離子液體（IL）是一種具有特殊離子結構的有機鹽，這解釋了它們低熔點的特性。與傳統溶劑相比，離子液體具有較高的熱穩定性和較低的揮發性。此外，它們的生物相容性也更強（Curreri等人，2021年；Moshikur等人，2020年）。離子液體更易于回收，因此是傳統溶劑的安全替代品（Kerton和Marriott，2013年）。離子液體的高導熱性以及其作為多種有機和無機化合物溶劑的能力，吸引了學術界和工業界的廣泛關注。

離子液體的種類最初僅限于咪唑鎓、吡咯烷等陽離子的鹽類（圖1）。

如今，這一范圍已擴展到包括胍鎓、膽堿和金屬陽離子等生物啟發的陽離子（圖2）（Miao等人，2022年；Agatemor等人，2018年）。這些陽離子可以與多種陰離子形成鹽類，從而產生適用于制藥應用的多種離子液體。對新復雜離子液體的合成和研究表明，不對稱陽離子會破壞鹽類晶格的有序結構，降低其熔點。這使得離子液體在包括藥理學在內的多個領域有更廣泛的應用前景，因為可以針對特定目的調整其化學和物理性質。因此，可以解決藥物溶解度低或生物利用度低等問題。為了克服這些限制并提高藥物輸送效率，現在使用了基于離子液體的增強劑（Haque和Talukder，2018年），以實現跨細胞和旁細胞藥物轉運（Gupta等人，2019年）。然而，離子液體在醫療領域的應用可能受到其潛在毒性的阻礙。因此，必須全面評估其安全性和可能產生的副作用。

近十年來，發現了一類對人類健康和環境有害的離子液體（Shukla等人，2023年）。離子液體的毒性可能非常高，這使它們作為“綠色”溶劑替代品的選擇受到質疑（Flieger和Flieger，2020年）。例如，Wu等人（2019年）評估了19種氨基酸基離子液體（AAIL）的抗菌活性、植物毒性和生物降解性。他們的研究表明，某些AAIL對微生物具有高毒性。對水稻（Oryza sativa L）的植物毒性研究表明，AAIL不能被視為完全無毒的。

某些AAIL，如[Cho][Asp]，可用作植物生長促進劑。不幸的是，大多數AAIL的生物降解率非常低（低于60%）。潛在的毒性和不足的生物降解率相結合，使得在大規模生產基于離子液體的產品之前，必須全面評估其對健康和環境的影響。離子液體的負面影響既可能源于其自身的結構特性，也可能源于它們所處生物環境的特性。這阻礙了建立統一的離子液體毒理學評估標準，并增加了對離子液體對人體健康和各種生態系統安全性的評估復雜性。例如，長烷基鏈的離子液體通常具有疏水性，由于它們更容易穿透細胞膜并影響線粒體等細胞內部結構，因此具有更高的細胞毒性（Zhou等人，2019年）。離子液體與磷脂生物膜的相互作用會改變膜的結構并損害細胞功能。親水性離子液體也會對細胞結構造成破壞：它們的存在會影響細胞內的滲透壓，可能導致細胞功能障礙。然而，由于親水性離子液體穿透細胞膜的能力較弱，因此通常比疏水性離子液體毒性更低。需要記住的是，離子液體陽離子和陰離子的分子結構會影響其毒性。例如，具有高度對稱分子的離子液體可能與細胞膜的相互作用更有效，從而增加其毒性效應（Mitra等人，2023年；Navleen等人，2024年）。

離子液體的另一個可能影響其環境毒性的特性是其在不同介質中的移動性和生物累積性，這引發了對其長期影響生態系統的擔憂（Studzińska和Buszewski，2009年）。Chu等人（2021年）研究了基于1-丁基-3-甲基咪唑陽離子的離子液體中BF4和Cl陰離子的特性對菘藍（Isatis tinctoria）的影響，菘藍是一種常用于中藥和紡織業的開花植物。研究表明，含氯離子液體對菘藍的毒性作用比含BF4離子的咪唑啉類離子液體更為明顯。研究人員利用電子顯微鏡確定了離子液體成分與菘藍之間相互作用的過程，包括細胞壁軟化、淀粉顆粒在細胞壁中的積累以及葉綠體結構的損傷。這些變化不僅影響光合作用中的電子傳輸功能和效率，還導致超氧陰離子的積累，激活抗氧化酶（SOD、POD和CAT），引起脂質過氧化，并增加丙二醛含量。此外，離子液體還會降低靛藍素和總黃酮的含量，從而降低菘藍的藥理活性。Ventura等人（2012年）的研究發現，水中離子液體濃度的增加與菘藍的發芽率之間存在相關性。他們的結論證實了離子液體陰離子在生物系統毒性中的作用。然而，他們認為離子液體的毒性是由其陰離子和陽離子共同作用決定的，兩者通過向細胞膜引入烷基鏈來破壞細胞膜的正常功能（Bakshi等人，2020年）。

在某些情況下，即使離子液體無法穿透模型膜，它們的存在也會影響膜的屏障功能，導致即使在低濃度下也會引起細胞活性的變化和細胞死亡。在這種情況下，膜本身未受損，但其通透性和功能會下降。因此，這些離子液體會對水生生物造成毒性，危及生物多樣性（Romero等人，2008年；Frade等人，2013年）。因此，工業用量中的離子液體泄漏等事故可能導致土壤污染。為了預防和減少潛在的不良影響，必須考慮離子液體的物理化學性質、其在環境中的活性以及沿食物鏈的累積能力，這些因素可能影響多個營養級。

鑒于有許多離子液體被提議用于多個行業，通過物理和化學方法識別其潛在危害的綜合性框架非常重要。本綜述簡要介紹了導致離子液體毒性的各種性質類型，并列出了可用于檢測這些性質的重要方法。

離子液體（IL）因能夠誘導細胞氧化應激和凋亡而在生物學研究中受到關注，這與它們的化學結構、烴鏈的長度和分支方式以及陽離子類型密切相關，這些因素直接影響離子液體的毒性（Kuroda，2022年），并最終導致不同生態系統中生物體的形態和物理變化（Bubalo等人，2017年）。

能否預測離子液體通過前文所述機制發揮毒性的能力？盡管這是一個具有挑戰性的任務，但已經發現了一些線索。需要關注的特性包括離子液體的化學組成（即使用的陽離子或陰離子類型）、烷基鏈的長度及其分支情況，以及離子液體在水中的溶解度。