[发明专利]一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及污染生态控制及胶体与界面技术领域，具体涉及一种分离矿物材料或土壤表面蛋白质的方法。

背景技术

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（Bacillus thuringiensis）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。