荧光光谱法研究全氟辛酸与牛血清白蛋白的相互作用

在模拟生理条件下(pH7.4),采用荧光光谱研究环境污染物全氟辛酸(PFOA)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用.结果表明,PFOA对BSA有荧光静态猝灭作用.PFOA与BSA在温度277,298,310K的反应结合常数分别为1.06×105,7.12×104,5.68×104L/mol;在BSA上有1个PFOA的结合位点,该位点更接近于色氨酸残基.由反应的热力学可推断PFOA与BSA的相互作用力主要是静电引力和疏水作用力.与PFOA结合后,BSA分子构象发生变化,色氨酸残基附近疏水性增强,蛋白质分子结构趋于折叠状态;而酪氨酸残基附近亲水性增强,蛋白质分子结构趋于松散状态.     

结合光谱法和计算模拟多角度分析2,2',4,4',5-五溴二苯醚与人血清白蛋白的作用机制

本文结合光谱法、动力学模拟(MD)和分子对接等手段,多角度地研究了2,2′,4,4′,5-五溴二苯醚(BDE-99)与人血清白蛋白(HSA)在pH=7.4模拟生理环境下的相互作用机制.首先采用MD从理论上模拟BDE-99与HSA相互作用的构象变化情况;然后利用同步荧光和三维荧光光谱法从实验角度进行验证,所得结果表明,BDE-99使HSA的疏水性增强从而导致其构象发生变化.同时,荧光光谱和紫外光谱得出BDE-99对HSA的猝灭机制属于静态猝灭和非辐射能量转移.另外,分子对接结果显示,BDE-99通过静电引力和疏水作用力结合在HSA的位点I处,这与竞争实验和热力学参数的分析结果是一致的.实验数据与模拟计算结果的相互印证,为进一步探究BDE-99和HSA的相互作用机制提供了重要的信息和参考依据.     

联苯胺对牛血清白蛋白的荧光猝灭作用研究

用荧光光谱和紫外吸收光谱研究了联苯胺(BD)对牛血清白蛋白(BSA)的荧光猝灭作用.结果表明,联苯胺可以有规律地使BSA内源荧光猝灭,其猝灭机理为联苯胺与BSA形成复合物的静态猝灭.获得了不同温度下,联苯胺与BSA作用的结合常数和热力学参数,根据所得结果可推断联苯胺与BSA的主要作用力为氢键和范德华力.由Forster非辐射能量转移理论计算得出了联苯胺与BSA结合位置的距离.     

洪泽湖溶解态有机质与重金属汞的结合特性

水体中溶解态有机质(DOM)能够与重金属络合形成复合化合物,进而影响水环境中重金属的迁移转化、生物可利用性和毒性.通过荧光光谱结合不同的光谱分析方法研究了洪泽湖不同季节水体DOM与重金属汞(Hg)的结合特性.结果表明,春季DOM以类蛋白质为主,秋季则以类腐殖质为主,洪泽湖秋、冬季蓄水导致DOM性质存在显著差异.同步荧光光谱结合二维相关光谱分析结果表明,洪泽湖春季DOM与Hg(Ⅱ)的结合强度依次为：360～425 nm>290 nm>300～350 nm,秋季DOM与Hg(Ⅱ)的结合强度依次为：290 nm>315～355 nm>365～380 nm>380～465 nm.三维荧光光谱和荧光淬灭实验表明,洪泽湖水体DOM的5种荧光组分均与Hg(Ⅱ)有不同程度地络合.Ryan-Weber模型拟合结果进一步表明,春季DOM类腐殖质组分与Hg(Ⅱ)结合能力强于类蛋白质,秋季则是类蛋白质组分的结合能力强于类腐殖质.总体而言,洪泽湖秋、冬季蓄水能够显著改变DOM的性质,从而影响DOM与重金属Hg(Ⅱ)的结合特性,可能会增强洪泽湖水体中Hg的生物可利用性和毒性.     

十二烷基苯磺酸钠与牛血清白蛋白的相互作用

在生理pH值条件下用荧光光谱和紫外吸收光谱研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用。SDBS可以使BSA的内源荧光发生猝灭,其猝灭机理为静态猝灭。在所研究的浓度范围内获取了SDBS与BSA的结合常数(298K:1.52×105L/mol;310K:7.96×104L/mol)及对应温度下结合反应的热力学参数(ΔH=-41.78kJ/mol;ΔS=-41.00J(/mol·K)/-40.95J(/mol·K);ΔG=-29.56kJ/mol/-29.08kJ/mol)。根据热力学参数推断二者之间的作用力主要为氢键和范德华力。同步荧光光谱表明SDBS的存在改变了BSA的分子构象,BSA分子内的色氨酸残基疏水环境增强。     

氯酚与乙酰胆碱酯酶相互作用的光谱研究

采用荧光光谱法和紫外-可见光谱法研究了2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)及五氯酚(PCP)与乙酰胆碱酯酶(AChE)的相互作用,获得了相互作用的Stern-Volmer猝灭常数、结合常数、热力学参数和作用距离.结果表明, 2,4,6-TCP及PCP均可以使AChE内源荧光有规律地猝灭,温度小于303K时,其猝灭机制为静态猝灭. 2,4,6-TCP及PCP与AChE的结合过程是受熵驱动的自发过程,作用力为典型的疏水作用力. 2,4,6-TCP及PCP与AChE分子中酪氨酸残基的作用距离分别为1.91,2.00nm, 2,4,6-TCP及PCP与AChE分子的结合常数为104~105L/mol,表明2种氯酚与AChE之间发生了非辐射能量转移,两者形成了稳定的复合物.2,4,6-TCP与AChE的结合作用比PCP与AChE的结合作用强,氯酚分子向AChE分子疏水空腔的结合过程是疏水性效应和空间位阻效应彼此竞争的结果.     

五氯酚对牛血清白蛋白的荧光猝灭作用

用荧光光谱和紫外吸收光谱法研究了五氯酚对牛血清白蛋白(BSA)的荧光猝灭作用.结果表明,五氯酚可以有规律地使BSA内源荧光猝灭,其猝灭机理可认为是五氯酚与BSA形成复合物的静态猝灭;并获得了不同温度下,五氯酚与BSA作用的结合常数和热力学参数.根据所得结果可推断五氯酚与BSA的作用力为疏水作用力和静电作用力.同时由Forster非辐射能量转移理论计算得出了五氯酚与BSA结合位置的距离.     

聚乙烯醇包埋石油脱硫菌UP-2的研究

以筛选出的具有脱硫能力的施氏假单胞菌UP-2为固定化研究对象,二苯并噻吩(DBT)为生物催化脱硫模型化合物,考察了脱硫菌UP-2的固定化操作条件和固定化细胞使用条件.结果表明,当包埋剂聚乙烯醇(PVA)浓度为10%、添加剂海藻酸钠(SA)浓度为0.2%、液菌比为201时,在4℃、含有1%CaCl2的饱和硼酸中交联24h后,可以得到脱硫性能很好的固定化细胞小球;在30℃、pH值为7.0的体系中反应6d,可将浓度为576mg/L的DBT降解70%左右,固定化细胞降解DBT的比活性由未固定化细胞的0.49mmol/gdw增加到6.39mmol/gdw,使用寿命高达800h以上.     

畜粪蚯蚓处理后DOM变化及其与Cu(Ⅱ)的配合特性

研究了畜粪、木屑混合物经蚯蚓处理后水溶性有机物(DOM)分子量及荧光光谱变化.结果表明,经蚯蚓处理后畜粪、木屑混合物中DOM分子量呈整体降低趋势,分子量分布范围变宽,但其DOM分子量仍高于无蚯蚓处理;蚯蚓处理后混合物DOM中的富里酸含量及分子结构芳香化程度增加明显.进一步就蚯蚓处理前后DOM与Cu(Ⅱ)配合后的荧光光谱分析表明,蚯蚓处理后DOM更易与Cu(Ⅱ)产生配合反应并导致其直链变短或芳香基团的裂解;DOM中与Cu(Ⅱ)配合的基团主要包括—OH和—NH2等;且蚯蚓处理后DOM 中的富里酸类物质更易与Cu(Ⅱ)发生配合反应.     

Cu~(2+)离子与蛋白质混合体系相互作用机制研究

应用荧光光谱法研究Cu2+离子与血清蛋白质混合组份体系的结合反应机制,测定了反应体系的结合常数K、结合位点数n,探讨了荧光猝灭机理。同时探索了Cu2+与蛋白质混合组份体系及单一组份体系相互作用的差异。结果表明:混合组份体系中,牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)与牛乳铁蛋白(Bovine lactoferrin,BLF)分子间也存在着相互作用,从而影响混合组份体系中BSA/BLF与Cu2+的相互作用,Cu2+与蛋白质混合组份体系相互作用并非蛋白质单组份体系作用之和。分析实验数据,首次发现当BSA/BLF达到临界比值时,金属离子与混合蛋白质组份相互作用过程中出现了蛋白质分子的"契合"现象。文章利用生物酶反应机制中的酶活性部位柔性假说合理解释了Cu2+与血清蛋白质混合组份体系相互作用中的"量敏效应"。     

三维荧光光谱法研究四环素与活性污泥EPS的相互作用

用三维荧光光谱仪研究了活性污泥EPS(Extracellular polymeric substances)和四环素的相互作用。活性污泥EPS中发现2种类蛋白荧光峰A(Ex/Em=225/340)和B(Ex/Em=280/338),其荧光强度随着盐酸四环素的加入而显著降低,峰A和盐酸四环素结合生成了不发荧光的物质,而峰B和盐酸四环素结合生成的物质在Ex/Em=295/416 nm处发荧光。峰A和峰B与盐酸四环素的相互作用适合用修正后的Stern-Volmer和Hill模型拟合,盐酸四环素和峰A的结合点位数、结合常数分别为1.33、7.02,大于和峰B的结合点位数和结合常数,说明盐酸四环素和荧光峰A的结合比较稳定。猝灭速率常数kq远远大于最大扩散碰撞猝灭速率常数(2.0×1010L(/mol.s)),表明峰A和峰B和盐酸四环素相互作用的荧光猝灭主要是静态猝灭过程。因此土壤和水环境中大量存在EPS会影响盐酸四环素在环境中的迁移转化。     

重金属离子与依诺沙星相互作用的荧光光谱法研究

荧光分析法是利用物质的荧光性质对物质进行分析的方法,文章应用荧光法研究了不同温度下重金属离子Cu2+、Pb2+及Mn2+与喹诺酮类药物依诺沙星(ENX)的相互作用。结果表明:Cu2+、Pb2+及Mn2+对ENX内源荧光的猝灭机制属于形成复合物所引起的静态猝灭,利用Stern-Volmer关系式计算了ENX与重金属离子Cu2+、Pb2+及Mn2+之间的猝灭常数KSV及结合位点数,根据热力学参数(自由能变ΔG、焓变ΔH、熵变ΔS)确定了ENX与重金属离子之间的主要作用力类型为静电作用力。该研究为探讨环境中重金属离子与ENX的作用机理和环境效应提供了理论依据。     

紫外老化微塑料衍生DOM理化特性及其与磺胺嘧啶、铜的络合机制

微塑料在老化过程中所释放的溶解性有机质(MPDOM)可与有机污染物、重金属等污染物发生络合反应,影响污染物的迁移转化.选取聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚苯乙烯(PS)两种微塑料,利用荧光猝灭法及多种光谱分析技术和方法,同时结合Ryan-Weber模型,探究了MPDOM的光谱特性以及MPDOM与磺胺嘧啶(SDZ)、铜离子(Cu²⁺)的络合机制.紫外-可见吸收光谱分析结果表明,老化后两种MPDOM的相对分子量减小、芳香性及腐殖化程度增加,芳环上的羧基、羰基、羟基及酯类取代基增多.MPDOM与SDZ、 Cu²⁺的荧光猝灭均属于静态猝灭,猝灭后两种MPDOM的芳香性和腐殖化程度相近,相对分子质量相当.三维荧光光谱结合平行因子分析法共鉴定出两种类腐殖质组分和一种类蛋白质组分.同步荧光光谱分析结果表明,两种MPDOM均以类蛋白组分优先与SDZ发生反应,与Cu²⁺反应时更为敏感.结合Ryan-Weber模型可知,两种猝灭体系均以类腐殖质组分与PET-DOM的结合能力更高,但总体来说SDZ猝灭体系中MPDOM的结合能力要强于Cu     

二苯并噻吩脱硫微生物菌种的筛选与活性

从被石油污染的土壤中筛选出1株能对二苯并噻吩(DBT)进行高效脱硫的微生物菌种,初步鉴定为红串红球菌USTB-03(RhodococcuserythropolisUSTB-03).该菌种可以按特异性脱硫途径(简称4S途径)将DBT转化为2-羟基联苯(2HBP)和亚硫酸作为最终脱硫产物.在葡萄糖、甘油和乙醇分别作为微生物生长的唯一碳源时,葡萄糖是支持该菌生长和提高其脱硫比活性的较好碳源,使培养出的微生物对DBT的脱硫比活性达到了68.63mmol2HBP/(kg·h).该菌株还可以对4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)进行脱硫.     

不同生态混凝土坡岸中溶解性有机质与镉的相互作用机理研究

为研究生态混凝土坡岸中DOM(dissolved organic matter,溶解性有机质)与重金属离子的相互作用,通过FQT(fluorescence quenching titration,荧光淬灭滴定)试验配合3D-EEMs(three-dimensional fluorescence spectroscopy,三维荧光光谱)、PARAFAC(parallel factor,平行因子分析)和2D-COS(two-dimensional correlation spectroscopy,二维相关光谱)探究了AEC(applied eco-concrete,应用型生态混凝土)和IEC(improved eco-concrete,改良型生态混凝土)坡岸中DOM与Cd2+的相互作用机理.结果表明:①3D-EEMs结果显示,AEC_ow(AEC坡岸出水)类蛋白组分荧光强度降低,水体腐殖化程度升高,而IEC_ow(IEC坡岸出水) DOM各组分荧光强度均降低;Cd2+能与DOM中所有组分发生络合,且随c(Cd2+)增加,各组分的荧光强度最终趋于稳定.②PARAFAC将所有样品中DOM分离出类蛋白、类富里酸和类腐殖质3个独立组分,其中类富里酸组分随c(Cd2+)增加表现稳定的荧光淬灭效果.③通过Ryan and Weber模型计算Cd2+与DOM中各组分的络合常数(lg K)发现,所有样品中Cd2+与DOM中类富里酸组分的lg K值均大于类蛋白组分.进一步发现,不同坡岸出水lg K值大小依次为RW(原水) > AEC_ow > IEC_ow;④2D-COS分析得出,DOM中类蛋白组分对Cd2+的敏感度最大.RW中Cd2+与DOM位点的络合顺序为340 nm→273 nm→282 nm,AEC_ow中络合顺序为410 nm→330 nm.研究显示:Cd2+率先与DOM中类富里酸、腐殖质类物质络合,且络合能力强,类蛋白物质最容易受Cd2+的干扰;AEC_ow增加了下游水生态系统中Cd2+的迁移风险和生物有效性,相反IEC_ow则降低了Cd2+的迁移风险,两种坡岸均能降低DOM组分与Cd2+的络合能力,其中IEC坡岸最优.      

红串红球菌TJQ对不同形式硫的脱除研究

红串红球菌TJQ是本实验室筛选的一株专一性脱硫菌，高效液相色谱法（HPLC）分析表明．该菌能选择性地脱除二苯并噻吩（DBT）中的硫，最终代谢产物是2-羟基联苯（2-HBP）。实验结果表明，该菌既可以利用有机硫源又可以利用廉价的无机硫源作为生长硫源，以硫酸钠作为硫源培养的菌株可专一性脱除苯并噻吩（BT）和DBT及其甲基衍生物4，6-二甲基二苯并噻吩（4，6-DMDBT）中的硫。除此之外，它还可以脱除苯硫醚（PS）和硫醇类含硫化合物中的硫。在正十六烷模拟体系中菌株对噻吩（TH）、4，6-DMDBT、DBT等类型的硫的降解效率很高，对BT和PS类硫的降解效率也较好。它可以使实际柴油中总硫含量由554mg／L降到267mg／L，降解率达到51．8%。     

固相微萃取-液相色谱法测定水中二苯并噻吩

分别采用高效液相色谱与固相微萃取-高效液相色谱法建立了水中微量二苯并噻吩的分析方法,结果表明固相微萃取对二苯并噻吩具有非常明显的富集作用。实验得到固相微萃取技术最佳检测条件为:吸附时间20min,解析时间3min,色谱流动相甲醇/水=90/10,方法的变异系数为2.85%,加标回收率102.4%,检测限0.03μg/mL。