摘要

兩(liang)親性物質(zhi)可(ke)以與水中的(de)油類相互(hu)作用形(xing)(xing)成(cheng)乳(ru)(ru)液和(he)聚(ju)集體(ti)(ti)； 分(fen)(fen)散(san)劑是(shi) 旨在(zai)(zai)(zai)形(xing)(xing)成(cheng)乳(ru)(ru)液以防止(zhi)油滴聚(ju)結并使(shi)它(ta)們穩定在(zai)(zai)(zai)懸浮(fu)液中。 兩(liang)親性胞外聚(ju)合(he)物 (EPS) 集中在(zai)(zai)(zai)空氣 - 水界面(mian)(mian)，其中表(biao)面(mian)(mian) 測(ce)量張(zhang)力以確定它(ta)們形(xing)(xing)成(cheng)乳(ru)(ru)液和(he)/或聚(ju)集體(ti)(ti)的(de)傾(qing)向。 在(zai)(zai)(zai)這里(li)，我們 通過測(ce)量表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力、化學成(cheng)分(fen)(fen)和(he)共聚(ju)焦顯(xian)微鏡(jing)，研究了(le)控制蛋(dan)白質(zhi)-多糖-油-分(fen)(fen)散(san)劑相互(hu)作用的(de)自(zi)組(zu)裝和(he)相分(fen)(fen)離的(de)機(ji)制。 檢查了(le)來自(zi) WAF（油的(de)水容(rong)納(na)部(bu)(bu)分(fen)(fen)）、CEWAF（使(shi)用分(fen)(fen)散(san)劑 Corexit 的(de)化學增強 WAF）和(he)對(dui)照中間體(ti)(ti)處(chu)理的(de) EPS 膠體(ti)(ti)部(bu)(bu)分(fen)(fen)。 在(zai)(zai)(zai)分(fen)(fen)析(xi)尺寸(cun) 部(bu)(bu)分(fen)(fen)水柱樣品，發現用油和(he)/或 Corexit 處(chu)理顯(xian)示 EPS 增強的(de)蛋(dan)白質(zhi)：多糖碳(tan)基比率和(he)較低的(de)表(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力 (SFT)，表(biao)明有(you)效 蛋(dan)白質(zhi)的(de)生(sheng)物乳(ru)(ru)化作用。 此外，蛋(dan)白質(zhi)的(de) EPS 模型(xing)成(cheng)分(fen)(fen)在(zai)(zai)(zai)低水平時(shi)略微增加了(le) SFT 低于幾(ji)毫(hao)克/升(sheng)的(de)濃度(du)，但在(zai)(zai)(zai) 8 毫(hao)克/升(sheng)或更高的(de)濃度(du)下會降低。 這些模型(xing) 分(fen)(fen)子似(si)乎比 Corexit 更有(you)效地誘導海(hai)水中膠束(shu)的(de)自(zi)組(zu)裝，即使(shi) 當這些成(cheng)分(fen)(fen)的(de)濃度(du)非常低時(shi)。 我們的(de)結果表(biao)明 EPS 比 在(zai)(zai)(zai)形(xing)(xing)成(cheng)膠束(shu)方面(mian)(mian)比 Corexit 更有(you)效。 這項研究的(de)結果提供了(le)對(dui)命(ming)運和(he) 海(hai)洋(yang)表(biao)層石油的(de)分(fen)(fen)布(bu)。

一、簡介

海(hai)面(mian)微層是兩個(ge)重要的(de)海(hai)洋(yang)界面(mian)之(zhi)一，作(zuo)為移動(dong)物質的(de)門戶 進出水的(de)蒸(zheng)氣(qi)壓。 它是十到幾(ji)個(ge)的(de)子層 由擴(kuo)散調(diao)節(jie)的(de)百(bai)微米厚度 (Bopp et al. 1981) 并且(qie)取決(jue)于海(hai)面(mian)上方和下(xia)方的(de)湍流。 在 此外(wai)，它還(huan)可(ke)以作(zuo)為向大氣(qi)中噴射海(hai)浪的(de)源頭， 與含硫(liu)氣(qi)體一起作(zuo)為云凝結核調(diao)節(jie)氣(qi)候（Chester 1990）。

海面微(wei)層也是(shi)親水性(xing)(xing)水溶性(xing)(xing)分(fen)子(zi)和(he)疏水性(xing)(xing)分(fen)子(zi)之間的界(jie)面 自己朝向空氣(qi)分(fen)子(zi)。 因此(ci)，任何兩(liang)親性(xing)(xing)（如(ru)人造表面活性(xing)(xing)劑或微(wei)生物衍生的外(wai)聚(ju)物質， EPS）和(he)疏水性(xing)(xing)分(fen)子(zi)（如(ru)油）會在此(ci)積聚(ju) 空氣(qi)-水界(jie)面，并(bing)影響水的表面張力 (SFT)。 作為(wei) 因此(ci)，氧(yang)氣(qi)等氣(qi)體的傳(chuan)質系數 在其他條件相(xiang)同（例如(ru)，Emerson 和(he) 對沖(chong) 2008）。

SFT 是衡量保持水分子(zi)的(de)粘(zhan)附力(li)的(de)指標(biao) 一起。 換句話(hua)說，液體表(biao)面膜的(de)張力(li)為(wei) 趨向于將表(biao)面積最(zui)小化(hua)到 表(biao)層分子(zi)或離子(zi)對表(biao)層分子(zi)或離子(zi)的(de)吸引力(li) 大部分液體。

關于(yu) EPS 降(jiang)(jiang)低(di)(di)水(shui) SFT 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力知(zhi)之甚少，當 EPS 化(hua)(hua)合物(wu)(wu)出現在(zai)(zai)(zai)海洋(yang)中(zhong)(zhong)時(shi)，人(ren)們(men)就知(zhi)之甚少，已知(zhi)海洋(yang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)(wei)生物(wu)(wu)群落在(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)或不存在(zai)(zai)(zai)石油或其(qi)他(ta)(ta)污染物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下(xia)會形成生物(wu)(wu)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)（見圖(tu) 1 和(he)(he)圖(tu) 2）。奎(kui)格的(de)(de)(de)(de)(de)(de) 1 和(he)(he) 6 等(deng)。 2016）。 目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)證據是相(xiang)互矛盾的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，從 下(xia)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)例(li)子。 達克(ke)魯茲等(deng)。 (2010) 報(bao)道集中(zhong)(zhong) 來自石油降(jiang)(jiang)解微(wei)(wei)生物(wu)(wu)聚生體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶(rong)液是 能夠將 Zinder 介質中(zhong)(zhong)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de) SFT 從 72.4 和(he)(he) 55.7 降(jiang)(jiang)低(di)(di)到 28.6 mN/m。 此外(wai)，他(ta)(ta)們(men)研究的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)(wu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua) 不同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)中(zhong)(zhong)油，其(qi)性(xing)能類(lei)似于(yu)或優于(yu) 類(lei)似濃(nong)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)常規表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)吐溫(wen) 80。 古鐵(tie)雷斯(si) 等(deng)。 (2008) 報(bao)道說，觀察到洗滌過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)胞懸(xuan)浮液 在(zai)(zai)(zai)高達 8 mg/L 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)下(xia)表(biao)(biao)(biao)現出良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)活(huo)性(xing) 吐溫(wen) 80，一(yi)種非離子表(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)性(xing)劑(ji)(ji)(ji)和(he)(he)乳(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)，常用于(yu)食(shi)品和(he)(he) 化(hua)(hua)妝品。 然而，培養(yang)基的(de)(de)(de)(de)(de)(de) SFT 沒有降(jiang)(jiang)低(di)(di) 在(zai)(zai)(zai)它(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生長實驗中(zhong)(zhong)檢測到。

EPS 是(shi)微生物為應(ying)對(dui)環境壓力(li)而釋放的(de)分泌(mi)物（Han et al. 2017; Santschi 2017; Quigg et al. 2016; 德科 2000 年(nian)。）。 EPS 是(shi)兩親性大分子，主要由(you) 蛋(dan)白(bai)質和多(duo)糖組成的(de)主要部(bu)分海洋 溶(rong)解(jie)有(you)機(ji)碳(tan) (DOC) (Verdugo and Santschi 2010; Chin 等(deng)。 1998）。 兩親物如 EPS 具(ju)有(you)降(jiang)低 SFT 的(de)能力(li) 以及誘導聚集和/或膠束形成。 蛋(dan)白(bai)質是(shi) 表(biao)面活(huo)性，可(ke)以起到穩(wen)(wen)定乳液(ye)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)， 特別是(shi)在多(duo)糖的(de)存(cun)在下，通(tong)(tong)過相互作(zuo)用(yong)(yong) 靜電(dian)和疏水(shui)(shui)(shui)-疏水(shui)(shui)(shui)相互作(zuo)用(yong)(yong)（Ghosh 和 Banyiopadhyay，2012 年(nian)）。 海面也(ye)富含蛋(dan)白(bai)質 層（Z?ncker 等(deng)人(ren)，2017 年(nian)）。 多(duo)糖，親水(shui)(shui)(shui)性 性質，通(tong)(tong)常(chang)(chang)保留在水(shui)(shui)(shui)相中，并且(qie)可(ke)以貢獻 凝膠網絡形成（Tako 2015；Pletikapic 等(deng)人(ren)，2014 年(nian)；Chin 等(deng)人(ren)。 1998）。 雖然蛋(dan)白(bai)質可(ke)以通(tong)(tong)過與(yu)多(duo)糖相互作(zuo)用(yong)(yong) 共價相互作(zuo)用(yong)(yong)，非共價蛋(dan)白(bai)質/多(duo)糖相互作(zuo)用(yong)(yong) 對(dui)膠體穩(wen)(wen)定性至關(guan)重要，不僅取(qu)決(jue)于等(deng)電(dian)勢(shi) 蛋(dan)白(bai)質的(de)點 (pI) 和酸性多(duo)糖的(de)酸度常(chang)(chang)數 (pKa)，但也(ye)與(yu)溶(rong)液(ye)化(hua)學有(you)關(guan)，例如 pH 值和離子條(tiao)件。

膠(jiao)體組合（例(li)如，聚集體、膠(jiao)束、凝膠(jiao)）提(ti)供豐富的(de)(de) 海洋(yang)(yang)微生(sheng)物的(de)(de)底物和(he)棲息(xi)地（Verdugo et al. 2004 年(nian)(nian)，Verdugo 和(he) Santschi，2010 年(nian)(nian)； Passow 和(he) Hetland 2016，Quigg 等。 2016)，捕獲營養物質(zhi)，為生(sheng)物體提(ti)供防(fang)御機制 （Santschi 2017），并(bing)最終促(cu)進粒子動(dong)力學（Prairie 等。 2015年(nian)(nian)； 伯德和(he)杰克遜(xun) 2009 年(nian)(nian)； 欽(qin)等人(ren)。 1998）。 近日，徐(xu) et al., (2018a, b) 表明 EPS 乳化了水中(zhong)的(de)(de)碳(tan)氫化合物 柱子。 徐(xu)等人(ren)。 (2018a, 2018b) 報道(dao)了中(zhong)宇宙(zhou)實驗 使(shi)用 WAF（油(you)的(de)(de)水容(rong)納部分(fen)(fen)）和(he) CEWAF（Corexit 增強型 WAF）在(zai) 4 天后(hou)的(de)(de)油(you)聚集體沉降效率比相(xiang)應的(de)(de)對(dui)照低約 2 個數量級(ji)。 此外，Hatcher 等人(ren)。 (2018) 表明，在(zai)中(zhong)宇宙(zhou)模擬中(zhong)，Macondo 替代(dai)油(you)優先與(yu)海洋(yang)(yang)相(xiang)關 雪(xue)，EPS、微生(sheng)物和(he)顆粒的(de)(de)復雜基質(zhi)。 定量的(de)(de) 固態 13C NMR 很(hen)容(rong)易(yi)將(jiang)油(you)與(yu)天然(ran)形(xing)成(cheng)的(de)(de)油(you)區分(fen)(fen)開(kai)來(lai) 海洋(yang)(yang)雪(xue)揭示添加分(fen)(fen)散劑 Corexit 增強了 與(yu)海洋(yang)(yang)雪(xue)有關的(de)(de)油(you)量，形(xing)成(cheng)海洋(yang)(yang)油(you)雪(xue) (MOS)。

在(zai)這些自然系統中(zhong)與 EPS 一樣重要的(de)可能(neng)是(shi)隔(ge)離 從水柱到沉積物(wu)的(de)有(you)機碳和(he)油(you)，以及 提供支持微生(sheng)物(wu)循環的(de)底層(ceng)營養，有(you)關蛋白質和(he)多糖在(zai) EPS 中(zhong)作用的(de)信息， 有(you)助于(yu)乳化或(huo)聚(ju)集和(he)降低 SFT 仍然是(shi) 朦朧。 液相分子(zi)(zi)聚(ju)集、界(jie)面(mian)張力和(he) 吸附過程都密切相關。 兩(liang)親分子(zi)(zi) 對不同極性介質之(zhi)間的(de)界(jie)面(mian)具有(you)高親和(he)力，例如 空氣/水界(jie)面(mian)，也有(you)很強的(de)自組(zu)織傾向 液相。

在(zai)(zai)這里，我(wo)們報(bao)告了純(chun)化的(de)(de)(de)(de)、預濃(nong)縮的(de)(de)(de)(de) SFT 測量(liang) 來自中宇宙(zhou)實驗的(de)(de)(de)(de)天然 EPS，來自 治療 WAF 和 CEWAF。 進一步研究 SFT 是(shi)如何 受 EPS 存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)影響，EPS 的(de)(de)(de)(de)模型化合物(wu)被用(yong)于 探(tan)索 SFT 作為其濃(nong)度(du)(du)、組(zu)成、相互作用(yong)和臨界膠束(shu)濃(nong)度(du)(du)存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)函數(shu)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化 （CMC，即表(biao)面活性劑的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)，高于該濃(nong)度(du)(du)，膠束(shu)形(xing)成）。 在(zai)(zai)這里，我(wo)們還首次表(biao)明 EPS 組(zu)件更(geng)多(duo) 在(zai)(zai)誘導海(hai)水中膠束(shu)自組(zu)裝方面比 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！