图1. 3 2-甲基咪唑的分子结构

2-甲基咪唑（C4H6N2）能够溶于水，白色结晶粉末，接触皮肤、粘膜会有刺激感，分子结构如图1.3所示。2-甲基咪唑（2-MI）普遍应用在医药、兽药、染料等与人类生活息息相关的领域，通过摄入这些含有化合物的食物产品，使得2-MI得以广泛暴露于人体，环境隐患堪忧，美国也未制定关于2-MI暴露的标准或指导方针[16]。由于缺乏毒性数据，2-MI的毒性效应引起了各领域的研究——

J.m. Sanders等[17] 研究了2-MI在大鼠体内的分布，排泄数据表明2-MI在大鼠中的代谢不受剂量或给药途径的影响。由此可知2-MI极易被机体吸收并残留在体内，难以被降解。已经证明2-MI能够改变大鼠T3、T4血清和促甲状腺的激素（TSH）的水平，导致甲状腺的滤泡细胞的增生。如Po Chan等[18] 以Fischer 344/N大鼠和B6C3F1小鼠为受试生物，用2-MI和4-MI染毒14周，其中2-MI均能诱导大鼠和小鼠甲状腺增生和肥大，并引起贫血；2-MI还诱导雄性大鼠甲状腺滤泡细胞腺瘤。对大鼠和小鼠的2-MI毒性试验结果提示2-MI能够轻易进入机体并抵达目标器官，造成功能性损伤，暗示此离子液体极有可能危害人类身体健康与生存环境。

总的来说2-甲基咪唑存在于环境中的概率极高，具有较高的生物毒性，但研究仍处于初级阶段，故其毒性研究的潜力巨大，具体毒性途径和作用机制还需全面深入的探究。

1.4 毒理学模式生物秀丽线虫

1.4.1 生物学和生态学特性

秀丽线虫（C.elegans），大多数为雌雄同体，成虫身体细长（约1 mm）、通身透明、头部呈圆弧状、尾部呈细尖状，对人类没有危害。其整个生命周期从卵开始，经历幼虫阶段，最后发育到成虫。在培养箱20℃环境、喂食大肠杆菌的情况下，平均寿命约为二至三周，而平均发育时间只须3.5天。

秀丽线虫属于细胞定数的动物，与人类基因属同一起源的大约有40%，而且是神经系统最简单且相对完整的生物之一。其中雌雄同体线虫有关运动的302个神经元细胞主要集中于咽部神经环、腹部神经索、头部和尾部[19]。神经系统可以敏感应答外部环境刺激，从而调控线虫做出相应的行为反应：前进、后退、Omega运动等。这些是线虫能够作为理想模式生物的基础。除此之外，C. elegans还能够感受机械的外界刺激、气味、热度、离子和氧浓度等多种外在冲激，通过和食物、饥饿等条件联系产生联想记忆行为[20]。

与其他模式生物相比，秀丽线虫繁殖世代的时间较短（55 h左右[21]），减少了试验的周期，方便在实验室操作；身体短小，大量的毒理学试验能够放置于96孔板中，易于进行对照实验，大大降低了试验的药品成本；而且秀丽线虫透明简单的身体结构，便于在显微镜下清晰地观察到所有运动状态，因此能够初步判定目标试剂对受试部位造成的损害现象。这些特点使得它在环境科学与生态毒理学的研究中占据愈来愈重要的地位。

1.4.2 作为受试生物的毒理学研究应用

现今，秀丽线虫的遗传背景被完全追溯明白、身体结构透明简单、世代生活时间短，40%的基因与哺乳动物基因属同一来源，且全部基因均被解码，暗示环境毒物可能对人造成的迫害作用将很大程度上能通过研究秀丽线虫的毒理学作用机制而得到反映。目前比较完善的环境毒物的毒性评估系统已经通过秀丽线虫成立了起来——

重金属方面：纳米镍造成线虫生殖和发育功能的缺陷，且90 nm镍毒性高于20 nm镍[22]；铬低浓度2.5 μmol·L-1暴露就可导致线虫生殖发育与寿命上的严重缺陷，高浓度导致其运动行为与化学趋向可塑性的严重缺陷，均可传递到后代，且只能得到部分恢复[23]。三丁基锡暴露48h将抑制线虫生长速度、生殖功能[25]。金属元素纳米银、纳米氧化锌对线虫身体弯曲频率、头部摆动频率和咽泵运动频率的抑制毒性随暴露浓度的增加而加强，呈现浓度依赖型[27]。新型污染物PM2.5对热休克蛋白基因hsp70缺失型突变体线虫影响较大，头部摆动频率、咽泵运动频率和繁殖率随暴露浓度增加而减少[26]。农药方面：幼虫的身体弯曲频率、头部摆动频率、后代数目受毒死蜱和草甘膦等农药的毒害作用在短时间内急剧减小，世代时间显著增加[24]。离子液体方面：研究发现溴化咪唑类离子液体在低剂量0.01 mg·L-1时能够延长线虫的平均寿命，且长烷基链的ILs效果更明显[28]；此外咪唑类离子液体24h暴露诱发线虫急性致死，存在明显剂量-效应关系，且其毒性随烷基链链长的加长而增强[19]。