本文關(guān)鍵詞：高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與人體常見菌壁膜結(jié)構(gòu)分子的作用研究

  更多相關(guān)文章： 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒 細胞壁膜 生物分子 常見菌 表面基團 界面作用

【摘要】：針對高硅鈣質(zhì)超細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象;構(gòu)建不同礦物細顆粒/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)超細礦物顆粒對常見菌壁膜及其結(jié)構(gòu)分子的熒光猝滅、基團作用、結(jié)構(gòu)和形貌變化等方面的影響。結(jié)果如下:蒙脫石對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(如Al OH2+)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GluAlaTrpValGlyLys;石英在在各氨基酸中Si溶出量表現(xiàn)為LysGlyValAlaTrpGlu。高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒會引起蛋白質(zhì)熒光發(fā)射強度的降低,產(chǎn)生熒光猝滅效應(yīng)。采用Stern-Volmer方程進行分析,發(fā)現(xiàn)猝滅過程中既有靜態(tài)猝滅也有動態(tài)猝滅。動態(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BSA的結(jié)合位點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)合物,造成熒光猝滅。在顆粒物對蛋白質(zhì)影響的ATR-FTIR結(jié)果中,可知超細礦物顆粒會引起蛋白質(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-,會促進肽聚糖四肽側(cè)鏈上氨基酸的堿式解離,氨基質(zhì)子化形成正電基團—NH3+;高鈣質(zhì)顆粒的溶解會促進四肽側(cè)鏈上氨基酸的酸式解離。四種超細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,造成肽聚糖在193 nm、197.5 nm和202.5 nm紫外吸收光譜的變化。超細顆粒對肽聚糖分子雙糖單位中的仲酰胺基團、四肽側(cè)鏈中的 CH2 、1137cm-1處糖苷鍵的振動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。但方解石有時只有在高濃度時才會對肽聚糖造成上述影響。從基團變化來看,高硅質(zhì)礦物顆粒的作用強于高鈣質(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促進高硅質(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p H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度的變化,并且Nano-Si O2對于磷脂蛋白質(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性。高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與菌體在作用過程中發(fā)生黏附,顆粒物首先對菌體壁膜生物小分子位點(氨基酸、單糖分子等)產(chǎn)生影響,引起其基團和結(jié)構(gòu)的變化,進而造成相關(guān)結(jié)構(gòu)大分子(肽聚糖、脂多糖、蛋白質(zhì)和磷脂等)的熒光猝滅、分子構(gòu)象改變以及表面基團變化,引起生物大分子的結(jié)構(gòu)破壞。細菌壁膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或遭到破壞后,菌體最終表現(xiàn)為表面出現(xiàn)凹陷、皺縮甚至是崩解,細胞破裂,胞內(nèi)物質(zhì)流出,造成菌體細胞死亡。與細菌作用后,高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒的晶格、表面特征基團也受到一定程度的影響。
【關(guān)鍵詞】：高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒 細胞壁膜 生物分子 常見菌 表面基團 界面作用
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R122
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-25
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 大氣顆粒物的組成和來源13-14
• 1.3 礦物細顆粒的生物活性研究現(xiàn)狀14-21
• 1.3.1 礦物細顆粒的微生物活性研究15-17
• 1.3.2 微生物及其代謝產(chǎn)物對礦物細顆粒的影響研究17-18
• 1.3.3 人體常見微生物的壁膜結(jié)構(gòu)研究18-21
• 1.4 國內(nèi)外研究存在的問題21
• 1.5 研究目的、意義及主要內(nèi)容21-24
• 1.5.1 研究目的及意義21-22
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容22-23
• 1.5.3 本論文的創(chuàng)新點23-24
• 1.6 課題來源及主要工作量24-25
• 1.6.1 課題來源24
• 1.6.2 主要工作量24-25
• 2 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒的制備與表征25-32
• 2.1 礦物細顆粒的來源及制備25
• 2.1.1 礦物樣品的來源25
• 2.1.2 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒的制備25
• 2.2 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒的表征25-30
• 2.2.1 表征方法25-26
• 2.2.2 礦物細顆粒的成分和物相分析26-28
• 2.2.3 礦物細顆粒的粒度分析28
• 2.2.4 礦物細顆粒的SEM分析28-29
• 2.2.5 礦物細顆粒的IR分析29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 3 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與氨基酸的界面作用研究32-66
• 3.1 材料與方法32-36
• 3.1.1 試劑與儀器32
• 3.1.2 蒙脫石對氨基酸的吸附32-33
• 3.1.3 氨基酸對高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒的溶解33
• 3.1.4 顆粒物對色氨酸的熒光發(fā)射影響33-34
• 3.1.5 測試方法34-36
• 3.2 結(jié)果與討論36-64
• 3.2.1 蒙脫石對氨基酸的吸附特性研究36-52
• 3.2.2 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒在氨基酸溶液中的溶解特性52-61
• 3.2.3 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒對氨基酸熒光光譜的影響61-64
• 3.3 本章小結(jié)64-66
• 4 高硅鈣質(zhì)超細礦物細顆粒與生物大分子間相互作用66-108
• 4.1 材料與方法66-69
• 4.1.1 儀器與試劑66-67
• 4.1.2 顆粒物在生物分子中的溶解實驗方法67
• 4.1.3 生物分子的譜學(xué)測試方法67-69
• 4.2 結(jié)果與討論69-105
• 4.2.1 礦物細顆粒對外膜成分熒光、分子結(jié)構(gòu)和基團變化的影響69-85
• 4.2.2 礦物細顆粒對肽聚糖的分子結(jié)構(gòu)、基團變化的影響85-98
• 4.2.3 礦物細顆粒對磷脂的熒光、基團變化的影響98-105
• 4.3 本章小結(jié)105-108
• 5 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與人體常見菌壁膜的相互作用108-140
• 5.1 材料與方法108-109
• 5.1.1 儀器與試劑108
• 5.1.2 礦物顆粒與常見菌的共培養(yǎng)作用實驗方法108
• 5.1.3 掃描電鏡測試108-109
• 5.1.4 紅外光譜測試109
• 5.2 結(jié)果與討論109-138
• 5.2.1 礦物細顆粒對人體常見菌的形貌影響109-112
• 5.2.2 礦物細顆粒對人體常見菌蛋白結(jié)構(gòu)的影響112-123
• 5.2.3 礦物細顆粒對人體常見菌磷酸酯基團的影響123-130
• 5.2.4 人體常見菌對高硅鈣質(zhì)礦物細顆粒性質(zhì)的影響130-138
• 5.3 本章小結(jié)138-140
• 6 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與常見菌的界面作用機理探討140-154
• 6.1 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與壁膜結(jié)構(gòu)分子的作用過程140-150
• 6.1.1 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與氨基酸分子的作用過程141-144
• 6.1.2 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與壁膜大分子的作用過程及方式144-150
• 6.2 高硅鈣質(zhì)超細礦物顆粒與常見菌的壁膜界面作用機理150-154
• 結(jié)論154-156
• 致謝156-158
• 參考文獻158-170
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果170-171

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本文編號：598901