摘要

兩(liang)親性(xing)物(wu)質可以與(yu)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)油類相互作用(yong)形成(cheng)(cheng)(cheng)乳(ru)液和(he)(he)(he)聚集體； 分(fen)(fen)(fen)(fen)散劑是 旨在(zai)(zai)(zai)形成(cheng)(cheng)(cheng)乳(ru)液以防止油滴聚結(jie)并使它們穩定在(zai)(zai)(zai)懸浮液中(zhong)。 兩(liang)親性(xing)胞外聚合物(wu) (EPS) 集中(zhong)在(zai)(zai)(zai)空氣 - 水(shui)(shui)界面(mian)，其中(zhong)表(biao)面(mian) 測量(liang)張(zhang)力(li)以確定它們形成(cheng)(cheng)(cheng)乳(ru)液和(he)(he)(he)/或(huo)(huo)聚集體的(de)(de)傾向。 在(zai)(zai)(zai)這(zhe)里，我們 通過測量(liang)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)、化(hua)學成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)(fen)和(he)(he)(he)共聚焦(jiao)顯微(wei)鏡(jing)，研究了(le)(le)控制蛋(dan)白(bai)(bai)質-多糖-油-分(fen)(fen)(fen)(fen)散劑相互作用(yong)的(de)(de)自組裝(zhuang)和(he)(he)(he)相分(fen)(fen)(fen)(fen)離的(de)(de)機(ji)制。 檢查了(le)(le)來(lai)自 WAF（油的(de)(de)水(shui)(shui)容納部分(fen)(fen)(fen)(fen)）、CEWAF（使用(yong)分(fen)(fen)(fen)(fen)散劑 Corexit 的(de)(de)化(hua)學增強 WAF）和(he)(he)(he)對照中(zhong)間體處理(li)的(de)(de) EPS 膠體部分(fen)(fen)(fen)(fen)。 在(zai)(zai)(zai)分(fen)(fen)(fen)(fen)析尺寸 部分(fen)(fen)(fen)(fen)水(shui)(shui)柱(zhu)樣品，發現用(yong)油和(he)(he)(he)/或(huo)(huo) Corexit 處理(li)顯示 EPS 增強的(de)(de)蛋(dan)白(bai)(bai)質：多糖碳(tan)基(ji)比(bi)率和(he)(he)(he)較低的(de)(de)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li) (SFT)，表(biao)明有效 蛋(dan)白(bai)(bai)質的(de)(de)生物(wu)乳(ru)化(hua)作用(yong)。 此外，蛋(dan)白(bai)(bai)質的(de)(de) EPS 模型(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)(fen)在(zai)(zai)(zai)低水(shui)(shui)平時(shi)略微(wei)增加了(le)(le) SFT 低于幾毫(hao)克/升(sheng)的(de)(de)濃(nong)度(du)，但在(zai)(zai)(zai) 8 毫(hao)克/升(sheng)或(huo)(huo)更高(gao)的(de)(de)濃(nong)度(du)下會(hui)降低。 這(zhe)些模型(xing) 分(fen)(fen)(fen)(fen)子似(si)乎比(bi) Corexit 更有效地誘導海水(shui)(shui)中(zhong)膠束的(de)(de)自組裝(zhuang)，即使 當這(zhe)些成(cheng)(cheng)(cheng)分(fen)(fen)(fen)(fen)的(de)(de)濃(nong)度(du)非(fei)常(chang)低時(shi)。 我們的(de)(de)結(jie)果表(biao)明 EPS 比(bi) 在(zai)(zai)(zai)形成(cheng)(cheng)(cheng)膠束方面(mian)比(bi) Corexit 更有效。 這(zhe)項研究的(de)(de)結(jie)果提供了(le)(le)對命(ming)運和(he)(he)(he) 海洋(yang)表(biao)層(ceng)石油的(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)布(bu)。

一、簡介

海(hai)面(mian)微(wei)層是兩個(ge)重要(yao)的(de)海(hai)洋界(jie)面(mian)之(zhi)一，作為移動(dong)物(wu)質的(de)門戶(hu) 進出水的(de)蒸氣壓(ya)。 它(ta)是十(shi)到幾(ji)個(ge)的(de)子層 由(you)擴(kuo)散調節(jie)的(de)百微(wei)米(mi)厚度 (Bopp et al. 1981) 并且取決于海(hai)面(mian)上方和下方的(de)湍流。 在 此(ci)外，它(ta)還可以作為向大氣中噴(pen)射海(hai)浪的(de)源頭(tou)， 與含硫氣體一起作為云(yun)凝結核調節(jie)氣候（Chester 1990）。

海面(mian)(mian)微層(ceng)也是親水(shui)性(xing)水(shui)溶性(xing)分(fen)(fen)子(zi)和(he)疏水(shui)性(xing)分(fen)(fen)子(zi)之(zhi)間的界面(mian)(mian) 自己朝向空氣分(fen)(fen)子(zi)。 因此，任何兩親性(xing)（如(ru)(ru)人造表面(mian)(mian)活性(xing)劑或微生物衍生的外聚物質， EPS）和(he)疏水(shui)性(xing)分(fen)(fen)子(zi)（如(ru)(ru)油）會在此積聚 空氣-水(shui)界面(mian)(mian)，并影響水(shui)的表面(mian)(mian)張力 (SFT)。 作(zuo)為 因此，氧氣等氣體的傳(chuan)質系數 在其他條件(jian)相同（例如(ru)(ru)，Emerson 和(he) 對沖 2008）。

SFT 是(shi)衡量保持水分子(zi)的(de)粘附(fu)力的(de)指標 一起。 換句話說，液體(ti)表(biao)面膜的(de)張力為 趨向于(yu)將表(biao)面積最小化到 表(biao)層(ceng)分子(zi)或離子(zi)對表(biao)層(ceng)分子(zi)或離子(zi)的(de)吸引(yin)力 大部分液體(ti)。

關于(yu) EPS 降(jiang)低水(shui) SFT 的(de)(de)(de)能(neng)力(li)知之甚少，當 EPS 化(hua)(hua)合物(wu)(wu)出(chu)(chu)現在(zai)(zai)海洋中(zhong)時(shi)，人們(men)就知之甚少，已知海洋中(zhong)的(de)(de)(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)群落在(zai)(zai)存在(zai)(zai)或不(bu)(bu)存在(zai)(zai)石(shi)油或其他污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)情(qing)況下會(hui)形成生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)乳化(hua)(hua)劑(ji)（見圖(tu) 1 和(he)圖(tu) 2）。奎格(ge)的(de)(de)(de) 1 和(he) 6 等。 2016）。 目(mu)前的(de)(de)(de)證據(ju)是相互矛(mao)盾的(de)(de)(de)，從 下面(mian)(mian)的(de)(de)(de)例子。 達(da)克魯(lu)茲等。 (2010) 報道(dao)集中(zhong) 來自石(shi)油降(jiang)解微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)聚生(sheng)(sheng)(sheng)體的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)的(de)(de)(de)溶(rong)液(ye)是 能(neng)夠將 Zinder 介質(zhi)中(zhong)水(shui)的(de)(de)(de) SFT 從 72.4 和(he) 55.7 降(jiang)低到(dao) 28.6 mN/m。 此外(wai)，他們(men)研究的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)乳化(hua)(hua) 不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)水(shui)中(zhong)油，其性(xing)能(neng)類似(si)于(yu)或優于(yu) 類似(si)濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)常規表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)吐(tu)溫 80。 古鐵雷斯 等。 (2008) 報道(dao)說(shuo)，觀察到(dao)洗滌過的(de)(de)(de)細胞(bao)懸浮液(ye) 在(zai)(zai)高達(da) 8 mg/L 的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)下表(biao)(biao)現出(chu)(chu)良好的(de)(de)(de)乳化(hua)(hua)活(huo)性(xing) 吐(tu)溫 80，一(yi)種非離子表(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)和(he)乳化(hua)(hua)劑(ji)，常用于(yu)食品(pin)(pin)和(he) 化(hua)(hua)妝品(pin)(pin)。 然而(er)，培養基的(de)(de)(de) SFT 沒有降(jiang)低 在(zai)(zai)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)長實驗中(zhong)檢測到(dao)。

EPS 是微(wei)生物(wu)為(wei)應對環境壓力而釋放的分(fen)(fen)泌物(wu)（Han et al. 2017; Santschi 2017; Quigg et al. 2016; 德(de)科 2000 年。）。 EPS 是兩(liang)親性大(da)分(fen)(fen)子(zi)，主要由 蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)和多(duo)糖(tang)(tang)組成的主要部分(fen)(fen)海(hai)洋(yang) 溶解有(you)機碳 (DOC) (Verdugo and Santschi 2010; Chin 等(deng)。 1998）。 兩(liang)親物(wu)如 EPS 具有(you)降低 SFT 的能力 以及誘導聚集和/或(huo)膠(jiao)(jiao)束形(xing)成。 蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)是 表(biao)面(mian)活性，可以起到穩定乳液的作(zuo)用(yong)(yong)， 特別是在(zai)多(duo)糖(tang)(tang)的存在(zai)下，通(tong)過相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong) 靜(jing)電(dian)和疏(shu)水-疏(shu)水相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)（Ghosh 和 Banyiopadhyay，2012 年）。 海(hai)面(mian)也富含蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi) 層（Z?ncker 等(deng)人，2017 年）。 多(duo)糖(tang)(tang)，親水性 性質(zhi)(zhi)，通(tong)常保留在(zai)水相中，并(bing)且可以貢獻 凝(ning)膠(jiao)(jiao)網絡形(xing)成（Tako 2015；Pletikapic 等(deng)人，2014 年；Chin 等(deng)人。 1998）。 雖然蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)可以通(tong)過與多(duo)糖(tang)(tang)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong) 共(gong)價相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)，非共(gong)價蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)/多(duo)糖(tang)(tang)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong) 對膠(jiao)(jiao)體穩定性至關重要，不僅取決于等(deng)電(dian)勢 蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)的點 (pI) 和酸(suan)性多(duo)糖(tang)(tang)的酸(suan)度常數 (pKa)，但也與溶液化學(xue)有(you)關，例如 pH 值和離子(zi)條件。

膠(jiao)體(ti)組合（例如，聚(ju)集體(ti)、膠(jiao)束、凝(ning)膠(jiao)）提供(gong)(gong)豐富的(de) 海洋(yang)(yang)(yang)微生(sheng)(sheng)物的(de)底(di)物和(he)棲(qi)息(xi)地（Verdugo et al. 2004 年(nian)，Verdugo 和(he) Santschi，2010 年(nian)； Passow 和(he) Hetland 2016，Quigg 等。 2016)，捕獲營養物質，為(wei)生(sheng)(sheng)物體(ti)提供(gong)(gong)防御機(ji)制(zhi) （Santschi 2017），并最終促進粒子動力學（Prairie 等。 2015年(nian)； 伯(bo)德和(he)杰(jie)克(ke)遜 2009 年(nian)； 欽等人(ren)。 1998）。 近(jin)日，徐 et al., (2018a, b) 表明(ming)(ming) EPS 乳(ru)化(hua)了水(shui)中(zhong)的(de)碳氫化(hua)合物 柱子。 徐等人(ren)。 (2018a, 2018b) 報道了中(zhong)宇宙(zhou)實(shi)驗 使用 WAF（油(you)(you)(you)的(de)水(shui)容納(na)部分(fen)(fen)）和(he) CEWAF（Corexit 增(zeng)強(qiang)型 WAF）在 4 天后(hou)的(de)油(you)(you)(you)聚(ju)集體(ti)沉降效率比(bi)相應的(de)對(dui)照低約 2 個數量(liang)級。 此外，Hatcher 等人(ren)。 (2018) 表明(ming)(ming)，在中(zhong)宇宙(zhou)模擬中(zhong)，Macondo 替代油(you)(you)(you)優先(xian)與海洋(yang)(yang)(yang)相關(guan) 雪(xue)(xue)，EPS、微生(sheng)(sheng)物和(he)顆粒的(de)復雜基質。 定量(liang)的(de) 固態 13C NMR 很(hen)容易將油(you)(you)(you)與天然形成的(de)油(you)(you)(you)區(qu)分(fen)(fen)開來 海洋(yang)(yang)(yang)雪(xue)(xue)揭示添加分(fen)(fen)散劑 Corexit 增(zeng)強(qiang)了 與海洋(yang)(yang)(yang)雪(xue)(xue)有關(guan)的(de)油(you)(you)(you)量(liang)，形成海洋(yang)(yang)(yang)油(you)(you)(you)雪(xue)(xue) (MOS)。

在(zai)這些自然系統中與 EPS 一樣重(zhong)要的(de)(de)(de)可(ke)能是(shi)隔離(li) 從(cong)水柱到沉積物(wu)的(de)(de)(de)有(you)機(ji)碳(tan)和(he)油，以及 提供支持微生物(wu)循環的(de)(de)(de)底層(ceng)營養，有(you)關蛋白質(zhi)和(he)多糖(tang)在(zai) EPS 中作用的(de)(de)(de)信息(xi)， 有(you)助于乳(ru)化或聚(ju)集和(he)降(jiang)低 SFT 仍然是(shi) 朦朧。 液相分(fen)子(zi)聚(ju)集、界(jie)面張力和(he) 吸附過程都密(mi)切相關。 兩親(qin)分(fen)子(zi) 對不同極性介質(zhi)之間的(de)(de)(de)界(jie)面具有(you)高親(qin)和(he)力，例如 空氣/水界(jie)面，也有(you)很強的(de)(de)(de)自組織傾向 液相。

在(zai)這里(li)，我們(men)報告(gao)了純(chun)化的(de)、預濃(nong)(nong)縮(suo)的(de) SFT 測量 來自(zi)中宇宙實驗(yan)的(de)天(tian)然 EPS，來自(zi) 治療(liao) WAF 和 CEWAF。 進一步(bu)研究(jiu) SFT 是如(ru)何 受(shou) EPS 存在(zai)的(de)影響(xiang)，EPS 的(de)模型化合物被用于 探(tan)索 SFT 作為其濃(nong)(nong)度(du)、組成、相(xiang)互作用和臨界膠(jiao)(jiao)束濃(nong)(nong)度(du)存在(zai)的(de)函數的(de)變(bian)化 （CMC，即表面活性劑的(de)濃(nong)(nong)度(du)，高(gao)于該(gai)濃(nong)(nong)度(du)，膠(jiao)(jiao)束形成）。 在(zai)這里(li)，我們(men)還首次(ci)表明 EPS 組件更(geng)多 在(zai)誘導海水中膠(jiao)(jiao)束自(zi)組裝方(fang)面比 Corexit 更(geng)有效。

蛋白質外聚物中多糖的比例——摘要、簡介

蛋白質外聚物中多糖的比例——方法

蛋白質外聚物中多糖的比例——結果與討論

蛋白質外聚物中多糖的比例——結論、致謝！