结合高分辨质谱法、荧光光谱法及分子对接研究全氟化合物与白蛋白的相互作用

本文结合电喷雾离子源-四极杆串联时间飞行高分辨质谱法(ESI-QTOF HRMS)、荧光光谱法(FL)以及分子对接(MD)实验手段,研究了全氟辛酸(PFOA)、全氟十二酸(PFDoA)与牛血清白蛋白(BSA)的相互作用机制.首先,采用HRMS方法检测到了PFOA、PFDoA与BSA结合物的分子量信息,证实了这两种污染物与BSA能形成稳定复合物;利用荧光光谱法证实了两种污染物对BSA的荧光猝灭为静态猝灭,进一步验证了PFOA、PFDoA与BSA之间复合物的形成,同时计算了两种污染物对BSA的结合常数和结合位点数,得出PFDoA与BSA的结合常数更高的结论,这一实验结果也与其他研究工作结果互为印证,即全氟化合物的C—F链长对其与生物分子的分配常数的正比关系.另外,使用分子对接研究手段进一步验证了PFOA、PFDoA与BSA的3个结合位点之间均存在相互作用,两种污染物的极性端与BSA氨基酸残基直接形成氢键,疏水端则与非极性残基有疏水相互作用,氢键作用与疏水作用共同促进PFCs有机污染物与蛋白质的相互结合.     

荧光光谱法研究草甘膦与腐殖酸的相互作用

应用荧光光谱法研究了草甘膦(PMG)与腐殖酸(HA)的相互作用.荧光猝灭实验表明,PMG对HA的荧光产生静态猝灭;通过对不同温度下反应热力学参数的计算,发现二者相互间作用力主要是氢键和范德华力.受到PMG作用的影响,HA的同步荧光光谱出现了蓝移现象,初步说明HA在作用后共轭度降低.采用平行因子分析技术对加入PMG前后的HA三维荧光光谱进行解析,发现加入PMG后HA荧光组分不仅出现在区域Ⅴ(难降解有机物荧光区)中,而且有部分出现在了区域Ⅲ(可降解有机物荧光区)中,总荧光强度明显减弱,而且组分C3、C4有明显的蓝移现象.三维荧光光谱分析验证了荧光猝灭及同步荧光的研究结果,并进一步表明,PMG与HA的相互作用使HA共轭度降低,并且可能有可降解物质生成.     

渗滤液中溶解性荧光有机物与铅的作用

采用荧光光谱和猝灭滴定实验,结合二维相关分析和区域体积积分分析,研究了生活垃圾渗滤液不同处理阶段样品中溶解性荧光有机物(DFOM)络合Pb(Ⅱ)的特性.结果显示:渗滤液中无机阴离子对Pb(Ⅱ)猝灭DFOM荧光影响较大,它们的存在致使Pb(Ⅱ)对DFOM的荧光猝灭效果不明显.在渗滤液DFOM的各种荧光基团中,Pb(Ⅱ)对类蛋白类物质的荧光猝灭效率高,而对类腐殖质物质的荧光猝灭效率低,这种猝灭特征不随渗滤液处理进行而改变;但Pb(Ⅱ)对调节池和厌氧处理中可溶性微生物降解副产物的荧光猝灭效率低而对氧化沟和MBR出水中DFOM的荧光猝灭效率高.分析结果表明,渗滤液DFOM中类蛋白物质络合Pb(Ⅱ)能力大于类腐殖质物质,经好氧生物处理后,可溶性微生物降解副产物络合Pb(Ⅱ)的能力有所提高.     

采用光谱学技术分析邻苯二甲酸酯与DNA互作机制

邻苯二甲酸酯(PAEs)作为增塑剂被广泛使用,易渗透到环境中产生环境毒性,多种PAEs已被美国环境保护署和中国环境监测中心列为优先控制污染物,其生态毒理学机制被广泛关注。本试验以小牛胸腺DNA(ct DNA)为供试材料,旨在通过光谱学技术探究PAEs与DNA的相互作用机制。在紫外可见光谱试验中,随着PAEs浓度的增加,DNA紫外光谱出现增色效应,证明DNA的部分碱基对被PAEs破坏,且PAEs与DNA通过嵌插作用结合。荧光光谱试验中,随着PAEs浓度的增加,EBct DNA体系荧光强度逐渐降低,邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的最大荧光抑制率分别为55%、50%和36%;KI荧光猝灭试验中,在加入DNA之后KI对DMP、DEP和DBP的荧光猝灭常数Ksv分别从7.992(R2=0.9970)、10.270(R2=0.9960)和13.52(R2=0.9806)降低到6.721(R2=0.9963)、7.047(R2=0.9599)和11.03(R2=0.9803),荧光猝灭常数均降低,实验结果证明PAEs与DNA通过嵌插作用结合。盐离子试验中,随着Na Cl浓度的增加,PAEsct DNA的荧光强度没有发生变化。试验结果排除了PAEs与DNA分子之间沟槽作用的可能,确定了其结合方式为嵌插作用,随着PAEs侧链的逐渐增长,嵌插作用逐渐减弱。     

环糊精对腐植酸-芘、蒽相互作用影响初探

利用吸收光谱、荧光猝灭法、圆二色谱法及芘荧光探针法,探讨了环糊精(CDs)对腐植酸(HA)与以芘为代表的多环芳烃(PAHs)相互作用的影响.β-CD与HA的吸收光谱和荧光光谱测定结果表明:β-CD能够包络HA的芳环部分;荧光猝灭法和圆二色谱法测定结果表明:HA能够与被β-CD空腔包络的芘分子发生相互作用,CDs和HA之间存在与芘相互作用的竞争;用荧光猝灭法测定了四种不同CDs存在下HA和芘的结合常数,并用芘为荧光探针进行测定,结果表明:CDs浓度较低时,HA对芘的作用占优势;反之,CDs占优势.与其它三种CDs不同,γ-CD存在下HA与芘的结合常数随其浓度的升高一直增大.     

4-硝基苯胺与人血清白蛋白相互作用的研究

通过荧光和紫外光谱法研究了4-硝基苯胺与人血清白蛋白（HSA）的作用.结果表明,4-硝基苯胺对HSA的内源荧光具有强烈的猝灭作用.猝灭机理为静态猝灭,同时伴随有非辐射能量转移的发生.根据双对数方程计算其结合常数和结合位点数.确定4-硝基苯胺与HSA有一类结合部位.根据热力学参数得出4-硝基苯胺与HSA之间的主要作用力为氢键和疏水作用力.同步荧光的结果表明,作用点位靠近色氨酸,并且使色氨酸的疏水环境增强.     

絮凝剂对饮用水消毒副产物与血清白蛋白作用的影响

通过体系紫外吸收和荧光强度的变化,研究了饮用水消毒副产物三溴甲烷(CHBr3)、三氯甲烷(CHCl3)与牛血清蛋白(BSA)之间的相互作用.结果表明,CHBr3和CHCl3均对BSA的内源荧光具有静态猝灭作用,其中CHBr3与BSA的结合强于CHCl3.Fe3+,Al3+和聚丙烯酰胺的加入也使BSA的荧光强度降低,与BSA的结合的强弱依次为:聚丙烯酰胺Fe3+Al3+.在二元体系的基础上,进一步研究了Fe3+,Al3+和聚丙烯酰胺对BSA-CHBr3(CHCl3)结合作用的影响.结果表明,Fe3+,Al3+和聚丙烯酰胺的存在使BSA-CHCl3、BSA-CHBr3的结合常数呈现降低的趋势,降低的趋势为Al3+聚丙烯酰胺Fe3+.     

光谱法研究甲萘威与DNA的相互作用

通过紫外与荧光光谱法研究了甲萘威与DNA的相互作用．结果显示,在甲萘威的作用下,DNA的吸收光谱出现增色与红移现象;DNA能够引起甲萘威单一的静态猝灭;甲萘威与DNA的作用能减弱K4[Fe(CN)6)]对甲萘威的荧光猝灭;实验结果支持甲萘威能以嵌插方式与DNA形成加合物,氯化钠及乙醇对加合物的荧光光谱存在不同影响．加合物的形成与药物的生物活性之间存在一定的相互联系。     

Fe-OH/UV-Vis体系中Cr(Ⅵ)还原和BPA降解的协同效应

研究了在250W金属卤化物灯(λ≥365nm)照射下,Fe(Ⅲ)-OH配合物同时光催化还原铬(Ⅵ)和氧化双酚A(BPA)的协同效应.结果表明:铬(Ⅵ)光还原和BPA光氧化相互促进,具有协同作用.在低pH值(2.5-4.0)时,光还原铬(Ⅵ)和光氧化BPA的初始速率较大;增加Fe(Ⅲ)的浓度,有利于铬(Ⅵ)光还原和BPA光氧化;铬(Ⅵ)的光还原率及BPA的降解率随其初始浓度的增加而快速减小.     

表面活性剂和金属离子对新农药硫肟醚光解的影响

硫肟醚[O-(3-苯氧苄基)-2-甲硫基-1-(4-氯苯基)丙基酮肟醚]是我国研制成功的具有自主知识产权的一种新型杀虫剂.在室内紫外光(λ254 nm)照射下研究了几种表面活性剂和金属离子对硫肟醚在水溶液中光解的影响.试验结果表明,当土温80(Tween80)、十二烷基苯磺酸钙(ABS-Ca)、蓖麻油聚氧乙烯醚(BY)、三氯化铁(FeCl_3)、硫酸铜(CuSO_4)和无水硫酸镁(MgSO_4)分别与硫肟醚以1:1的比例混合后,硫肟醚的光解速率发生了不同程度的改变.ABS-Ca对硫肟醚在水溶液中的光解速率表现出显著的光猝灭降解效应,蓖麻油聚氧乙烯醚类表面活性剂BY对硫肟醚在水溶液中的降解表现出一定程度的光敏化作用.而吐温80对硫肟醚在水体中光解速率的影响则随照光时间而改变,当照光时间小于40 min时,表现为光敏化降解作用,大于40 min时可延缓硫肟醚的光解进程,表现出光猝灭作用.Fe~(3+)使硫肟醚在水溶液中的光解速率增快,表现出明显的光敏化降解效应,而Cu~(2+)和Mg~(2+)使硫肟醚在水体中的光解速率减慢,表现为较强的光猝灭降解作用.硫肟醚在含Tween80、ABS-Ca、BY、FeCl_3、CuSO_4和MgSO_4水溶液中的光解半衰期分别为21.63、34.42、15.29、9.85、43.95和32.20 min,而在不含任何农药化肥的纯净水中的光解半衰期为22.30 min.