmichthys molitrix, by two application methods (i.e., immersion, injection, and feeding), 2) quantify CAL residues in different tissues (including blood, muscle, liver, kidney, and brain, etc.) and bony structures (including sagittae, scale, fin ray, and bone, etc.) of silver carp, and 3) use pharmacokinetic model to explain the distribution, excretion and accumulation mechanisms of CAL in silver carp. These results will provide a basis for revealing the metabolism and residues of fluorochrome labeling dyes in fish body, and it will be helpful for further supervision of fluorescent labeling application in stocking.

钙黄绿素（Calcein, CAL）作为一种简单、有效的化学标记物，已被广泛应用于标记鱼类、贝类等水生动物，已有的研究表明CAL能在多种鱼类的钙质结构上形成荧光标记。然而，由于缺乏有关CAL在鱼体内代谢和残留的科学研究证据，使得该简便有效的标志技术难以推广使用。本项目拟以鲢（Hypophthalmichthys molitrix）幼鱼为供试鱼类，研究浸泡、注射、投喂三种处理方式下，不同剂量/浓度CAL对鲢幼鱼的毒性效应和作用机理为基础，考察CAL在鲢幼鱼肌肉、肝脏、肾脏等组织器官与骨骼、鳞片、鳍条等钙质骨质结构中的蓄积和残留情况，运用药物代谢动力学模型，综合不同处理方式、CAL剂量/浓度、作用周期等因素，揭示CAL在鱼体内的代谢动力学过程和残留特征。本研究可为全面探明荧光染料在鱼体内的代谢、残留和消除机制奠定基础，对推动我国渔业资源科学管理、生物多样性保护具有重要的理论和实践意义。

钙黄绿素（Calcein，CAL）作为一种简单、有效的化学标记物，已被广泛应用于标记鱼类、贝类等水生动物，已有的研究表明CAL能在多种鱼类的钙质结构上形成荧光标记。然而，由于缺乏有关CAL对鱼体的毒性作用机理，以及其在标记鱼体内代谢和残留的科学研究证据，使得该简便有效的标志技术难以推广使用。项目首先通过开展浸泡、注射处理方式下，CAL对鲢（Hypophthalmichthys molitrix）幼鱼，以及拌饲投喂处理方式下，CAL对中华倒刺鲃幼鱼（Spinibarbus sinensis）不同组织抗氧化酶活性和脂质过氧化的影响研究，从生理生化水平揭示了CAL的毒性效应和作用机理，并为CAL在鱼类种群动态监测和资源种群的科学管理提出了可行标记方法和建议方案，即1）当采用浸泡处理方式标记鲢幼鱼时，CAL浸泡溶液的浓度应≤ 300 mg/L，浸泡时间应≤ 24 h；2）当采用注射处理方式标记鲢幼鱼时，CAL注射剂量应≤ 25 mg/kg，注射后暂养时间应≥ 16 d；3）当采用拌饲投喂处理方式标记中华倒刺鲃幼鱼时，CAL拌饲投喂剂量应≤ 32 g/kg，累积投喂时间应≤ 8 d，投喂后暂养时间应≥ 32 d。其次，开展了CAL在鱼类各组织器官和钙质骨质结构中的回收和测定方法研究，明确了CAL在中华倒刺鲃幼鱼各组织器官和钙质骨质结构中的回收和测定方法，即CAL的“氟离子（F-）荧光光谱测定法”。最后，明确了肌肉注射处理方式下，当CAL注射剂量＜ 2.5 mg/kg时，CAL在中华倒刺鲃幼鱼体内的代谢过程符合一级吸收二室开放模型。上述研究结果为CAL在鱼类荧光标记技术中的应用和监管提供了技术支撑，并为全面探明CAL在鱼体内的代谢、残留和消除机制奠定了基础。