基于芘荧光行为的表面活性剂胶束及其与酶缔合作用研究.pdf

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1、第41卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第3期2013年3月ChineseJournalofAnalyticalChemistry377—382D0I：10．3724／SP．J．1096．2013．20537基于芘荧光行为的表面活性剂胶束及其与酶缔合作用研究梁运姗袁兴中，曾光明牛承岗王伟伟3孙婷韩增辉3(湖南农业大学生物科学技术学院，长沙410128)(湖南大学环境科学与工程学院，环境生物与控制教育部重点实验室，长沙410082)摘要采用芘作为外源荧光探针，对4种类型表面活性剂(RL，SDS，CTAB和Tween80)的胶束化过程及其与纤维素酶、

2、漆酶缔合的特征进行探讨。在各表面活性剂的浓度变化范围为0．O1—4倍CMC(临界胶束浓度)条件下，不同类型的表面活性剂所引起的芘荧光行为变化存在差异。结果表明：芘荧光强度的变化与表面活性剂的性质、浓度和荧光猝灭因子有关。纤维素酶因与表面活性剂和芘发生疏水性吸附，使芘荧光，值减小。而在漆酶介入下，芘的荧光强度显著减小，但，／，1值与不含酶体系的特征相似，这与漆酶中含有Cu“以及漆酶的强亲水性有关。在高于临界胶束浓度时，生物表面活性剂RL与酶缔合的稳定性高于SDS。关键词芘；荧光；表面活性剂；纤维素酶；漆酶1引言表面活性剂的胶束化过程，是其浓度变化导致聚集形式

3、发生改变的特有现象。形成胶束所需的表面活性剂浓度因不同种类而异。在诸多环境污染物的酶催化降解过程中，表面活性剂的介入，尤其是生物表面活性剂的介入，可以增强微生物胞外酶的稳定性，并加速其对环境污染物的分解q]。然而，不同种类表面活性剂胶束的微区极性变化特征不同，导致了溶人胶束中的酶等蛋白质分子与胶束聚集体的缔合机制错综复杂_4^。此外，不同性质的酶对环境极性的敏感度存在差异，也导致酶在胶束体系中的稳定位点和迁移机制各不相同。纤维素酶和漆酶对环境中废弃木质纤维素类物质的分解具有高效催化能力，其中漆酶还可催化氧化多种芳香有机物，对降解环境中有毒有害酚类污染物具有

4、重要作用别。荧光技术可用于陕捷获取两亲性分子聚集行为、胶束微环境的极性以及表面活性剂与大分子相互作用等方面的信息，近年来，在生物化学、医学、工业和生态环境监测分析等多个领域中备受关注”]。芘(Pyrene，Py)探针在胶束体系中的荧光行为可用于间接识别其所处体系的微区极性”】，并协助判别表面活性剂与酶分子的相互缔合规律。本研究以芘为外源探针，对4种类型表面活性剂鼠李糖脂(Rhamnolipid，RL)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚山梨酸酯80(Tween80)的胶束进行分析，其中SDS，CTAB和Tween80分别作为阴离

5、子型、阳离子型和非离子型化学表面活性剂的代表，RL作为生物表面活性剂的代表。通过考察各表面活性剂胶束化过程及其与纤维素酶、漆酶作用的芘荧光行为，解析2种酶与4种典型性质表面活性剂胶束的缔合特征，并探讨生物表面活性剂RL胶束的稳定性优势。2实验部分2．1试剂CTAB(上海山浦化工有限公司)；SDS(天津市科密欧化学试剂有限公司)；Tween80(天津市博迪化工有限公司)；RL为本实验室自行研制，纤维素酶(上海贝塔生物制品有限公司)；漆酶(德国Sigma公司)。芘(纯度t>99．0％，瑞士FLUCK公司)。2．2仪器及测试条件LS一55型荧光分光光度计(Per

6、kin—Elmer公司)。测定条件：激发波长333nm；发射光波范围：360～2012-05-24收稿；2012-10-13接受本文系国家自然科学基金项目(Nos．50978087)，高等学校博士学科点专项科研基金(No．20124320120010)和湖南农业大学青年基金(No．12QN10)资助E—mail：lyss3399@126．com378分析化学第41卷440nln；激发狭缝和发射狭缝带宽均为3nm；扫描速度300nm／min。2．3实验方法2．3．1芘饱和溶液的配制称取10mg芘溶入约800mL蒸馏水中，采用超声波水浴处理2h至芘完全溶解；将

7、溶液转移至1000mL容量瓶中，以蒸馏水定容，得到芘饱和溶液；将其转移至1000mL小口试剂瓶中，静置备用。2．3．2芘．表面活性剂溶液的配制以配制的芘饱和溶液作为溶剂，将4种表面活性剂RL，SDS，CTAB和Tween80(临界胶束浓度(CMC)分别为O．1，8．6，0．09和0．01mmol／L)分别配制成16倍CMC浓度的储备液；使用时，以芘饱和溶液，分别稀释至0．01，0．1，02，0．5，1．0，2．0和4．0倍CMC的浓度系列。2．3．3含酶系列溶液的配制将纤维素酶、漆酶分别配制成较高浓度酶储液，冷藏备用。实验时，分别将纤维素酶和漆酶储备液按一

8、定比例与芘．表面活性剂溶液混合均匀，并即时测定。经计算后配制，使各