[发明专利]一种紫外光谱和圆二色光谱联合检测γ-聚谷氨酸絮凝过程的方法

说明书

本发明公开了一种紫外光谱和圆二色光谱联合检测γ‑聚谷氨酸絮凝过程的方法，属于检测与分析领域。本发明配制包含不同浓度微生物絮凝剂γ‑聚谷氨酸和重金属离子的混合溶液，将混合溶液过滤，同时采集过滤液在190～260nm的紫外(UV)和圆二色谱(CD)光谱，用CD光谱软件计算混合溶液过滤液的二级结构α‑螺旋、β‑折叠、β‑转角和无规线团含量。本发明能够同时检测γ‑PGA絮凝重金属铅离子的絮凝过程和二级结构含量变化，结合UV和CD的数据可用于分析γ‑PGA与重金属离子絮凝过程中溶液‑絮体转变点，为γ‑PGA在实际应用中的絮凝效率优化、成本降低、絮凝机理解析提供指导。

技术领域

本发明涉及检测与分析领域，具体涉及一种紫外光谱和圆二色光谱联合检测γ-聚谷氨酸絮凝过程的方法，能够获得γ-PGA与重金属离子絮凝过程中络合物-絮凝体法的转变点。

背景技术

微生物絮凝剂是微生物在生长过程中产生的一类具有絮凝能力的大分子物质，相比传统的无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂，具有生物可降解、对环境和人体健康无害的优点，符合更严格的环境法规，逐渐成为传统絮凝剂的替代品，在食品和发酵工业、废水和水处理、生物修复等领域应用。微生物絮凝剂的絮凝过程和机理，即由溶液状态转变为絮体状态的过程和机理，影响到微生物絮凝剂的絮凝效率、絮凝成本、设备工艺设计等。为了优化絮凝效率、降低成本、促进微生物絮凝剂在各领域内的实际应用，有必要对微生物絮凝剂的絮凝过程进行监测。

γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是一种阴离子微生物絮凝剂，可在水处理和生物修复系统中用于去除重金属。γ-PGA的二级结构变化在重金属离子的絮凝机制中起到关键作用。目前尚未有对检测方法对γ-PGA絮凝重金属的过程和二级结构变化进行监测的相关报道。

发明内容

为了监测微生物絮凝剂γ-PGA的絮凝过程，提高絮凝效率、节约成本、指导其实际应用及设备工艺设计，本发明根据γ-PGA絮凝重金属离子过程中形成的γ-PGA-重金属离子络合物紫外(UV)和圆二色谱(CD)光谱特性，提出了一种紫外光谱和圆二色光谱联合检测γ-聚谷氨酸絮凝过程的方法。

本发明的紫外光谱和圆二色光谱联合检测γ-聚谷氨酸絮凝过程的方法，包括以下步骤：

a.在不同pH和离子强度条件下，配制包含不同浓度(呈梯度设置)微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸和重金属离子的混合溶液，形成含有γ-PGA-重金属离子络合物的混合溶液。

b.将混合溶液过滤，过滤液加入石英比色皿中，在光谱仪上同时采集190～260nm的紫外(UV)和圆二色谱(CD)光谱，用CD光谱软件计算混合溶液过滤液的二级结构α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规线团含量。

在一优选例中，所述重金属离子为铅离子。

在另一优选例中，所述将混合溶液过滤是用0.22μm亲水性聚四氟乙烯滤头过滤，所述在光谱仪上同时采集是在25℃时采集。

在另一优选例中，所述混合溶液的pH值为3～6.7。

在另一优选例中，所述混合溶液的离子强度为0～50mM。

在另一优选例中，所用的微生物絮凝剂γ-PGA为地衣芽孢杆菌(Bacillus.licheniformis)ATCC 9945A发酵生产的。所述γ-PGA的分子量范围为98～1000KDa。

在另一优选例中，所述混合溶液中的γ-PGA浓度范围为10～100mg/L，铅离子的浓度范围为0～0.5mM。

在另一优选例中，加入石英比色皿的过滤液体积为0.1～2.5mL，石英比色皿光程为1～10mm。

在另一优选例中，γ-PGA和铅离子形成的γ-PGA-Pb络合物在230～250nm范围内有紫外吸收峰，用CD光谱软件计算的CD信号范围为200～260nm。