高硅鈣質(zhì)超細(xì)礦物顆粒與人體常見菌壁膜結(jié)構(gòu)分子的作用研究.pdf

1、針對(duì)高硅鈣質(zhì)超細(xì)礦物顆粒與人體常見菌及其壁膜結(jié)構(gòu)分子的界面作用研究，本文選取大氣礦物顆粒物中典型的石英、蒙脫石和方解石(2.5μm)以及相應(yīng)納米顆粒作為顆粒物對(duì)象；人體常見菌的典型壁膜結(jié)構(gòu)分子、常見菌代表菌株大腸桿菌和表皮葡萄球菌為生物研究對(duì)象；構(gòu)建不同礦物細(xì)顆粒/結(jié)構(gòu)分子（常見菌）作用體系，采用熒光光譜、紅外光譜、X射線衍射、X射線光電子能譜和掃描電鏡等手段研究了高硅鈣質(zhì)超細(xì)礦物顆粒對(duì)常見菌壁膜及其結(jié)構(gòu)分子的熒光猝滅、基團(tuán)作用、結(jié)構(gòu)和

2、形貌變化等方面的影響。結(jié)果如下：
　　蒙脫石對(duì)氨基酸的界面吸附過程中，XPS和ATR-FTIR結(jié)果表明，蒙脫石荷負(fù)電的結(jié)構(gòu)表面和端面解離后的帶電基團(tuán)（如 AlOH2+）分別與氨基酸質(zhì)子化的氨基—NH3+和去質(zhì)子化的—COO—之間存在著靜電吸引作用。高硅鈣質(zhì)超細(xì)礦物顆粒在氨基酸中的溶解過程中，方解石各氨基酸中的Ca溶出量表現(xiàn)為Glu>Ala>Trp> Val> Gly> Lys；石英在在各氨基酸中Si溶出量表現(xiàn)為 Lys>Gly>V

3、al>Ala>Trp>Glu。
　　高硅鈣質(zhì)超細(xì)礦物顆粒會(huì)引起蛋白質(zhì)熒光發(fā)射強(qiáng)度的降低，產(chǎn)生熒光猝滅效應(yīng)。采用Stern-Volmer方程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)猝滅過程中既有靜態(tài)猝滅也有動(dòng)態(tài)猝滅。動(dòng)態(tài)猝滅是由顆粒物與蛋白分子的碰撞引起的。靜態(tài)猝滅中，納米碳酸鈣和納米二氧化硅對(duì) BSA的結(jié)合位點(diǎn) n在283.16K和313.16K分別為1.010、1.221和0.6882、0.8266，均近似等于1。礦物顆粒與蛋白質(zhì)形成不發(fā)熒光的1:1型復(fù)

4、合物，造成熒光猝滅。在顆粒物對(duì)蛋白質(zhì)影響的ATR-FTIR結(jié)果中，可知超細(xì)礦物顆粒會(huì)引起蛋白質(zhì)α-螺旋和β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)含量降低，部分轉(zhuǎn)化為β-折疊結(jié)構(gòu)。
　　高硅鈣質(zhì)顆粒與肽聚糖的作用研究中發(fā)現(xiàn)，高硅質(zhì)顆粒溶解消耗 OH-，會(huì)促進(jìn)肽聚糖四肽側(cè)鏈上氨基酸的堿式解離，氨基質(zhì)子化形成正電基團(tuán)—NH3+；高鈣質(zhì)顆粒的溶解會(huì)促進(jìn)四肽側(cè)鏈上氨基酸的酸式解離。四種超細(xì)顆粒在與肽聚糖作用后引起肽聚糖分子中n→δ*和π→π*電子躍遷吸收發(fā)生相應(yīng)變化，

5、造成肽聚糖在193 nm、197.5 nm和202.5 nm紫外吸收光譜的變化。超細(xì)顆粒對(duì)肽聚糖分子雙糖單位中的仲酰胺基團(tuán)、四肽側(cè)鏈中的–CH2–、1137 cm-1處糖苷鍵的振動(dòng)νas(C–O–C)以及肽聚糖分子的酰胺 III帶的紅外吸收產(chǎn)生重要影響。但方解石有時(shí)只有在高濃度時(shí)才會(huì)對(duì)肽聚糖造成上述影響。從基團(tuán)變化來看，高硅質(zhì)礦物顆粒的作用強(qiáng)于高鈣質(zhì)顆粒。
　　高硅鈣質(zhì)顆粒與磷脂的作用結(jié)果表明，Tris-HCl溶液中磷脂的存在會(huì)促

6、進(jìn)高硅質(zhì)顆粒的溶解但能抑制高鈣質(zhì)顆粒的溶解，最終使各體系pH值持續(xù)下降（高硅質(zhì)）或上升（高鈣質(zhì)）最終穩(wěn)定在6.80或7.01附近。液相環(huán)境下，四種超細(xì)顆粒與磷脂中腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)的羰基和羧基之間存在著相互作用，引起磷脂分子富里酸熒光峰強(qiáng)度的變化，并且 Nano-SiO2對(duì)于磷脂蛋白質(zhì)熒光峰和富里酸熒光峰猝滅率均高于其他幾種顆粒。其主要是通過使磷脂分子縱向、橫向有序性的增加來減小磷脂膜的流動(dòng)性。
　　高硅鈣質(zhì)超細(xì)礦物顆粒與菌體在作用過