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基于电化学的血清蛋白-铅络合物的络合及其解离 第32卷第1期 2011年2月 河南科技大学:自然科学版 JournalofH. enanUniversityofScienceandTechnology:NaturalScience VOl_32No.1 Feb.2011 文章编号:1672—6871(2011)0l一0093—04 基于电化学的血清蛋白一铅络合物的 络合及其解离 梁莹,潘锐,魏学锋,周鸣,董铁有. (河南科技大学a.化工与制药学院;b.第三附属医院;C.环境工程研究所,河南洛阳471003) 摘要:为解决现有重金属中毒治疗中存在的问题,用铅与牛血清蛋白生成的络合物作为中毒模拟血液,对其进 行透析,判断铅与牛血清蛋白的络合性能.根据蛋白质分子中多肽链拥有游离氨基和游离羧基以及氨基酸的 两性电解质特性,提出采用基于电化学原理的血清蛋白一铅络合物的解离问题,并就解离能的提供方式及其 机理进行研究.建立了外加直流电场一铅络合物解离一铅离子还原析出三位一体的工艺技术依据和基础 参数. 关键词:铅污染;络合物;模拟血液;透析;电解 中图分类号:Q512.1;R459.5文献标识码:A 0前言 近年来,国内外关于铅污染及铅危害人体(特别是儿童)的报道越来越多….铅是属于持久性污染 物,在自然环境中不能为生物代谢所分解.铅对于人体内的大多数系统均有危害,特别是损伤骨髓造血 系统,神经系统和肾脏.铅进入人体后,除部分通过粪便,汗液排泄外,其余在数小时后溶入血液中,阻 碍血液的合成. 血清蛋白是血浆里最丰富的蛋白质,具有储存和载运功能.血清蛋白普遍存在于血液中并且容 易被提纯,所以它成为科学家最早研究的蛋白质之一.今天,当需要一种蛋白质时,一种来源于牛体内 的类似的蛋白在研究中被广泛地使用,这种蛋白就是牛血清蛋白. 研究金属离子与蛋白质的结合作用是生命科学的重要内容,也是化学和生命科学研究的前沿领域. 通常人们研究的焦点集中在生命金属元素在模拟生理条件(pH=7.43)附近或等电点(pH=5.3)附近 与血清蛋白的结合反应,对Cu,Zn,Ni,Co,Co,Mn,Cd等研究的较多I9.到目前为止的 相关研究所涉及的都是重金属与血清蛋白键的作用和结合状态问题¨,而实际所要解决的是如何将血 清蛋白重金属络合物中的重金属除去.文献[11]曾对这方面做过研究. 本文在不同pH条件下,研究铅与牛血清蛋白作为中毒模拟血液的透析性能,并与硝酸铅溶液的透 析性能进行对比,以进一步了解铅与牛血清蛋白的络合情况.在生理pH值条件下,研究了中毒模拟血 液在外加电场作用前后的透析性能,以找到有效的除铅方法. 1试验部分 1.1仪器与试剂 仪器:AA240火焰原子吸收光谱仪,雷磁DDSL一308A型电导率仪,BT00-300型蠕动泵,BS124S型 电子天平,u型压差计,钛基复合材料电极板,WY一30-1A～3A晶体管稳压电源,F60S空心纤维血液透 析滤过器以及实验室自行设计的透析装置(见图I)和电解槽等. 试剂:浓度为0.05mol/L,pH为7.40的Tris—HC1缓冲溶液;牛血清白蛋白(BSA)(北京博奥星生 基金项目:河南省医学科技攻关基金项目(200703081);河南省教育厅自然科学基金项目(2009A150008);河南科技大学科学研究基 金项目(2007ZY037) 作者简介:梁莹(1986一),女,河南南阳人,硕士生;董铁有(1960一),男,河南洛阳人,教授,博士,硕士生导师. 收稿日期:2010—06—10 ? 94?河南科技大学:自然科学版 物技术有限公司,生化纯,用前未进行纯化);硝酸铅储备液含铅0.24g/L,冰箱内4℃保存;硝酸为分 析纯;配制原液用水为一次蒸馏水;透析液为一次蒸馏水.为了进行对比试验,3种原液的配制见表1. 表1原液的配制方法 原液配制方法 硝酸铅溶液3L蒸馏水+10mL硝酸铅储备液 pH为3.06的含铅模拟血液3L蒸馏水+1.95g牛血清白蛋白+10mL硝酸铅储备液 pH为7.40的含铅模拟血液3L缓冲溶液+1.95g牛血清白蛋白+10mL硝酸铅储备液 1.2实验方法 利用图1所示的试验装置,将硝酸铅溶液和含铅模拟血液(常温下搅拌3天)分别放置在原液1所 示位置,通过蠕动泵的抽滤作用,使它们从透析柱的内侧由下至上流出,透析液在透析柱的外路通过,流 动方向由上到下,原液和透析液采取逆流的方式.在一定的压力和动力下(见表2试验参数),进行透 析试验,在不同的透析时间下取样,检验样品的电导率和铅浓度. 表2试验条件参数表 △P=3.95×入口速度/出口速度/ lOPa(mL/min)(mL/min) 图1原液不进行循环的透析装置 将pH为7.40的含铅模拟血液先利用图1所示试验装置,进行透析,除去其中的小分子