一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法技术

本发明专利技术公开了一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，包括以下步骤：利用鼠李糖脂溶液对表面吸附有蛋白质的矿物材料或土壤进行淋洗，其中，所述鼠李糖脂溶液的pH为7‑8，离子强度为10mM‑50mM，鼠李糖脂溶液的浓度为25mg/L‑200 mg/L。该分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法采用无毒、可降解的生物表面活性剂鼠李糖脂溶液代替现有的化学表面活性剂或一般碱性化学溶液，分离效果好、无二次污染、环境友好、成本较低。

A method of separating mineral material or soil surface proteins

The invention discloses a method for separating mineral material or soil surface protein, which comprises the following steps: using the Shu Li solution protein glycolipid mineral materials or soil leaching, adsorption on the surface where the Shu Li glucose solution of pH 7 8, ionic strength 10mM 50mM Shu Li solution for lipid concentration 25mg/L 200 mg/L. The method of separation of mineral materials or soil surface proteins using non-toxic and biodegradable surfactant rhamnolipid solution instead of the existing chemical surfactants or alkaline chemical solution, good separation effect, no two pollution, environmental friendly and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法
本专利技术涉及污染生态控制及胶体与界面
，具体涉及一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法。
技术介绍
随着生物技术的快速发展和生物工程产业化的普及，许多外源活性蛋白进入环境的可能性增大，因而大分子物质以及生物物质的污染逐渐成为人类所面临的重要污染源。进入21世纪以来，转基因作物技术的快速发展，在推动土地资源高效利用、减少化肥和农药污染、解决人口增长与粮食匮乏的矛盾等方面给人类带来了福音。但与此同时，一些生物毒素类物质，如转基因蛋白毒素，在土壤环境中的长时间存在及其可能造成的土壤环境安全隐患也引起了人们广泛的重视。其中，转Bt（Bacillusthuringiensis）基因作物被认为是全球商品化程度最高的抗虫转基因作物，在其生产和应用过程中，会持续而不可控制地产生大剂量的Bt毒蛋白。在转基因作物生长的全过程及其秸秆还田过程中，Bt毒素将会随着根际分泌、花粉传播和作物残茬分解等过程进入土壤生态系统中，造成不可忽视的潜在安全隐患。Bt毒素作为蛋白质类毒素的一种，其分子中的侧链氨基酸所具有的正负电荷或极性基团，可通过静电引力作用，吸附到土壤活性颗粒表面相应的阳离子或阴离子基团上。Bt毒素与土壤介质中的活性颗粒紧密结合，造成毒素在颗粒表面的大量富集，同时，所形成的结合态Bt毒素非常难被降解，不能被微生物作为碳源和氮源而分解利用，这导致结合态的毒素毒性反应相对于游离态的更强。而土壤固相中残留的Bt毒素可能会持续不断地危害其非靶标生物，并可能导致土壤酶活性、生物多样性和土壤生物类群功能等受到不同程度的损害，同时，这一过程也为Bt毒素的靶标害虫产生抗性创造了良好的磨合时期。因此，Bt毒素在土壤固相表面的吸附行为将影响到其蛋白毒素的归趋模式及可能的降解途径。已有的诸多研究发现，在种植转Bt基因作物的土壤环境中，携带Bt基因作物所释放的Bt毒蛋白在土壤固相基质中能够发生强烈吸附。而能以Bt毒素作为碳源充分利用的微生物数量和活性有限，尤其在土壤活性颗粒表面上，由于强烈吸附而形成的结合态Bt毒素很难发生解吸，且生物可利用性较低，这也导致Bt毒素的有效降解需要很长时间。因此，加速Bt毒素在土壤固相表面的分离解吸过程，有助于提高Bt毒素的生物可利用性，从而有效控制Bt毒素在土壤介质中的毒性延迟效应。此外，大气和水体也会存在不同尺度的固体微粒，由于这些固体微粒绝大多数来于土壤，因而成份与土壤物质相似。土壤粒子可吸附许多胞外酶和蛋白质，这些蛋白类物质的吸附对微生物的生长及其酶活性均有重要的影响。某些蛋白分子在环境介质中的赋存还会产生一些间接性的影响。例如它们在固相表面上发生吸附之后，生物活性发生了变化，从而极大地影响其它污染物在环境中的迁移变化规律，进而影响有机污染物的生物修复过程。牛血清蛋白（BSA）也被广泛地用作典型的蛋白质类污染物代表材料，因此，研究其在矿物材料表面的吸附作用及可能的解吸模式，也可为预测蛋白质在环境介质间的迁移转化行为及其所产生的生态环境效应提供理论依据。表面活性剂对蛋白质在不同介质表面分散性能的改变为控制毒蛋白的环境行为开辟了新的技术途径。蛋白质与表面活性剂的相互作用能显著改变界面吸附层的性质，从而对多种分散体系的稳定性产生重要影响。表面活性剂与蛋白质结合后，可以稳定蛋白质的结构或者使蛋白质的构型发生改变，从而促进或者阻止蛋白质的聚集，这取决于表面活性剂的类型、浓度和环境因素。现有对环境固相介质表面蛋白质进行分离的技术方法，主要是采用化学表面活性剂或其他碱性化学溶液，通过调节分离过程的环境条件、化学表面活性剂的浓度和类型，来实现固相表面蛋白质的分离。然而，化学表面活性剂或一般碱性化学溶液，对环境和生物均有一定程度的毒性，相关技术方法可能会产生二次环境污染问题，不适用于实际环境污染修复过程或一些固相工程材料表面蛋白质分离过程。此外，采用化学表面活性剂或一般碱性化学溶液对蛋白质进行分离，有可能因为所用试剂对目标蛋白质产生强烈刺激，而使目标蛋白分离无效。再者，化学表面活性剂需要人工技术合成，相对成本较高，合成技术复杂。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种分离效果好、无二次污染、环境友好、成本较低的分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，包括以下步骤：利用鼠李糖脂溶液对表面吸附有蛋白质的矿物材料或土壤进行淋洗，所述鼠李糖脂溶液的pH为7-8，离子强度为10mM-50mM，鼠李糖脂溶液的浓度为25mg/L-200mg/L。本专利技术采用鼠李糖脂溶液对吸附在矿物材料或土壤表面的蛋白质进行淋洗分离。鼠李糖脂是由假单胞菌或伯克氏菌类产生的一种生物代谢性质的生物表面活性剂，属于糖脂类的阴离子表面活性剂，具有无毒、两亲、可降解性能及良好的增溶作用。采用鼠李糖脂溶液作为表面活性剂，并控制鼠李糖脂溶液的pH、离子强度和浓度在上述范围内，相比于现有的采用化学表面活性剂或一般碱性化学溶液进行分离，分离效果更好、环境更友好、无二次污染、成本也较低。上述的分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，优选的，所述鼠李糖脂为单鼠李糖脂、双鼠李糖脂或混合鼠李糖脂；所述蛋白质为转Bt基因抗虫蛋白Cry1Aa、转Bt基因抗虫蛋白Cry1Ab、转Bt基因抗虫蛋白Cry1Ac和牛血清蛋白中的一种或几种；所述矿物材料为氧化硅、氧化铝、蒙脱土和高岭石中的一种或几种。作为一个总的技术构思，本专利技术另一方面提供了一种实验室模拟分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，包括以下步骤：（1）按照实际土壤的组成成分，将多种纳米矿物材料流加到二氧化硅芯片或三氧化二铝芯片上，得到负载有矿物材料的感应芯片；（2）在步骤（1）所得负载有矿物材料的感应芯片上注入蛋白质，使蛋白质吸附在矿物材料的表面，得到模拟污染矿物表面的感应芯片；（3）采用鼠李糖脂溶液对步骤（2）所得模拟污染矿物表面的感应芯片进行淋洗，使吸附在矿物材料表面的蛋白质逐步解吸，在淋洗过程中通过石英晶体微天平传感器检测系统对模拟污染矿物表面的感应芯片进行检测，记录蛋白质吸附量的变化。为了研究矿物材料或土壤表面蛋白质的分离过程，开发新的分离方法，通常需要在实验室进行过模拟实验，相比于现场验证，实验室模拟实验更加节约成本。然而，目前缺少一种行之有效的在实验室模拟分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法。本专利技术采用多种纳米矿物材料流加到二氧化硅芯片或三氧化二铝芯片上，然后使纳米矿物材料表面吸附蛋白质，再用鼠李糖脂溶液对吸附的蛋白质进行淋洗使其解吸，采用石英晶体微天平传感器检测系统（QCM-D）记录蛋白质在感应芯片上吸附的实时质量变化，从而实现对蛋白质分子在模拟矿物材料或土壤表面吸附行为的全过程实时诊断。该方法接近真实环境的矿物材料或土壤表面蛋白质的分离情况，高效、快捷、成本低。作为对上述技术方案的进一步改进：优选的，步骤（3）中，所述鼠李糖脂为单鼠李糖脂、双鼠李糖脂或混合鼠李糖脂，所述鼠李糖脂溶液的pH为7-8，离子强度为10mM-50mM，浓度为25mg/L-200mg/L。优选的，步骤（2）中，所述蛋白质为转Bt基因抗虫蛋白Cry1Aa、转Bt基因抗虫蛋白Cry本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，包括以下步骤：利用鼠李糖脂溶液对表面吸附有蛋白质的矿物材料或土壤进行淋洗，所述鼠李糖脂溶液的pH为7‑8，离子强度为10mM‑50mM，鼠李糖脂溶液的浓度为25mg/L‑200mg/L。

【技术特征摘要】
1.一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，包括以下步骤：利用鼠李糖脂溶液对表面吸附有蛋白质的矿物材料或土壤进行淋洗，所述鼠李糖脂溶液的pH为7-8，离子强度为10mM-50mM，鼠李糖脂溶液的浓度为25mg/L-200mg/L。2.根据权利要求1所述的分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，其特征在于：所述鼠李糖脂为单鼠李糖脂、双鼠李糖脂或混合鼠李糖脂；所述矿物材料为氧化硅、氧化铝、蒙脱土和高岭石中的一种或几种；所述蛋白质为转Bt基因抗虫蛋白Cry1Aa、转Bt基因抗虫蛋白Cry1Ab、转Bt基因抗虫蛋白Cry1Ac和牛血清蛋白中的一种或几种。3.一种实验室模拟分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，包括以下步骤：（1）按照实际土壤的组成成分，将多种纳米矿物材料流加到二氧化硅芯片或三氧化二铝芯片上，得到负载有矿物材料的感应芯片；（2）在步骤（1）所得负载有矿物材料的感应芯片上注入蛋白质，使蛋白质吸附在矿物材料的表面，得到模拟污染矿物表面的感应芯片；（3）采用鼠李糖脂溶液对步骤（2）所得模拟污染矿物表面的感应芯片进行淋洗，使吸附在矿物材料表面的蛋白质逐步解吸，在淋洗过程中通过石英晶体微天平传感器检测系统对模拟污染矿物表面的感应芯片进行检测，记录蛋白质吸附量的变化。4.根据权利要求3所述的实验室模拟分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述鼠李糖脂为单鼠李糖脂、双鼠李糖脂或混合鼠李糖脂，所述鼠李糖脂溶液的pH为7-8，离子强度为10mM-50mM，浓度为25mg/L-200mg/L。5.根据权利要求3所述的实验室模拟分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁运姗，缪书舟，黄致君，颜碧玥，田佳，王智，袁兴中，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43