金屬離子-碘化物-蛋白質(zhì)反應體系的共振瑞利散射、熒光光譜及其分析應用研究.pdf

1、近年來，利用共振瑞利散射(RRS)(或者共振光散射(RLS))技術發(fā)展和建立了一系列測定蛋白質(zhì)的新方法，多數(shù)是基于染料與蛋白質(zhì)反應形成結合產(chǎn)物時引起RRS的顯著增強，并認為是染料生色團在生物大分子上的聚集作用是引起散射增強的主要原因。雖然金屬離子及其無機配合物與蛋白質(zhì)的反應也是蛋白質(zhì)與小分子相互作用的重要研究內(nèi)容，且對于了解蛋白質(zhì)的生物化學性質(zhì)也有重要作用，但是由于它們不具備生色團，通常認為用吸收光譜和共振瑞利散射光譜法研究有一定困難，

2、迄今報道不多。我們的研究發(fā)現(xiàn)，金屬離子Hg(Ⅱ)、Pd(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)與過量的I—形成[HgI4]2-、[PdI4]2-、[CdI4]2-配陰離子時，則能與蛋白質(zhì)反應形成結合產(chǎn)物而引起共振瑞利散射(RRS)顯著增強，并且出現(xiàn)新的散射光譜，這一工作可為研究Hgq(Ⅱ)、Pd(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)等金屬離子及其鹵合陰離子與蛋白質(zhì)的相互作用提供某些新信息，由于[HgI4]2-、[PdI4]2-、[CdI4]2-配陰離子并不含生色團，這就說明了生

3、色團在生物大分子上的聚集作用不是RRS散射增強的必要條件。研究表明，[HgI4]2-、[PdI4]2-、[CdI4]2-與蛋白質(zhì)的結合產(chǎn)物的散射強度(ΔI)在一定范圍內(nèi)與蛋白質(zhì)濃度成正比，據(jù)此可用上述體系定量測定蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)本身具有內(nèi)源熒光，這是由于蛋白質(zhì)中存在酪氨酸和色氨酸殘基，能吸收紫外光而產(chǎn)生熒光。我們研究表明，在酸性介質(zhì)中，汞(Ⅱ)和碘化物形成的配陰離子[HgI4]2-與過量的碘化物和痕量鉻(Ⅵ)發(fā)生反應形成的I-3

4、配陰離子能與帶正電荷的蛋白質(zhì)借助于靜電引力和疏水作用力反應形成結合產(chǎn)物，此時將導致蛋白質(zhì)內(nèi)源熒光的熒光猝滅，其猝滅程度在一定范圍內(nèi)與重金屬離子濃度成正比，據(jù)此可建立熒光猝滅法測定汞(Ⅱ)、鉻(Ⅵ)的新方法。 本文主要研究內(nèi)容如下： 1．[HgI4]2-—蛋白質(zhì)體系共振瑞利散射和共振非線性散射光譜及其分析應用研究 在0.0035～0.0045 mol/L，硫酸介質(zhì)中，牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)、

5、卵白蛋白(OVA)和血紅蛋白(HGB)等蛋白質(zhì)以帶正電荷的陽離子存在。它們能借助于靜電引力和疏水作用力與配陰離子[HgI4]2-反應形成結合產(chǎn)物，此時將引起共振瑞利散射(RRS)、二級散射(SOS)和倍頻散射(FDS)顯著增強，并且出現(xiàn)新的散射光譜。其最大RRS、SOS和FDS波長分別位于390、760和390nm附近。在一定范圍內(nèi)，三種散射增強(Δ/IRRS、Δ/ISOS和ΔIFDS)與蛋白質(zhì)濃度成正比，方法具有高靈敏度，三種方法對于

6、不同蛋白質(zhì)的檢出限分別在5.7～15.9ng/mL(RRS)、8.2～15.4ng/mL(SOS)和11.2～22.1ng/mL(FDS)之間，均可用于痕量蛋白質(zhì)的測定。本文研究了[HgI4]2-與蛋白質(zhì)相互作用對RRS、SOS和FDS光譜特征和強度的影響，考察了適宜的反應條件，并以RRS為例考察了共存物質(zhì)的影響，表明方法有良好的選擇性。據(jù)此，利用[HgI4]2-與蛋白質(zhì)的相互作用發(fā)展了一種用共振光散射技術、靈敏度高、簡便、快速測定蛋白

7、質(zhì)的新方法。本方法可用于血清和人尿中總蛋白質(zhì)的測定。 2．[PdI4]2-—蛋白質(zhì)體系共振瑞利散射和共振非線性散射光譜及其分析應用研究 本文研究了[PdI4]2-配陰離子與蛋白質(zhì)的結合反應。在0.00175～0.00225mol/L硫酸介質(zhì)中，牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)、卵白蛋白(OVA)、血紅蛋白(HGB)、溶菌酶(Lys)、γ—球蛋白(γ—G)、a—糜蛋白酶(a—Chy)、木瓜蛋白酶(Gap)等蛋

8、白質(zhì)以帶正電荷的陽離子存在。它們能借助于靜電引力和疏水作用力與配陰離子[PdI4]2-反應形成結合產(chǎn)物，此時將引起共振瑞利散射(RRS)、二級散射(SOS)和倍頻散射(FDS)顯著增強，并且出現(xiàn)新的散射光譜。其最大RRS、SOS和FDS波長分別位于367nm、720nm和370nm附近。在一定范圍內(nèi)，三種散射增強(ΔIRRS、ΔISOS和ΔIFDS)與蛋白質(zhì)濃度成正比，方法具有高靈敏度，三種方法對于不同蛋白質(zhì)的檢出限分別在2.4～11.

9、8ng/mL(RRS)、9.5～47.9ng/mL(SOS)和4.6～18.5ng/mL(FDS)之間，均可用于痕量蛋白質(zhì)的測定。本文研究了[PdI4]2-與蛋白質(zhì)相互作用對RRS、SOS和FDS光譜特征和強度的影響，考察了適宜的反應條件，并以RRS為例考察了共存物質(zhì)的影響，表明方法有良好的選擇性。據(jù)此，利用[PdI4]2-與蛋白質(zhì)的相互作用發(fā)展了一種用共振光散射技術、靈敏度高、簡便、快速測定蛋白質(zhì)的新方法。本方法可用于溶菌酶片劑中的L

10、ys的測定，亦可用于人血清和人尿中總蛋白質(zhì)的測定。 3．[CdI4]2-—蛋白質(zhì)體系共振瑞利散射光譜及其分析應用研究 在0.0035～0.0045mol/L硫酸介質(zhì)中，牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)等蛋白質(zhì)以帶正電荷的陽離子存在。它們能借助于靜電引力和疏水作用力與配陰離子[CdI4]2-反應形成結合產(chǎn)物，此時將引起共振瑞利散射(RRS)顯著增強，并且出現(xiàn)新的散射光譜。其最大RRS波長位于317nm附近。在

11、一定范圍內(nèi)，散射增強(△IRRS)與蛋白質(zhì)濃度成正比，方法具有高靈敏度，BSA、HSA的檢出限分別為4.9ng/mL、11.3ng/mL，線性范圍分別為0.016～2.5μg/mL、0.038～3.0μg/mL，均可用于痕量蛋白質(zhì)的測定。本文研究了[CdI4]2-與蛋白質(zhì)相互作用對RRS光譜特征和強度的影響，考察了適宜的反應條件，并以BSA為例考察了共存物質(zhì)的影響，表明方法有良好的選擇性。據(jù)此，利用[CdI4]2-與蛋白質(zhì)的相互作用發(fā)展

12、了一種用共振光散射技術、靈敏度高、簡便、快速測定蛋白質(zhì)的新方法。本方法可用于血清和人尿中總蛋白質(zhì)的測定。 4．[HgI4]2-配陰離子對蛋白質(zhì)的熒光猝滅作用及其分析應用研究 在0.0045～0.0055mol/L硫酸介質(zhì)中，牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)等蛋白質(zhì)以帶正電荷的陽離子存在。它們能借助于靜電引力和疏水作用力與汞(Ⅱ)和碘化物形成的配陰離子[HgI4]2-反應形成結合產(chǎn)物，此時將導致牛血清白蛋白(

13、BSA)、人血清白蛋白(HSA)等蛋白質(zhì)熒光猝滅。牛血清白蛋白(BSA)、人血清白蛋白(HSA)的最大猝滅波長分別位于329 nm和344 nm。在一定范圍內(nèi)其熒光猝滅程度與汞(Ⅱ)的濃度成正比，線性范圍分別為0.023～1.2μg/mL、0.027～1.2μg/mL，相關系數(shù)分別是0.9998、0.9998，檢出限分別為6.8ng/mL、8.2ng/mL。本文研究了[HgI4]2-與蛋白質(zhì)相互作用對熒光光譜特征和強度的影響，考察了適宜

14、的反應條件，并以BSA為例考察了共存物質(zhì)的影響，表明方法有良好的選擇性。據(jù)此提出了一種新的利用蛋白質(zhì)熒光猝滅反應測定痕量汞(Ⅱ)的熒光分析法。該法靈敏度高，選擇性較好，操作簡便，可直接用于水體中痕量汞(Ⅱ)的測定，得到滿意的結果。 5．鉻(Ⅵ)—碘化物體系對牛血清蛋白質(zhì)的熒光猝滅作用及其分析應用研究 在0.0045～0.0055mol/L硫酸介質(zhì)中，過量的碘化物和痕量鉻(Ⅵ)發(fā)生反應，鉻(Ⅵ)氧化I—離子產(chǎn)生I-3配陰離

15、子，而I-3又能進一步與帶正電荷的牛血清白蛋白(BSA)借助于靜電引力和疏水作用力形成結合產(chǎn)物，此時將導致牛血清白蛋白(BSA)熒光猝滅。牛血清白蛋白(BSA)的最大猝滅波長分別位于329nm。在一定范圍內(nèi)其熒光猝滅程度與鉻(Ⅵ)的濃度成正比，線性范圍為0.1～5.0μg/mL，相關系數(shù)為0.9997，檢出限為29.8ng/mL。本文研究了I-3與蛋白質(zhì)相互作用對熒光光譜特征和強度的影響，考察了適宜的反應條件，考察了共存物質(zhì)的影響，表明