纳米Fe₃O₄/生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘翠英  郑今今  宋丽莹  曾涛  樊建凌 《农业环境科学学报》2022,41(5):1058-1066

为找到经济有效且环保的自由基激发剂,以激发过硫酸盐（PS）氧化降解有机污染物,本研究制备了纳米Fe₃O₄/生物炭（BC）复合材料,并对其进行表征,检验其激发PS氧化降解水中盐酸四环素（TCH）的效果。结果发现,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料均能有效激发PS氧化降解TCH,降解4 h后,TCH浓度分别减少了80.1%、82.5%和86.5%,而单一纳米Fe₃O₄和单一BC处理的TCH浓度仅减少了67.7%和61.8%。阴离子HCO₃^-和H₂PO₄^-显著抑制TCH降解,且HCO₃^-比H₂PO₄^-的抑制作用更强,而Cl^-和NO₃^-促进TCH降解。淬灭试验及电子自旋顺磁共振（EPR）检测表明,该降解过程中单线态氧（¹O₂）是主要活性物质,其次是羟基自由基（·OH）。当重复使用第3次时,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料对TCH的去除率仍达70%以上。因此,纳米Fe₃O₄/BC复合材料是一种很有应用潜力的PS激发剂,可实现TCH的快速氧化降解。  相似文献   

BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素          下载免费PDF全文

靳渝鄂  周文兵  肖乃东  蔡建波  蔡欢  王硕丰 《农业资源与环境学报》2020,37(6):945-950

沼气工程会产生大量的沼液,其养分浓度低、体积巨大,且含有抗生素等污染物,是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素,通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H₂O₂浓度、催化剂BiFeO₃的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H₂O₂浓度为0.8 mol·L^-1、催化剂添加量为0.8 g·L^-1,在此条件下,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%,平均去除率为91.34%;沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO₃经过4次重复使用,其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变,说明其稳定性好、可重复利用。研究表明,BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果,为沼液无害化处理提供了一种可能方案。  相似文献   

吡唑醚菌酯在水环境中的光解及微囊化对其光稳定性的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

管磊  张鹏  王晓坤  任玉鹏  郭贝贝  刘峰 《农业环境科学学报》2015,34(8):1493-1497

以紫外灯为光源,研究了吡唑醚菌酯在水环境中光化学降解及微囊化对其光稳定性的影响。结果表明:在紫外光下,吡唑醚菌酯在0.80~10.00 mg·L^-1浓度范围内的光解符合一级动力学方程,光解速率与初始浓度呈负相关;吡唑醚菌酯在不同水溶液中的光解速率由大到小依次为去离子水、自来水、池塘水、饮用纯净水和河水;在H₂O₂ 0.03~7.94 mmol·L^-1内,光解速率随着H₂O₂浓度的增大而增大,在7.94 mmol·L^-1时是吡唑醚菌酯单独光解的1.14倍。20%吡唑醚菌酯微囊悬浮剂在2.00、4.00、10.00 mg·L^-1浓度下,紫外光照射132 h的光解率低于57.90%,表明微囊化明显降低了吡唑醚菌酯在水中的光降解速率。研究结果将为吡唑醚菌酯的合理使用和评估其在水体中的安全风险提供依据。  相似文献   

TiO₂和ZnO光催化降解敌百虫的影响因素研究     

李雪银  朱丽珺  张海洋  石燕军  陈燕 《农业环境科学学报》2015,34(10):1873-1879

采用溶胶-凝胶法和水热法制备了TiO₂和ZnO,并运用紫外-可见光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和红外光谱对光催化剂进行表征.用制备所得的TiO₂和ZnO作为光催化剂,降解敌百虫有机磷农药,使用气质联用仪对降解结果进行分析,探究农药初始浓度、农药初始pH值、光催化剂投加量、光照时间及不同光源对敌百虫降解率的影响.光催化降解反应表明,敌百虫的降解率随着初始浓度的增加明显降低,随着光照时间的延长先增加后趋于平缓,碱性条件和汞灯照射有利于敌百虫的光催化降解.TiO₂和ZnO的最佳投加量均为100~150 mg·L^-1,以ZnO为光催化剂,投加量在0~100 mg·L^-1时降解率的增幅明显高于投加量在100~200 mg·L^-1时,且实验结果表明,5个影响因素条件下,TiO₂的光催化降解活性均低于ZnO.  相似文献   

磁性茶渣炭的简易制备及其活化过硫酸盐降解罗丹明B的性能     

吴永娟  马青春  刘博 《安徽农业大学学报》2022,49(6):955

以硫酸亚铁(FeSO₄·7H₂O)和红茶渣为原料,采用限氧高温热解技术制备了系列磁性生物炭（Fe-BC_0.72、Fe-BC_0.55、Fe-BC_0.25）并将其用于活化过二硫酸盐（PS）降解罗丹明B（Rh B)）。考察了Fe₃O₄（Fe）与生物炭(BC)的质量比、Fe-BC投加量、过硫酸钾用量、溶液pH、温度等参数对BC-Fe活化PS降解Rh B效果的影响。结果表明,当Fe₃O₄与生物炭(BC)的质量比为0.55、Fe-BC用量为0.021 3 g、PS用量为0.030 2 g,pH为5、反应温度为30 ℃时Fe-BC_0.55对RhB (40 mg·L^-1)的降解效果最佳,反应90 min时的降解率为98.8%。将Fe-BC_0.55磁性分离、循环使用5次,对RhB的降解率为75%。  相似文献   

黄铁矿光降解泰乐菌素及干扰因素影响机制          下载免费PDF全文

康晓跃  周进文  李赵芮  李彦盼  鄢顺意  舒小华  张倩 《农业环境科学学报》2022,41(3):606-615

为探讨不同环境条件对黄铁矿（FeS₂）光催化降解抗生素的影响，推进FeS₂光催化的实际应用，实验研究了pH值、水中NO₃^-和H₂PO₄^-对FeS₂光降解泰乐菌素（Tylosin，TYL）的影响机制，考察了FeS₂重复利用的光催化效果并深入分析了FeS₂光降解过程中的自由基贡献。结果表明：天然FeS₂能够在1 h内快速光降解TYL（降解率为97%）。FeS₂光催化过程中产生·OH、·O₂^-及h⁺，对TYL的光降解起主要作用的是·OH和·O₂^-。FeS₂使水溶液pH维持在酸性条件，导致初始溶液pH对FeS₂光降解TYL影响较小。水环境中NO₃^-可以吸收光能产生·OH，促进TYL的光降解。不同浓度H₂PO_-4对溶液pH的影响及Fe³⁺水解胶体的絮凝作用导致不同浓度H₂PO₄^-对FeS₂光降解TYL产生不同影响。FeS₂重复利用4次后，仍能够保持80%的光降解效率。研究表明，利用FeS₂去除抗生素具有实际应用价值，FeS₂的光催化效果与污水的pH值、NO₃^-和H₂PO₄^-浓度密切相关。  相似文献   

H₂O₂ 处理对盐胁迫下苜蓿种子萌发的影响     

付咪  何林卫  李鲜花  李强 《陕西农业科学》2021,(11):67-70

H₂O₂ 作为植物体内的一种活性氧,广泛参与植物多种生命活动过程。以敖汉（AH）、甘农三号（GN3号）、劳勃（LB）三个品种苜蓿为研究对象,使用不同浓度H₂O₂ 处理种子模拟盐胁迫环境,研究了不同浓度的H₂O₂ 浸种预处理对100mmol·L^-2 NaCl模拟盐胁迫下苜蓿种子萌发的影响。结果表明,100 mmol·L^-2NaCl胁迫下,苜蓿种子的发芽受到抑制;在H₂O₂ 浓度处于0.05%~0.5%之间时,三个品种苜蓿种子的发芽率和发芽势均随着H₂O₂ 浓度升高而升高,在H₂O₂ 浓度处于0.1%时,各品种发芽率和发芽势均最高,AH、GN三号、LB三个品种苜蓿发芽率和发芽势均最大,发芽率分别为90%、98%、95%,发芽势分别为72%、94%、86%,当H₂O₂ 浓度超过0.5%时对盐胁迫下的苜蓿种子发芽率和发芽势均起到了抑制作;在H₂O₂ 浓度处于0.1%~0.5%范围内,会有效缓解盐胁迫带来的伤害从而促进种子萌发。  相似文献   

Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃臭氧催化氧化奶牛养殖废水及其机理     

陈舒棋  宋卫锋  丘通强  黄恒新  杨佐毅  仇一帆  白晓燕 《农业环境科学学报》2022,41(4):868-877

奶牛养殖废水中因存在难生化降解有机物而难以处理。本研究采用浸渍法制备了一种三元催化剂（Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃）,以经三级好氧处理后的奶牛养殖废水为对象,探究了催化剂的焙烧温度和焙烧时间、催化反应时间、pH、臭氧投加量和催化剂用量等对臭氧催化氧化的效果及其影响。结果表明,Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃用量为15 g·L^-1、pH=9、臭氧投加量为12.5 mg·L^-1·min^-1、反应时间30 min时,COD_Cr去除率达到50%左右。XRD、SEM、BET和XPS对催化剂的表征表明,金属氧化物可成功负载在球状γ-Al₂O₃上且高度分散。循环试验表明,催化剂在5次循环后仍保持了较高的活性,催化剂稳定性较好。活性氧淬灭试验表明,体系中可以生成O₂^-·、HO·、¹O₂,且¹O₂起主导作用。  相似文献   

绿脱石结构Fe（Ⅲ）还原程度对氧化过程·OH形成及有机质矿化的影响     

肖艳琦  符俊宏  刘细祥  廖文娟  张娜  崔浩杰 《农业环境科学学报》2024,43(5):1056-1066

土壤和沉积物有氧-无氧界面黏土矿物结构Fe（Ⅱ）氧化产生的羟自由基（·OH）在有机物质转化过程中具有重要作用。土壤和沉积物黏土矿物结构Fe（Ⅲ）的还原程度会随环境条件变化而不同,然而,关于含铁黏土矿物还原程度[Fe（Ⅱ）/Fe_总]对氧化过程中·OH的形成及有机质矿化的影响尚不明确。本研究以富铁绿脱石为黏土矿代表,研究了不同还原程度绿脱石[Fe（Ⅱ）/Fe_总：15%、22%、39%和56%]有氧氧化产生·OH的机制及该过程对溶解性有机质（DOM）转化的差异。结果表明,当不同还原程度绿脱石的悬浊液体系中结构Fe（Ⅱ）浓度为2.2 mmol·L^-1时,随着还原程度从15%增加到56%,其氧化120 min后·OH的累积浓度从13.6 μmol·L^-1增加到27.1 μmol·L^-1,单位O₂转化为·OH的效率从3.3%提高到5.9%。傅里叶变换红外光谱（FTIR）、氮蓝四唑（NBT）猝灭实验和2,2''-联吡啶（BPY）钝化边缘反应位点的结果证明了还原程度为15%的绿脱石主要存在二八面体Fe（Ⅱ）[Al-Fe（Ⅱ）],并在边缘位点活化O₂产生·OH;而还原程度为56%的绿脱石除二八面体Fe（Ⅱ）外,还存在高活性三八面体[Fe（Ⅱ）-Fe（Ⅱ）-Fe（Ⅱ）],底面位点和边缘位点均可活化O₂产生·OH,并且O₂在底面位点还原形成·OH效率更高。氧化过程中·OH矿化溶解性有机质（DOM）形成CO₂的含量随绿脱石的还原程度的升高而升高。因此,与低还原程度绿脱石（15%）相比,高还原程度的绿脱石（56%）存在高活性三八面体并能从底面位点形成·OH从而提高了·OH生成的效率并进一步促进了DOM的矿化。  相似文献   

纳米Fe₃O₄负载酸改性炭对水体中Pb²⁺、Cd²⁺的吸附     

李静  邵孝候  林锴  毛欣宇  秦恒基 《农业环境科学学报》2020,37(2):241-251

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性,通过静态吸附实验,针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨,应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明,纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1,表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加,芳香性增强,等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量,pH为5.0时,吸附效果最好,吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高,吸附主要是化学吸附,吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用,Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1,为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍,复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%,这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明,纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力,且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。  相似文献   

Na₂S₂O₈、H₂O₂在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究     

杨冰  陈坷铭  李沁蔓  刘宇程 《农业环境科学学报》2019,38(10):2377-2385

以过氧化氢(H_2O_2)和过硫酸钠(Na_2S_2O_8)为氧化剂,通过室内模拟实验,研究不同氧化剂及分次添加方式(1次或分3次)、外源添加零价铁(ZVI)处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力,探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明:在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L~(-1)的处理中,H_2O_2在反应第2 d均已检测不到,Na_2S_2O_8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L~(-1);反应10 d后,总石油烃类(TPH)总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L~(-1)的Na_2S_2O_8处理中显著高于H_2O_2处理(P0.05),分别高出12.41%、14.21%;在第4～10 d Na_2S_2O_8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢,表明土壤中能活化Na_2S_2O_8的物质不足;加入ZVI显著提高了TPH总去除率(P0.05),尤其促进了第4～10 d TPH的持续降解(分别增加了8.46%、8.49%、12.26%)。总量相等的H_2O_2分3次在第0、24、48 h投加,反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析,反应10 d后H_2O_2分3次添加、ZVI活化Na_2S_2O_8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%,且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明:Na_2S_2O_8在石油污染土壤中持续性优于H_2O_2,但Na_2S_2O_8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低;添加ZVI提高了Na_2S_2O_8去除TPH的有效性;分批次投加H_2O_2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。  相似文献   

泰乐菌素的超声波降解效果及机制   总被引：1，自引：0，他引：1  

舒小华  张倩  杨琛  许子夫  韦惠华  梁英  莫德清 《农业环境科学学报》2018,37(2):323-331

为研究超声波对水体中大环内酯类抗生素的去除效果,以典型的专用兽药抗生素泰乐菌素(TYL)为研究对象,考察初始浓度、溶液pH值、超声波功率、超声波处理时间对超声波降解效果的影响。在此基础上进一步考察H_2O_2和蒙脱石分别与超声波联合降解TYL的效果,并对TYL的超声波降解机制进行了探讨。结果表明:超声波对TYL有一定的降解效果,在初始浓度10 mg·L~(-1)、pH值11、超声波功率280 W、超声波处理时间90 min的条件下,TYL的降解率为72%。自由基清除剂正丁醇的添加显著抑制了TYL的降解,而且不同超声波功率、超声波处理时间和不同初始浓度及pH值条件下羟基自由基的浓度变化与TYL降解率呈正相关,表明TYL超声波的降解机制可能主要是羟基自由基的氧化。溶液中添加H_2O_2或蒙脱石均对TYL超声波降解产生协同作用,TYL的去除率可分别提高至80.9%和93.9%。H_2O_2可直接氧化TYL、促进·OH生成;蒙脱石的吸附性能及其中少量的铁均可影响溶液中·OH含量。H_2O_2或蒙脱石联合超声波降解TYL的降解效果和降解机制与添加物质的性质密切相关,不能简单归因于羟基自由基的氧化。研究表明,合适的超声波处理方法对大环内酯类抗生素有很好的去除效果,可以考虑将超声波法用于含抗生素废水处理的工艺中。  相似文献   

臭氧氧化猪场处理尾水对苦草(Vallisneria spiralis)抗氧化系统的影响     

王俊力  陈桂发  刘福兴  宋祥甫  邹国燕 《农业环境科学学报》2016,35(12):2299-2305

为了探索臭氧氧化技术应用于畜禽养殖废水排放前的预处理对环境可持续发展的影响,用不同浓度臭氧氧化处理经生化工艺处理后的猪场尾水,以苦草为试验材料,从活性氧代谢和抗氧化系统的角度,探讨了沉水植物在臭氧氧化猪场处理尾水中的适应性以及臭氧氧化技术的应用对水生植物的影响。结果表明:与未经臭氧氧化处理相比,臭氧氧化后(AO1 10 mg·L~(-1)、AO2 30 mg·L~(-1)、AO3 50 mg·L~(-1))猪场处理尾水中苦草的过氧化氢(H_2O_2)含量有升高趋势;AO2处理中苦草的抗坏血酸(AsA)-谷胱甘肽(GSH)循环对H_2O_2调节起重要作用,苦草的抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性、AsA和GSH含量增加,从而使生物量增加;AO3处理中苦草AsA含量降低,H_2O_2与抗氧化物质之间没有达到平衡,从而使生物量降低。结果显示,试验条件下,30 mg·L~(-1)的臭氧氧化应用于猪场处理尾水,能增强沉水植物的抗氧化系统,促进生长,从而对水生生态系统有调节作用。  相似文献   

Cd对湿地匍灯藓叶绿体损伤与活性氧的影响     

李朝阳  肖钧文  左深君  曹子藤  李垣鑫  田向荣 《农业环境科学学报》2020,39(3):504-510

为探讨不同镉(Cd)浓度胁迫对湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)叶绿体、Cd的亚细胞分布及活性氧代谢的影响,设置了4个Cd浓度梯度(0、1、5、10 mg·L~(-1)),采用浸没培养方法对湿地匍灯藓进行处理。结果表明:随Cd胁迫浓度增加,细胞损伤加大,叶绿体严重皱缩成球状,同时细胞空泡化程度也逐渐加重。Cd在亚细胞组分中的分布为:细胞壁细胞器可溶部分。随Cd浓度增加,细胞器中Cd累积量增加;随Cd胁迫浓度的增加,湿地匍灯藓体内超氧阴离子自由基(O_2~-·)的产生速率先降后升,过氧化氢(H_2O_2)的含量则持续上升,均在10 mg·L~(-1)时达到最大值,与对照相比,二者分别增加了7.9%和13.7%;与之对应,抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和谷胱甘肽还原酶(GR)活性均显著增加,与对照相比,两种酶活性分别增加了947%和430%、810%和765%、712%和1125%;藓体内抗坏血酸含量与Cd存在剂量效应关系,尤其是还原型抗坏血酸(ASA),与对照相比分别增加了42.7%、72.7%和89.2%。综上所述,进入藓体内的Cd可能通过攻击叶绿体,使APX变性失活,诱导活性氧产生;而抗坏血酸-谷胱甘肽途径可能是湿地匍灯藓体内主要的活性氧清除机制。  相似文献   

环境因素对红壤模拟泥浆体系中紫外光(300~400 nm)降解邻苯二甲酸二丁酯的影响     

帅文娟  方国东  周东美  高娟 《农业环境科学学报》2019,38(2):366-373

土壤pH、硝酸根离子浓度、土壤外源性Cu2+污染、土壤中草酸或柠檬酸浓度等环境因素可能会影响邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)在土壤中的化学降解行为,为研究这些环境因素如何影响DnBP的降解,采集江西鹰潭红壤,加入DnBP老化30 d,在光照(300～400 nm)和暗环境下分别研究环境因素对DnBP在土壤泥浆中降解的影响。结果表明:当土壤中目标污染物DnBP浓度为100 mg?kg~(-1)时,在土壤pH为3.5、草酸浓度为50 mmol?L~(-1)的条件下,DnBP降解率为95%。草酸浓度过高或过低均不利于DnBP的降解。柠檬酸对DnBP降解的影响次于草酸。低pH的酸性环境下草酸有利于红壤中DnBP的光降解。以Cu2+污染为例的复合污染,无论在有或无草酸存在的条件下均对DnBP的降解无显著影响。在纯水溶液中,25 mmol?L~(-1)的NO3-有效地利用300～400 nm的紫外光降解DnBP,然而在土壤泥浆中NO3-的存在并不影响DnBP降解。研究表明,在表层红壤接受光照的情况下,有机污染物DnBP可以在红壤中发生光催化降解。  相似文献   

Fenton法对沼液中三种四环素类和三种磺胺类抗生素氧化去除的研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

迟翔  周文兵  武林  吴飞  肖乃东  朱端卫 《农业环境科学学报》2018,37(11):2451-2455

近年来各类抗生素广泛地用于畜禽养殖,经动物代谢后随粪便和尿液排出体外。代谢物通过沼气工程处理后,得到的沼液又多用于灌溉,使得抗生素进入环境被农作物吸收,通过食物链的传递对人体产生危害。因而沼液中抗生素的去除尤为重要。采用Fenton氧化技术去除沼液中的三种四环素类和三种磺胺类抗生素,通过设置单因素实验考察了pH值、H_2O_2浓度、摩尔比n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))对抗生素去除的影响。结果表明,最佳反应条件为pH=4,H_2O_2浓度为0.4 mol·L~(-1),n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10∶1,在此条件下,四环素、土霉素、金霉素去除率分别为91.83%、92.38%、80.52%,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为93.60%、91.97%、91.60%。同时TN、TP、TK的保留率分别为96.0%、97.7%、97.2%。可见,Fenton氧化法对沼液中抗生素的去除有良好的效果,同时又保证其养分的保留,为沼液中抗生素的去除提供了一条可能的途径。  相似文献   

羟基自由基氧化对牛血清白蛋白结构及水合特性的影响   总被引：2，自引：0，他引：2  

王策  李侠  邓少颖  王航  张春晖 《中国农业科学》2017,50(15):3013-3023

【目的】研究羟基自由基(·OH)氧化对蛋白结构及其水合特性的影响,探讨氧化介导的关于蛋白质和水分相互作用的变化情况。【方法】将牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)溶解在含15 mmol·L~(-1)的PIPES缓冲溶液中(pH 6.0),并在不同浓度H_2O_2(0、0.5、1.0、5.0、10.0和20.0 mmol·L~(-1))的铁-抗坏血酸-过氧化氢(FeCl_3-Vc-H_2O_2)羟基自由基氧化体系孵育12 h,采用氨基酸自动分析仪分析BSA不同程度氧化的氨基酸含量变化;通过测定羰基含量、巯基含量分析蛋白的氧化程度;通过测定BSA表面疏水性、离子键、氢键,考察BSA氧化不同程度后水合能力的变化情况;通过测定Zeta电位值来分析蛋白氧化后表面电荷的变化;采用傅里叶红外光谱法分析蛋白二级结构的变化。【结果】随着羟基自由基氧化体系中H_2O_2浓度的增加,氨基酸含量呈下降趋势,但不同种类氨基酸对·OH氧化敏感性不同,在1 mmol·L~(-1) H_2O_2处理浓度下,苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)含量显著降低,较对照组(未经H_2O_2处理组)分别下降了4.30%、4.22%;当H_2O_2浓度升高到20 mmol·L~(-1)时,较对照组蛋氨酸(Met)、酪氨酸(Tyr)、组氨酸(His)这3类氨基酸的含量下降程度最大,分别为35.32%、19.19%、11.15%,其次为异亮氨酸(Ile)、甘氨酸(Gly)、半胱氨酸(Cys)。随H_2O_2浓度的增加,BSA的羰基含量显著增加(P0.05),20 mmol·L~(-1) H_2O_2处理组比对照组羰基含量升高了57.52%;巯基含量显著降低(P0.05),20 mmol·L~(-1) H_2O_2处理组比对照组巯基含量降低了74.04%,蛋白氧化程度显著加剧;BSA经氧化处理后,蛋白二级结构发生变化,α-螺旋、无规卷曲含量显著降低(P0.05),β-折叠、β-转角含量显著增加(P0.05),多肽链中α-螺旋结构伸展变成线性结构,蛋白表面疏水性随着氧化程度的加剧而显著增加(P0.05),蛋白持水力降低;同时氧化作用降低了蛋白表面的净电荷数,Zeta电位的绝对值随着羟基自由基氧化体系中H_2O_2浓度的增加而显著降低(P0.05),离子键和氢键作用力显著减弱,降低了蛋白-水分子相互作用力,蛋白持水力降低。【结论】BSA在羟基自由基氧化体系中,存在显著的浓度效应,随着氧化程度加剧,蛋白表面的净电荷显著降低,离子键和氢键作用力显著减弱,蛋白二级结构发生了变化,蛋白-水分子相互作用力降低。  相似文献