Bola表面活性剂（G2D）及复配体系中核黄素的光物理和光化学性质研究

论文摘要

1. 1, 12-二谷氨酸基十二烷基二胺盐的合成及复配研究合成了一种具有生物适应性的Bola型表面活性剂1,12-二谷氨酸基十二烷基二胺盐（G2D）和单链型的表面活性剂谷氨酸基十二烷基铵盐（GDA）,并通过核磁、红外光谱,元素分析等方法对它们的结构进行了鉴定。此外,通过表面张力、等温滴定微量量热法等实验手段测定了G2D的临界胶束浓度、胶束聚集数、胶束的流体力学半径等。研究发现:与传统的单链表面活性剂GDA相比,Bola型表面活性剂G2D的表面活性较低,其表面张力曲线出现了两个转折点,对应的临界二聚体浓度（cdc）和临界胶束浓度（cmc）分别是7 mmol?L-1、17 mmol?L-1。将G2D和GDA混合后,经负染透射电镜证实,在一定复配比例条件下体系中有囊泡和链珠状聚集体存在。并且随着表面活性剂总浓度、复配比例、温度的改变,不同的聚集体结构之间可以相互转化和共存。根据实验结果,提出了G2D和GDA的相互作用及其聚集形貌的形成机理,并进一步通过微量量热、荧光光谱、核磁等实验手段对提出的机理进行验证。2.表面活性剂溶液中核黄素的光物理和光化学性质以G2D、GDA胶束水溶液和G2D/GDA复配形成的囊泡体系模拟仿生细胞膜,以核磁共振、等温滴定微量量热法、紫外光谱、荧光光谱、时间分辨荧光光谱法等方法研究了这三种分子有序组合体中核黄素的光物理和光化学性质。结果表明:随着胶束的形成,被增溶的核黄素自发地定位于G2D胶束的疏水碳氢链附近,它们的相互作用是放热过程。紫外光照条件下,核黄素在G2D溶液中发生光还原反应的速率常数与G2D的浓度有关。同时实验还证实表面活性剂的极性头基在核黄素与表面活性剂的相互作用中起决定性作用。在单头基的GDA胶束中,核黄素本身的光物理性质发生更为显著地变化,且核黄素与GDA分子间的强静电吸引作用使得GDA胶束结构变得更为松散。为考察体系微环境的影响,实验进一步研究了G2D/GDA复配体系中核黄素的光物理和光化学性质。结果表明:当摩尔比从15:1变到1:15时,体系由囊泡向链珠状聚集体转变,体系中核黄素的荧光和紫外强度都呈先降低再增大的趋势。在紫外光照条件下,核黄素在复配体系中发生光还原反应的速率同样与聚集体的形貌有关,链珠状聚集体比球形囊泡更有利于核黄素光反应的进行。3.表面活性剂溶液中核黄素与血红蛋白的相互作用利用荧光光谱、紫外吸收光谱、圆二色光谱等技术比较性研究了两种表面活性剂G2D、GDA与血红蛋白的相互作用。研究表明:G2D和GDA都可以结合在血红蛋白上。随着这两种表面活性剂浓度的增大,血红蛋白开始解螺旋,疏水空腔逐渐打开,血红蛋白逐渐变性。在G2D、GDA的血红蛋白溶液中加入核黄素后,核黄素与血红蛋白之间通过形成1:1型的复合物而猝灭血红蛋白的内源荧光,温度升高不利于该过程的进行。根据F?rster非辐射能量转移理论,得到G2D和GDA溶液中核黄素与血红蛋白分子间的能量转移效率、结合距离等。这不仅丰富了生物大分子与小分子之间相互作用的研究内容,为研究核黄素在活体细胞中的作用机制提供了可靠的实验数据,同时实验结果也对进一步理解血红蛋白的结构和功能关系提供了重要的理论依据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 序言
• 1.1 Bola 型表面活性剂
• 1.1.1 Bola 型表面活性剂的物理化学特性
• 1.1.2 Bola 型表面活性剂的复配特性
• 1.1.3 Bola 型表面活性剂的应用
• 1.2 表面活性剂-蛋白质体系相互作用的研究
• 1.2.1 血红蛋白的分子结构和性质
• 1.2.2 表面活性剂与蛋白质分子的相互作用
• 1.3 核黄素的光物理和光化学性质
• 1.4 表面活性剂中光敏剂与蛋白质相互作用的实验研究手段
• 1.4.1 紫外-可见吸收光谱法
• 1.4.2 荧光光谱法
• 1.4.3 圆二色谱法
• 1.5 本论文的研究背景和内容
• 参考文献
• 第二章 1, 12-二谷氨酸基十二烷基二胺盐的合成及复配研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验方法
• 2D、GDA 的制备和表征'>2.2.2.1 G₂D、GDA 的制备和表征
• 2.2.2.2 表面张力的测定
• 2.2.3.3 电导率的测定
• 2.2.2.4 等温滴定微量量热的测定
• 2.2.2.5 微极性与聚集数的测定
• 2.2.2.6 负染-透射电镜
• 2.2.2.7 流体力学半径的测定
• 2.2.2.8 荧光光谱和荧光偏振度的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2D的结构鉴定'>2.3.1 Bola型表面活性剂G₂D的结构鉴定
• 2D 胶束的生成'>2.3.2 G₂D 胶束的生成
• 2D 与GDA 的复配行为的研究'>2.3.3 G₂D 与GDA 的复配行为的研究
• 2D复配比例对表面张力的影响'>2.3.3.1 GDA/G₂D复配比例对表面张力的影响
• 2.3.3.2 总浓度和复配比例对聚集体形貌的影响
• 2.3.3.3 温度对聚集体形貌的影响
• 2D 与GDA 的相互作用机理'>2.3.4 G₂D 与GDA 的相互作用机理
• 参考文献
• 第三章 表面活性剂溶液中核黄素的光物理和光化学性质
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.2.1 1HNMR 的测定
• 3.2.2.2 等温滴定微量量热的测定
• 3.2.2.3 紫外-可见光谱的测定
• 3.2.2.4 荧光光谱的测定
• 3.2.2.5 时间分辨荧光光谱的测定
• 3.2.2.6 紫外光照实验
• 3.3 结果与讨论
• 2D 溶液中核黄素的光物理和光化学性质'>3.3.1 G₂D 溶液中核黄素的光物理和光化学性质
• 2D 溶液中核黄素的光物理性质'>3.3.1.1 G₂D 溶液中核黄素的光物理性质
• 2D 溶液中核黄素的光化学性质'>3.3.1.2 G₂D 溶液中核黄素的光化学性质
• 3.3.2 GDA 溶液中核黄素的光物理和光化学性质
• 3.3.2.1 GDA 溶液中核黄素的光物理性质
• 3.3.2.2 GDA 溶液中核黄素的光化学性质
• 2D/GDA 复配体系中的光物理和光化学性质'>3.3.3 核黄素在G₂D/GDA 复配体系中的光物理和光化学性质
• 参考文献
• 第四章 表面活性剂溶液中核黄素与血红蛋白的相互作用
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验方法
• 4.2.2.1 紫外-可见光谱的测定
• 4.2.2.2 同步荧光光谱和荧光光谱的测定
• 4.2.2.3 圆二色谱的测定
• 4.3 结果与讨论
• 2D、GDA 的相互作用'>4.3.1 Hb 与G₂D、GDA 的相互作用
• 2D、GDA 胶束中核黄素与血红蛋白的相互作用'>4.3.2 G₂D、GDA 胶束中核黄素与血红蛋白的相互作用
• 4.3.2.1 荧光猝灭
• 4.3.2.2 结合位点数n 及结合常数KA
• 4.3.2.3 荧光给体（核黄素）和受体（血红蛋白）间的作用距离
• 2D/RF/Hb 和GDA/RF/Hb 体系中Hb 的构象变化'>4.3.2.4 G₂D/RF/Hb 和GDA/RF/Hb 体系中Hb 的构象变化
• 参考文献
• 第五章 结论
• 硕士期间发表的文章
• 致谢