环糊精与典型持久性有机污染物的相互作用及对其生物降解的影响
发布时间：2021-08-27 23:58
持久性有机污染物是具有长期残留性、生物富集性、半挥发性和高毒性的疏水有机化合物。多环芳烃和有机氯农药作为典型的持久性有机污染物导致我国耕地土壤大面积污染,已经严重威胁到农业生产及生态安全。由于该类有机污染物的自降解难,使得其污染土壤的修复成为我国长期而艰巨的任务。微生物修复法因具有成本低、环境中长期存在,边污染边治理等优势,成为被优先选择的土壤修复技术。但微生物修复法至今仍没有成为主流的土壤修复方法,其中的一个关键难点是具有强疏水性的持久性有机污染物与土壤中的有机质紧密结合,导致其生物利用率极低。环糊精对疏水性有机污染物具有较强的包结能力,作为环境友好的增溶剂已经被尝试用于污染土壤的微生物修复。但该方法对包结污染物生物可利用性的改善程度却存在较大差别,使其很难在污染土壤的生物修复中推广使用。目前,对于环糊精促污染物分子生物降解机理的研究尚处于初步阶段。尤其是污染物分子在环糊精影响下是如何接触并穿越细胞膜进入胞内被降解尚不清楚。此过程是否对污染物的生物降解起到决定性作用也了解甚少。本论文通过关注细胞膜体系,结合理论模拟和实验方法,系统研究了不同环境下环糊精与污染物超分子识别、环糊精/污染...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２天然环糊精结构［ｗ］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｎａｔｕｒａｌ?ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｓ＾７＇??２０世纪８０年代，环糊精在制药和食品等行业中开始被探索应用
?环糊精与典型持久性有机污染物的相互作用及对其生物降解的影响???性空腔内的水分子并不稳定，这有利于它们被极性较小的分子取代。因此，疏水性的有??机分子可以全部或者部分地插入到环糊精的空腔当中与其形成包结物。己经有大量文献??报道了多种分子（如芳香族化合物，离子或高分子）与环糊精的络合现象［８８，８９］。主体／客??体所形成的复合体是动态的。这意味着游离物质和包结物质之间存在平衡（图１．３）??９１］。空间互补性是主客体亲和性的关键参数，也控制化学计量。如果１：?１包结物代表一??种包结形式，那么在这种包结状态下同时可能发生１：?２或２：?１的包结形式，即一个环??糊精可能包封两个客体分子，也可能一个客体被包结在两个ＣＤ分子内。此外，ｙ－ＣＤ?—??般与非常大的客体形成包结物，如苯并［ａ］芘。ａ－ＣＤ则更倾向于包结小分子，如二氯甲??烷和己烷。如果要处理大规模的污染物，Ｐ－ＣＤ则构成了良好的折中方案，因为其腔体??呈现出介于ａ－和ｙ－ＣＤ的中间尺寸。同时，由于生产成本较低以及能与更多中分子形成络??合物的能力，使得Ｐ－ＣＤ成为环境研宄中的首眩??然而，Ｐ－ＣＤ的较低溶解度可能会限制其应用于环境修复。因此，改性后的Ｐ－ＣＤ似??乎是用于环境修复中有前景的主体。环糊精分子上３ｎ反应性羟基的存在使得环糊精几??乎可以被进行各种的化学改造。这些化学修饰可以很大程度地改变环糊精的特征，如溶??解度、包合能力或诱导新的性质、还可以引入发色基团固定在固体载体上。通过对Ｐ－ＣＤ??不同程度的修饰可以得到甲基化（ＣＲＹＳＭＥＢ或ＲＡＭＥＢ）、羟丙基化（ＨＰＣＤ）、羧甲??基化（ＣＭＣＤ）或磺丁基化（ＳＢＥ）的Ｐ－环糊精，并且能够得
?环糊精与典型持久性有机污染物的相互作用及对其生物降解的影响???－２１?ｔｕｒｎ?ＳＢＥ－Ｐ－ＣＯ??一?ｍｍ?ｈｐ－ｐ－ｃｄ??＊５－２４－??裏－２７－??＂ｒｏ????：§／３。：?■??－３３?－??〇；?－?ｍｍ??沄３６－??Ｃ??ＬＬＪ?－３９－??■５?＇?■?■??Ｃ?－４５?－??５冬?ｍｍ??？５１?－??Ｉ?ｊ?｜?｜?｜??萘?蒽菲芘??图２．?４环糊精衍生物与四种典型多环芳烃的结合能??Ｆｉｇ．?２．４?Ｂｉｎｄｉｎｇ?ｅｎｅｒｇｉｅｓ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ＣＤ?ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ?ａｎｄ?ｆｏｕｒ?ＰＡＨｓ．??分子对接结果表明，ＨＰ－Ｐ－ＣＤ比ＳＥＢ－Ｐ－ＣＤ更易于吸附多环芳烃污染物。萘，蒽，??菲和芘四种多环芳烃分子（除了萘分子外）在两种Ｐ－环糊精衍生物的疏水空腔中均采用??半倾斜状的空间取向，进一步证明了这种结合方式有利于环糊精与多环芳烃分子的吸附??（图?２．５）。??萘?蒽??菲?芘??ＳＢＥ－３－ＣＤ??图２．５羟丙基－Ｐ－环糊精和磺丁基－ｐ－环糊精与典型多环芳烃的结合方式??Ｆｉｇ．２．５?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ＨＰ－（３－ＣＤ?ａｎｄ?ＳＢＥ－Ｐ－ＣＤ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ?ｗｉｔｈ?ｆｏｕｒ?ＰＡＨｓ．??３４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Polycyclic aromatic hydrocarbon in urban soil from Beijing, China[J]. LI Xing-hong1, MA Ling-ling1, LIU Xiu-fen1, FU Shan1, CHENG Hang-xin2, XU Xiao-bai1,(1. State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China. 2. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Langfang 065000, China). Journal of Environmental Sciences. 2006(05)
硕士论文
[1]磺丁基-β-环糊精对菲的增溶及生物降解研究[D]. 杨帆.大连理工大学 2017
本文编号：3367362
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２天然环糊精结构［ｗ］??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｎａｔｕｒａｌ?ｃｙｃｌｏｄｅｘｔｒｉｎｓ＾７＇??２０世纪８０年代，环糊精在制药和食品等行业中开始被探索应用
?环糊精与典型持久性有机污染物的相互作用及对其生物降解的影响???性空腔内的水分子并不稳定，这有利于它们被极性较小的分子取代。因此，疏水性的有??机分子可以全部或者部分地插入到环糊精的空腔当中与其形成包结物。己经有大量文献??报道了多种分子（如芳香族化合物，离子或高分子）与环糊精的络合现象［８８，８９］。主体／客??体所形成的复合体是动态的。这意味着游离物质和包结物质之间存在平衡（图１．３）??９１］。空间互补性是主客体亲和性的关键参数，也控制化学计量。如果１：?１包结物代表一??种包结形式，那么在这种包结状态下同时可能发生１：?２或２：?１的包结形式，即一个环??糊精可能包封两个客体分子，也可能一个客体被包结在两个ＣＤ分子内。此外，ｙ－ＣＤ?—??般与非常大的客体形成包结物，如苯并［ａ］芘。ａ－ＣＤ则更倾向于包结小分子，如二氯甲??烷和己烷。如果要处理大规模的污染物，Ｐ－ＣＤ则构成了良好的折中方案，因为其腔体??呈现出介于ａ－和ｙ－ＣＤ的中间尺寸。同时，由于生产成本较低以及能与更多中分子形成络??合物的能力，使得Ｐ－ＣＤ成为环境研宄中的首眩??然而，Ｐ－ＣＤ的较低溶解度可能会限制其应用于环境修复。因此，改性后的Ｐ－ＣＤ似??乎是用于环境修复中有前景的主体。环糊精分子上３ｎ反应性羟基的存在使得环糊精几??乎可以被进行各种的化学改造。这些化学修饰可以很大程度地改变环糊精的特征，如溶??解度、包合能力或诱导新的性质、还可以引入发色基团固定在固体载体上。通过对Ｐ－ＣＤ??不同程度的修饰可以得到甲基化（ＣＲＹＳＭＥＢ或ＲＡＭＥＢ）、羟丙基化（ＨＰＣＤ）、羧甲??基化（ＣＭＣＤ）或磺丁基化（ＳＢＥ）的Ｐ－环糊精，并且能够得
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Polycyclic aromatic hydrocarbon in urban soil from Beijing, China[J]. LI Xing-hong1, MA Ling-ling1, LIU Xiu-fen1, FU Shan1, CHENG Hang-xin2, XU Xiao-bai1,(1. State Key Laboratory of Environmental Chemistry and Ecotoxicology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China. 2. Institute of Geophysical and Geochemical Exploration, Langfang 065000, China). Journal of Environmental Sciences. 2006(05)
硕士论文
[1]磺丁基-β-环糊精对菲的增溶及生物降解研究[D]. 杨帆.大连理工大学 2017
本文编号：3367362
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