为探究聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成过程以及蛋白冠的形成对植物可能造成的影响,本研究选用3种平均粒径为200nm不同表面修饰的聚苯乙烯纳米塑料微球和新几内亚凤仙(Impatiens hawkeri)为对象,将3种聚苯乙烯纳米塑料分别与新几内亚凤仙的叶蛋白提取物进行反应,反应时间分别为2、4、8、16、24、36 h。利用扫描电镜(scanning electron microscopy, SEM)观察其形貌变化,原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)进行表面粗糙度测定,使用纳米粒度和zeta电位分析仪测定水合粒径及zeta电位,液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS/MS)鉴定蛋白冠的蛋白成分。从生物学过程、细胞组分以及分子功能3个方面对蛋白进行分类,研究不同表面修饰的纳米塑料对蛋白的吸附选择,探究聚苯乙烯纳米塑料-植物蛋白冠的形成与特征,预测蛋白冠对植物造成的可能影响。结果表明:随着反应时间增加,纳米塑料的形貌变化越发明显,表现为尺寸和粗糙度的增加和稳定性的增强,由此证明了蛋白冠的形成;在相同蛋白浓度条件下,3种聚苯乙烯纳米塑料与叶蛋白形成蛋白冠的过程中,由软蛋白冠到硬蛋白冠的转化速度基本一致;在与叶蛋白进行反应时,3种纳米塑料对不同等电点和分子量蛋白的吸附选择存在差异,最终形成的蛋白冠的粒径和稳定性也存在差异,氨基修饰纳米塑料对蛋白质的吸附能力更强,形成的硬蛋白冠的稳定性强于羧基修饰纳米塑料和无修饰纳米塑料;由于蛋白冠的蛋白组分中很大一部分参与植物的光合作用,由此推测,蛋白冠的形成可能对新几内亚凤仙的光合作用产生影响。
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