《荧光光谱法研究山梨酸钾与BSA的结合反应荧光特性》-毕业论文.docVIP

PAGE w 1 引言 在生命体内，各类小分子（含中性分子和离子）物质的生物活性功能都是通过他们与生物大分子相互作用而展现的，因此，小分子与生物大分子相互作用是研究所有生命过程经常涉及的基本问题之一。小分子与生物大分子（核酸、蛋白质、多肽等）之间非共价键的相互作用研究已成为当前公认的化学理论与应用技术的前沿课题，对其本质的研究有助于理解在生命科学、医学、药学领域中涉及到的分子之间的相互作用以及相互识别过程[1，2]。 在生物体内，蛋白质是药物作用的主要靶向分子，药物与生物大分子作用的形式和结合位点影响到生物分子的生理和物理化学性质[3]。蛋白质是生命的主要物质基础，是生命体内含量最丰富、功能最多的生物大分子，其功能对于很多生命现象都是重要的[4]。血清蛋白是血浆中含量最丰富的蛋白质，具有维持血浆胶体渗透压、增加血容量、调节血压以及运载功能和营养的作用，对维持正常生命活动发挥着重要作用[5]。通过荧光发射峰、荧光强度、能量转移及荧光寿命等研究可以为蛋白质的结构及所处的微环境提供有用信息[6]。血清蛋白能与许多内源及外源性化合物结合，是药物发挥药效的重要载体和靶点[7]。药物在进入循环系统后首先与血清蛋白结合，然后才能被运输至全身各部位发挥药效[8]。在所有血清蛋白中，牛血清白蛋白（Bovine Serum Albumin，简称BSA）含有580个氨基酸残基单链多肽，具有与人血清白蛋白很类似的结构，许多水溶性差的物质包括胆红素、前列腺素、金属离子等都可以通过与牛血清白蛋白的结合而被运输。牛血清白蛋白与某些有机小分子（如药物、染料等）相互作用后能够生成对其内源荧光具有猝灭效果的配合物。因此，许多光谱法用其研究有机小分子对牛血清白蛋白的内源荧光猝灭现象获取蛋白质携带小分子后对其结构和构象的变化，以揭示小分子与牛血清白蛋白的作用机制[9]。有机小分子与生物大分子的相互作用远不仅限于二者之间，必然要受到其他共存金属离子的影响。因此，研究金属离子存在下食品添加剂与血清白蛋白的相互作用具有重要的理论意义。 血清白蛋白含有色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸残基，具有荧光发射性质，因而具有内源荧光[10]。它能在340到350nm左右有荧光发射峰，并且能吸收270到300nm的紫外光，因此可以用蛋白质的荧光光谱和紫外吸收进行分析研究。测定蛋白质含量的方法有很多，如浊度发、凯式定氮法、吸光光度法、荧光光度法、化学发光法、电化学法以及共振瑞利散射法等[11]。但是，蛋白质的分子巨大，结构复杂，使得蛋白质作用机理的研究及其应用受到限制。为此，人们借助于能与蛋白质发生作用的小分子作为探针来对蛋白质进行研究，如染料探针[12，13]，二聚体探针[14]，金属离子探针[15]，其他探针等。 山梨酸钾[16，17]（Potassium sorbate，PSS），结构式：，化学名2,4-己二烯酸钾，分子式C6H7O2K，分子量为150.22，别名E202、BB粉，俗称防腐剂。它无色或白色至浅黄色鳞片状结晶、结晶状粉末或颗粒，无臭或稍有臭味。在空气中不稳定，长时间放置时吸湿并氧化分解而着色，常温下密封保存不会分解。山梨酸钾易溶于水，67.6g/100ml(20 ℃)；5%食盐水，47.5g/100ml(室温）；25%糖水，51g/100ml(室温）。溶于丙二醇，5.8g/100ml；乙醇，0.3g/100ml。1%山梨酸钾水溶液的PH7～8。山梨酸钾是肉制品中使用很广泛的一种化学防腐剂。由于是一种不饱和脂肪酸，可以在体内参与新陈代谢最终被分解为二氧化碳和水，几乎没有毒性。山梨酸钾对霉菌、酵母菌及需氧菌有一定的抑制作用，而对革兰氏厌氧性芽孢菌几乎没有抑制作用。GB2760—1996食品添加剂使用及其标准中规定山梨酸钾可以在肉、鱼、蛋、禽类制品中使用。2002年又增补山梨酸钾在罐肠类肉制品中最大使用量为1.5g/kg，而火腿类产品继续执行最大使用量0.075g/kg的标准[18]。 铁在人体中的含量仅为0.004%，是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和其他酶系统的重要成分。还有少量以铁蛋白的形式贮存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统。铁还参与体内氮体交换和组织呼吸过程，参与脂类从血液中转运及药物在肝脏中的解毒。它还能催化胡萝卜素转换为维生素A催化胶原蛋白的合成，催化抗体的产生，提高各种杀菌酶，吞噬细胞的活性，提高免疫力。 铝不是人体必须元素，摄入过量的铝，会对人体的骨骼、大脑造成损伤，妨碍人体的消化吸收功能，导致视觉、记忆、注意力下降。 铬是人体必须的微量元素，在酶的催化和加强糖代谢方面有重要的作用。缺铬可使组织对胰岛素的敏感性降低，补充适量的有机铬的化合物可以达到降低血糖、改善糖耐量的目的[19]。 本文用荧光光谱法在生理条件下研究了Fe3+，Al3+，C