季銨鹽型陽離子表面活性劑的合成及其與模式蛋白的相互作用研究.pdf

1、表面活性劑和蛋白質(zhì)都是日常生活和大自然中非常常見的兩種物質(zhì)，且兩者都是兩性分子，很容易發(fā)生相互作用。目前兩者的復(fù)合物已廣泛應(yīng)用到食品、醫(yī)藥、工業(yè)、化妝品等領(lǐng)域，因此研究蛋白質(zhì)與表面活性劑的相互作用具有重要的實(shí)際意義。
　　在本論文中，合成了不同烷基鏈長度以及不同羥乙基數(shù)的六種季銨鹽型陽離子表面活性劑:N-十二烷基-N-(2-羥乙基)-N,N-二甲基溴化銨（DHDAB）、N-十二烷基-N,N-二(2-羥乙基)-N-甲基溴化銨(DDH

2、AB)、N-十四烷基-N-（2-羥乙基）-N,N-二甲基溴化銨(THDAB)、N-十四烷基-N，N-二(2-羥乙基)-N-甲基溴化銨（TDHAB）、N-十六烷基-N-(2-羥乙基)-N,N-二甲基溴化銨（CHDAB）、N-十六烷基-N,N-二(2-羥乙基)-N-甲基溴化銨(CDHAB)。反應(yīng)溫度應(yīng)控制在62℃左右，原料應(yīng)以醇胺稍微過量為宜，兩種試劑的比例為溴代烷烴∶醇胺=1∶1.5，溶劑為丙酮，反應(yīng)時間為6h左右。并通過紅外光譜(IR)

3、、核磁共振波譜(NMR)和元素分析(EA)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用熱重法分析了六種表面活性劑的分解溫度。研究結(jié)果表明烷基鏈越長，羥乙基越多的表面活性劑，分解所需的溫度也越高。
　　采用電導(dǎo)率法測得了六種季銨鹽型陽離子表面活性劑水溶液在六個溫度(298、303、308、313、318和323 K)時的臨界膠束濃度（critical micelle concentration，CMC）。采用表面張力法測量了表面活性劑水溶液在298K中的

4、CMC，采用等溫滴定量熱法(isothermaltitration calorimetry, ITC)測得了298K下六種表面活性劑在pH值為7.0的Tris-HCl緩沖溶液（內(nèi)含0.10 mol/L的NaCl）中的CMC。結(jié)果表明電導(dǎo)率法、表面張力法和ITC都是測定表面活性劑CMC有效可行的方法，而表面活性劑在緩沖溶液中的CMC遠(yuǎn)小于水溶液中的CMC，其中THDAB、TDHAB、CHDAB和CDHAB有數(shù)量級的差別，說明緩沖溶液中的電

5、解質(zhì)能顯著降低表面活性劑的CMC;六種表面活性劑CMC大小順序?yàn)?CHDAB＞CDHAB＞THDAB＞TDHAB＞DHDAB＞DDHAB，說明表面活性劑烷基鏈越長、羥乙基越多，CMC就越小;通過對不同溫度和鹽濃度下的表面活性劑CMC的比較，可以得出表面活性劑的CMC隨著溫度的升高而增大，隨著溶液中鹽濃度升高而減小。
　　采用紫外可見光譜法、熒光光譜法、等溫滴定量熱法以及粒徑和Zeta電位等方法，研究了六種表面活性劑與牛血清白蛋白(

6、bovineserum albumin，BSA)的相互作用，得到了如下結(jié)論:(1)紫外可見光譜法結(jié)果表明，六種表面活性劑可以與BSA發(fā)生相互作用，可能產(chǎn)生了復(fù)合物。(2)在熒光光譜的研究中，通過Stern-Volmer方程探討了低濃度區(qū)表面活性劑與BSA的相互作用，得出表面活性劑烷基鏈越長、羥乙基越多，與BSA的作用就越強(qiáng)，BSA熒光猝滅的主要原因是靜態(tài)猝滅;同步熒光光譜得出隨著表面活性劑濃度的增加，BSA中色氨酸殘基附近的微環(huán)境的疏水

7、性增強(qiáng)，推斷出BSA的構(gòu)象發(fā)生了一定程度的變化;此外，色氨酸殘基的熒光強(qiáng)度下降幅度大于酪氨酸熒光強(qiáng)度增加幅度，說明六種表面活性劑都主要與BSA分子內(nèi)的色氨酸殘基發(fā)生作用。(3)等溫滴定量熱法結(jié)果表明低濃度的表面活性劑與BSA主要發(fā)生靜電作用和疏水作用而放熱;隨著表面活性劑滴入量的增加，BSA表面疏水化層破壞以及二級結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致吸熱量增加，最后焓變趨于穩(wěn)定，說明相互作用趨于完全。(4)粒徑和Zeta電位的測定結(jié)果表明高濃度的表面活性劑會

8、使BSA結(jié)構(gòu)被破壞。當(dāng)BSA的結(jié)構(gòu)被破壞后，表面活性劑對它的Zeta電位影響減弱。
　　采用紫外可見光譜法、熒光光譜法、等溫滴定量熱法以及粒徑和Zeta電位等方法，研究了六種表面活性劑與溶菌酶（lysozyme，LYS）的相互作用，主要得到了如下結(jié)論:(1)紫外光譜法研究結(jié)果表明六種表面活性劑可以與LYS發(fā)生相互作用，可能產(chǎn)生了兩者的復(fù)合物。(2)在熒光光譜法研究中，Stern-Volmer方程計算結(jié)果得出，低濃度的DHDAB、D

9、DHAB與LYS沒有發(fā)生相互作用，而THDAB、TDHAB、CHDAB和CDHAB在低濃度時就能與LYS發(fā)生相互作用。熒光增強(qiáng)的原因主要是形成的復(fù)合物引起了靜態(tài)增強(qiáng)，且表面活性劑烷基鏈越長、羥乙基越少，對LYS的熒光增強(qiáng)效果就越好。同步熒光結(jié)果表明，LYS內(nèi)源熒光的主要貢獻(xiàn)來自于色氨酸殘基，發(fā)射光譜的增強(qiáng)是六種表面活性劑與LYS分子內(nèi)的色氨酸殘基發(fā)生作用所引起的。(3)等溫滴定量熱法結(jié)果表明表面活性劑濃度低于CMC時，與LYS的相互作用