电化学法研究蛋白质和茜素红 S的相互作用

    孙 伟 焦 奎3

    刘晓云

    (青岛化工学院应用化学系 ,青岛 266042)

    摘 要 在pH 4. 2的Britton 2Robinson缓冲液中 ,茜素红 S(ARS)与牛血清白蛋白(BSA)能形成一种红色的非电

    活性的超分子复合物。用线性扫描二阶导数极谱法和循环伏安法对该体系进行了研究 ,复合物的形成使 ARS

    的还原峰电流下降 ,峰电流的下降值同所加的BSA浓度在一定范围内呈线性关系。用于BSA的测定 ,在 8. 0

    × 10 - 8

    ～ 1. 2× 10 - 6

    mol L范围内呈线性关系 ,检测限为4. 3× 10 - 8

    mol L ,对结合反应机理进行初步的探讨。

    关键词 牛血清白蛋白 ,茜素红 S ,线性扫描极谱法 ,超分子复合物

    2001204209收稿;2001208231接受

    1 引 言

    蛋白质是人体中一类重要的生物大分子,其功能对于很多生命现象是非常重要的。对蛋白质定量

    测定是临床分析、生化分析、疾病检测中的重要指标 ,关于生物大分子和有机小分子探针反应机理的探

    讨 ,也是生命科学、临床医学和化学研究的重要内容。

    蛋白质与小分子有机染料可以在适当的条件下通过非共价键相结合形成一种超分子化合物 ,该化

    合物和染料本身相比在吸收光谱及光吸收程度上有着明显的变化 ,以此为基础建立了许多蛋白质光度

    分析的方法。最经典的是考马斯亮蓝(CBBG 2250)法1

    ,国内童沈阳的研究小组用分光光度法研究了许

    多染料和蛋白质相互作用的机理并用于分析测试 ,取得了较好的效果2 ～5。但文献多以荧光法或分光

    光度法为检测方法 ,尚未见有用电化学分析方法研究染料与蛋白质相互作用的报道。电分析化学法具

    有高灵敏度和高选择性 ,并且它不会受到传统生物样品中的混浊、黄疸等颜色的干扰 ,近年来在生命科

    学领域中得到了广泛的应用。茜素红 S是常用的有机染料 ,常用于无机元素分析 ,也可用于蛋白质的光

    谱探针6。它是一种蒽醌类化合物 ,具有电化学活性 ,已被用于络合极谱波的研究7。本文报道用电化

    学方法研究茜素红 S与蛋白质分子生成的生物超分子化合物 ,并可作为蛋白质的电化学探针 ,试剂和反

    应体系均很稳定 ,并且测定方法简单 ,灵敏度高 ,实验结果令人满意。

    2 实验部分

    2. 1 仪器和试剂

    JP2303型极谱分析仪(成都仪器厂) ,三电极系统:滴汞电极为工作电极 ,饱和甘汞电极(SCE)为参比

    电极 ,铂丝电极为对电极;循环伏安实验在 CHI 832 型电化学分析仪(上海辰华仪器公司)上进行 ,JM201

    型悬汞电极(江苏电分析仪器厂)为工作电极;Cary 50 型紫外可见分光光度计(Varian 公司) ; PHS 225 型

    酸度计(上海雷磁仪器厂) 。

    茜素红 S(ARS) (上海新中化学厂) ,5. 0 ×10 - 3

    mol L ,使用时再进行稀释;牛血清白蛋白(BSA)

    (sigma 公司) ,分子量以65000计 ,2. 0 × 10 - 5

    mol L ,4℃冰箱保存;0. 2 mol L Britton2Robinson (B2R)系列缓

    冲溶液;所用试剂均为分析纯 ,二次去离子水配制。

    2. 2 实验方法

    在10 mL 的比色管中 ,依次加入4. 0 mL 1. 0× 10 - 4

    mol L ARS、 2. 0 mL 0. 2 mol L pH 4. 2的B2R缓冲

    溶液和不同浓度的 BSA ,用水定容 , 摇匀后静置 15 min ,以未加BSA 的溶液作空白 ,用电化学法进行研

    究和测定。

    第30卷

    2002年3月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报

    Chinese Journal of Analytical Chemistry

    第3期

    312～3143 结果与讨论

    3. 1 吸收光谱的变化

    ARS在pH 4. 2的B2R缓冲溶液中呈现黄色 ,最大吸收波长为420 nm;当加入了BSA后 ,溶液由黄色

    变为红色 ,最大吸收波长为530 nm ,波长红移了110 nm ,这表明ARS和BSA结合生成了复合物。

    3. 2 电化学性质的变化

    3. 2. 1 循环伏安图的变化 在pH 4. 2的B2R 缓冲溶液中 ,ARS有一对峰形良好的氧化还原峰;当加入

    了BSA后 ,峰电位不变而峰电流下降 ,BSA加入量越多 ,峰电流下降越大。这说明ARS 2BSA复合物不具

    有电化学活性 ,结合反应后游离的ARS浓度下降 ,对应的氧化还原峰电流下降。

    3. 2. 2 线性扫描二阶导数极谱波 如图1所示 ,在pH 4. 2的B2R缓冲溶液中 ,用线性扫描二阶导数极

    谱法对体系进行了测定 ,ARS有一个灵敏的二阶导数还原峰 ,峰电位为 - 0. 29 V( vs . SCE) ,当在溶液中

    图1 ARS 2BSA 体系的线性扫描二阶导数极谱图

    Fig. 1 Second order derivative linear sweep voltammograms of

    alizarin red S 2bovine serum albumin (ARS 2BSA) complex

    1. 0. 04 mol L pH 4. 2 B2R;2. 1 + 4. 0× 10 - 5

    mol L ARS;3. 2 + 2. 0

    × 10 - 6

    mol L BSA ......