一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法技術

一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法，將氮氧自由基自旋探針與逆膠束酶體系締合，通過分別改變逆膠束酶體系中的含水量和逆膠束酶水核中的酶濃度，測定氮氧自由基自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢，實現對自旋探針作用位置的定位。本發明專利技術方法能夠快速定位出自旋探針的作用位置，在測定自旋探針旋轉相關時間的同時還可判斷體系的微極性、微粘度，方便、快捷，所使用的試劑環境友好，可廣泛應用于超活性以及高性能物質或體系的開發，對今后環境監測、化學分析以及環境保護等領域中的研究具有重要的指導意義。

【技術實現步驟摘要】
一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法
本專利技術涉及一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法，具體涉及一種通過檢測逆膠束酶體系微觀構象特征以及探針運動情況以實現定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法。
技術介紹
逆膠束是表面活性劑在非極性有機溶劑中超過臨界膠團濃度時自組裝形成的納米尺寸的聚集體，具有良好的熱力學穩定性。逆膠束酶體系中，表面活性劑疏水的非極性尾部指向有機溶劑，親水的極性頭部指向聚集體內部形成一個納米級大小的極性腔。此極性腔可容納一定量的水，其內部接近細胞內環境，酶等生物物質溶解在其中，由于膠團的屏蔽作用，這些生物物質不與有機溶液直接接觸，因而逆膠束酶體系可以有效保持生物物質的活性，從而提高該體系中酶催化反應的效率。近年來，逆膠束酶體系性能的研究受到廣泛的關注。逆膠束酶體系的微觀性質，包括微極性和微粘度對逆膠束酶體系在環境污染治理等領域的應用非常重要。而這些微觀參數的體現可以通過向體系中加入電子自選探針進行考察。逆膠束酶體系中，物質的微觀構象發生改變，例如將物質的活性因子激活，或者對物質的活性中心產生影響，進而對其性質產生影響，而這些影響對于超活性以及高性能物質（或體系）的開發具有重要的推動作用。通過研究自選探針在體系中作用位置對于物質微觀構象有重要的指導意義。逆膠束酶體系中探針的作用位置體現了體系各組分之間的締合狀況，同時對體現中物質的各種性能（包括活性、穩定性、粘度等）產生影響。然而，現階段，逆膠束酶體系的微觀構象以及探針運動情況還處于空白階段。因此，開展微觀體系中探針作用情況的研究有助于逆膠束酶體系在環境監測、化學分析以及環境保護等領域中的應用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種能夠快速檢測出體系各項參數并對自旋探針作用位置進行精準定位的定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案如下：一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法，將氮氧自由基自旋探針與逆膠束酶體系締合，通過分別改變逆膠束酶體系中的含水量和逆膠束酶水核中的酶濃度，測定氮氧自由基自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢，實現對自旋探針作用位置的定位。所述氮氧自由基自旋探針優選氮氧自由基硬脂酸自旋探針。進一步，所述測定氮氧自由基自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢是指：先通過改變逆膠束酶體系中的含水量，檢測自旋探針旋轉相關時間與逆膠束酶體系中含水量的變化趨勢，確定探針作用于逆膠束酶體系的親水區域或疏水區域；再通過改變逆膠束酶水核中的酶濃度，根據自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢對自旋探針作用位置進行精確定位。所述親水區域是指逆膠束結合水層和逆膠束自由水層，所述疏水區域是指有機相。所述逆膠束的水核中的水分為兩類，第一類是自由水，分布在水核的中心部位，即逆膠束自由水層；第二類為結合水，分布在水核外圍，緊貼表面活性劑，即逆膠束結合水層。所述有機相是指制備逆膠束酶體系時，用于溶解表面活性劑的非極性有機溶劑。進一步，所述改變逆膠束酶體系中的含水量即水與有機溶劑的體積比變化范圍為0.1～1.2v/v%，所述改變逆膠束酶水核中的酶濃度的變化范圍為0.1～0.6mmol/L。逆膠束酶體系中的含水量變化是通過改變加水量實現，逆膠束酶水核中的酶濃度變化是通過改變水溶液中酶的加入量實現。進一步，若隨著逆膠束酶體系中的含水量上升，自旋探針旋轉相關時間呈下降趨勢，并且隨著逆膠束酶水核中的酶濃度上升，自旋探針旋轉相關時間也呈下降趨勢，則自旋探針定位于逆膠束結合水層；若隨著逆膠束酶體系中的含水量上升，自旋探針旋轉相關時間呈下降趨勢，并且隨著逆膠束酶水核中的酶濃度上升，自旋探針旋轉相關時間呈上升趨勢，則自旋探針定位于逆膠束自由水層；若隨著逆膠束酶體系中的含水量上升，自旋探針旋轉相關時間平穩或呈上升趨勢，則自旋探針定位于有機相中。判斷自旋探針位于逆膠束結合水層、逆膠束自由水層或有機相中的理論依據如下：當逆膠束酶體系中水的比例增加時，逆膠束酶水核增大，旋轉相關時間有明顯的下降，即探針分子運動受到的阻力減小，探針定位于逆膠束酶水核中，由于酶分子具有親水性，聚集在逆膠束的自由水中，當越來越多的酶分子進入水核中心自由水中時，旋轉相關時間下降，即探針受到的阻力減小，因此，證明探針位于逆膠束的結合水層；同理，當逆膠束酶水核中的酶含量升高，而旋轉相關時間上升，則說明酶分子與探針之間產生作用力，影響探針的翻轉運動，導致自旋探針運動受到的阻力增加，說明探針與酶分子位于同一水層中，即自由水層中；當逆膠束酶體系中水含量升高時，逆膠束酶水核增大，而旋轉相關時間沒有明顯的下降，則探針分子運動受到的阻力沒有降低，因此，證明探針并未作用于水核，而定位于有機相中。進一步，將含氮氧自由基化合物的氯仿溶液與逆膠束酶體系的體積比以1:50～110的比例加入到逆膠束酶體系中。氮氧自由基氯仿溶劑加入量過多會導致逆膠束酶體系結構本身產生改變；而加入量過少會導致檢測信號較弱。進一步，所述含氮氧自由基在氯仿溶液中的摩爾濃度為0.3～0.5mmol/L。過高的氮氧自由基硬脂酸濃度會影響逆膠束酶體系的本身結構，過低的濃度會導致檢測信號變弱。進一步，所述締合的方式為：將含氮氧自由基化合物的氯仿溶液加入逆膠束酶體系中，室溫條件下，震蕩8～10h，然后在20～25℃下，水浴20～24h，即成。專利技術人通過研究發現，所述實驗參數范圍內，所得氮氧自由基化合物與逆膠束酶體系的締合更加穩定。進一步，所述逆膠束酶體系的制備方法為：在室溫下，將表面活性劑在非極性有機溶劑中的溶液與酶的水溶液以表面活性劑與酶的摩爾比為400～5000:1（優選500～3000:1）的比例混合均勻，震蕩8～10h后，靜置20～30h，即成。專利技術人通過研究發現，所述實驗參數范圍內，所得逆膠束酶體系更加穩定。進一步，所述表面活性劑為離子型表面活性劑，優選十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨或十二烷基三甲基氯化銨。表面活性劑在非極性有機溶劑中的溶液濃度為1.0～1.5mmol/L。進一步，所述酶的分子量≤100kDa，優選辣根過氧化物酶。所述酶的水溶液濃度為0.1～0.6mmol/L，逆膠束酶水核中的酶濃度與酶的水溶液濃度一致。進一步，所述非極性有機溶劑為正己烷、異辛烷等。本專利技術應用電子自旋共振法研究逆膠束酶體系中各組分締合情況，從而實現對逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的精確定位。電子自旋共振技術通過未配對電子由低能級到高能級時自旋取向的改變來進行檢測分析，具有其它技術不及的高靈敏度，對納米級體系中探針作用位置能夠進行判斷分析，通過相關參數的測定，可以獲取不成對電子能態以及所處的位置等信息。順磁性的物質含有一個或者更多未成對電子，當該物質的自旋電子處于外加磁場時，吸收了足夠的電磁輻射后，該電子會產生翻轉狀態，即自旋狀態的翻轉，該技術對自旋翻轉的電子進行瞬間檢測，檢測非常精準，可信度高。本專利技術方法的優點在于：目前，對于逆膠束酶體系中，自旋探針與逆膠束結合水層、逆膠束自由水層或有機相之間締合的狀況及自旋探針作用位置，體系的各項性能參數，包括體系的微極性、微粘度都不明確，該研究領域尚屬空白，而本專利技術方法填補了研究空白，能夠快速定位出自旋探針的作用位置，在測定自旋探針旋轉相關時間的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法，其特征在于：將氮氧自由基自旋探針與逆膠束酶體系締合，通過分別改變逆膠束酶體系中的含水量和逆膠束酶水核中的酶濃度，測定氮氧自由基自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢，實現對自旋探針作用位置的定位。

【技術特征摘要】
1.一種定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法，其特征在于：將含氮氧自由基化合物的氯仿溶液與逆膠束酶體系的體積比以1:50～110的比例加入到逆膠束酶體系中締合，通過分別改變逆膠束酶體系中的含水量和逆膠束酶水核中的酶濃度，測定氮氧自由基自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢，實現對自旋探針作用位置的定位；所述含氮氧自由基在氯仿溶液中的摩爾濃度為0.3～0.5mmol/L；所述測定氮氧自由基自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢是指：先通過改變逆膠束酶體系中的含水量，檢測自旋探針旋轉相關時間與逆膠束酶體系中含水量的變化趨勢，確定探針作用于逆膠束酶體系的親水區域或疏水區域；再通過改變逆膠束酶水核中的酶濃度，根據自旋探針旋轉相關時間的變化趨勢對自旋探針作用位置進行精確定位；具體地，若隨著逆膠束酶體系中的含水量上升，自旋探針旋轉相關時間呈下降趨勢，并且隨著逆膠束酶水核中的酶濃度上升，自旋探針旋轉相關時間也呈下降趨勢，則自旋探針定位于逆膠束結合水層；若隨著逆膠束酶體系中的含水量上升，自旋探針旋轉相關時間呈下降趨勢，并且隨著逆膠束酶水核中的酶濃度上升，自旋探針旋轉相關時間呈上升趨勢，則自旋探針定位于逆膠束自由水層；若隨著逆膠束酶體系中的含水量上升，自旋探針旋轉相關時間平穩或呈上升趨勢，則自旋探針定位于有機相中。2.根據權利要求1所述定位逆膠束酶體系中自旋探針作用位置的方法，其特征在于：所述改變逆膠束酶體系中的含水量即水與有機溶劑的體積比變化范圍為0.1～1.2v/v%，所述改變逆膠束酶水核中的酶濃度的變化范圍為0.1～0.6mmol/L。3.根據權利要求1或2所述定位逆膠束酶體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭馨，孟勇，張超，
申請(專利權)人：湖南師范大學，
類型：發明
國別省市：湖南;43