馬清河,薛 剛,秦艷梅,劉麗娜
(河北省科學(xué)院微生物研究所,河北 保定 071051)
清洗劑類產(chǎn)品借助酶,其低溫、節(jié)能、省時、節(jié)水和安全、無害的性能獲得了全面提升。目前含有多種酶的清洗劑在器械的清洗上開始被廣泛采用,但市場上的含酶器械清洗劑質(zhì)量、標準均不一致[1],尤其是多酶種類的采用,很少有對其各酶之間的相互影響進行深入研究,而很多研究[2]、[3]指出,必須解決各酶制劑一致性的問題,否則不同酶的適用條件會造成酶混合后相互影響的矛盾,有可能會降低了其應(yīng)用價值,難以得到推廣應(yīng)用。本實驗利用對清洗有效果的淀粉酶(amylase)、蛋白酶(proteinase)[4]進行配伍,通過對二者的相容性、穩(wěn)定性等方面的考察,為器械清洗合理用酶提供依據(jù)。
(1)主要材料:醫(yī)用攝子、止血鉗、剪刀、手術(shù)刀、柄,為市售??莶菅挎邨U菌(Bacillas subtilis)產(chǎn)的淀粉酶(2000u/g)和蛋白酶(80000u/g),為本實驗室保存。
(2)主要試劑:3,5-二硝基水楊酸,葡萄糖,3,5-二硝基水楊酸(DNS)顯色液,碘化鉀、二氯化汞、氫氧化鉀、氯化銨、酒石酸鉀鈉、甲醛、L-谷氨酰胺均為分析純。
(3)主要儀器:SP-721E分光光度計 上海光譜儀器有限公司;202型恒溫培養(yǎng)箱 余姚市東方電工儀器廠;H-4數(shù)顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司;ZDX-35D高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;78-1型磁力攪拌器 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;FA2004N型電子分析天平上海精密科技儀器有限公司;E-201-C型pH計 上海精科實業(yè)有限公司。
(1)酶的配伍:按淀粉酶活力(u/g):蛋白酶活力(u/g)分別為1∶3、1∶9、1∶15、1∶21、1∶27分別復(fù)配,均用蒸餾水稀釋200倍,于5000r/min冷凍離心15min,取上清液在40℃中保存?zhèn)溆谩?/p>
(2)酶活力測定:參照文獻[5]中的“紫外光分光光度法”進行。
(3)兩酶配伍后的相容性考察:取上述(1)中不同活力比值配伍的混合酶液各100mL于比色試管內(nèi),用0.2M的磷酸鹽緩沖溶液調(diào)整各混合液pH=7.0后,把各試管置于320℃的恒溫震蕩水浴鍋內(nèi)30min、60min、120min,分別取出觀察各試管有無分層、有無沉淀和渾濁等現(xiàn)象。
(4)兩酶配伍后的穩(wěn)定性考察:取上述(1)中不同活力比值配伍的混合酶液各100mL于比色試管內(nèi),在其自然pH值狀態(tài)下,置于300℃恒溫箱內(nèi),在15d、30d、60d、90d定期測定各酶的活力、觀察各試管有無沉淀和渾濁現(xiàn)象。
(5)蛋白污垢的清除能力:醫(yī)用器械在人為污染血液后,自然狀態(tài)下放置24h。取上述(1)中不同活力比值配伍的混合酶液各300mL于小托盤內(nèi),用0.2M的磷酸鹽緩沖溶液調(diào)整各混合液pH=7.0后,放置在300℃的恒溫震蕩箱中預(yù)溫5min,然后把污染的攝子、止血鉗、剪刀、手術(shù)刀等醫(yī)用器械放入浸泡10min。測定各液的蛋白質(zhì)含量增加率,用清水代替上述各混合酶液做對照。
(1)配伍后混合酶液的活力表征:上述1.2(1)中不同活力比值配伍的混合酶液中各酶的活力如下表1。
表1 混合酶液中各酶的活力(u/mL)
(2)復(fù)配后各酶之間的相容性:在初始30min至60min內(nèi),各試管中的混合酶液均為淺黃色液體,透明無分層,無沉淀;120min開始,除1∶27酶活力比值的試管外,其它試管均有渾濁的現(xiàn)象產(chǎn)生,1∶3酶活力比值的試管出現(xiàn)微量沉淀。
說明蛋白酶與淀粉酶在混合后的液體狀態(tài)下,處于適宜的溫度和時間中,均會產(chǎn)生相互影響;而適宜的配比活力比值能使酶之間的相容性提高。
(3)復(fù)配后混合酶液的穩(wěn)定性:不同時間段各酶活力值見下表2。
表2 各時間段混合液中兩酶的活力值(u/mL)
表2可以看出,在液態(tài)中不論是何種酶,沒有加入穩(wěn)定劑的情況下,長、短時間的放置其活力均下降;兩酶活力比值較大時,混合后的酶液穩(wěn)定性較好;兩酶活力比值較小時,混合后的酶液穩(wěn)定性較差。
從混合酶液外觀上,放置15d至60d左右,各混合酶液均產(chǎn)生渾濁,甚至有絮狀沉淀,而僅有個別的1∶27活力比值的混合酶液表現(xiàn)出微小的渾濁并保持了較好的透明無分層;90d后各混合液渾濁現(xiàn)象減輕趨于清澈、透明,但沉淀增加。
說明蛋白酶對蛋白(淀粉酶就是活性蛋白)的作用是會必然發(fā)生的,環(huán)境條件(如狀態(tài)、溫度…)決定了作用的大小和快慢;混合酶液存放比單一酶液存放更易失活和變質(zhì),但同時適宜的活力比值混合,反而能促進淀粉酶與蛋白酶的配伍穩(wěn)定性。
(4)不同活力比值混合酶液對蛋白污垢的清除能力:各混合酶浸液中蛋白質(zhì)含量增長情況見下圖1。
圖1 各混合液中蛋白質(zhì)的吸光度
從圖1可以看出,各混合酶液蛋白質(zhì)的吸光度大小順序為清水<1∶15<1∶3<1∶21<1∶9<1∶27。
說明淀粉酶和蛋白酶的混合液,對器械上蛋白污垢的去除能力并不和酶相對活力的大小呈正比,而是以適宜的混合活力比值有關(guān)。
器械清洗劑中所含有的蛋白酶,會和淀粉酶及任何其它酶發(fā)生相互作用,其作用只是因條件因素而決定,如在本實驗中的淀粉酶和蛋白酶的混合酶液,在較低溫度與短時間內(nèi),沒有發(fā)生渾濁和沉淀現(xiàn)象,液體呈清澈透明狀,但并不說明蛋白酶不會與淀粉酶作用;在較高(適宜)的溫度和較長時間,該混合液均產(chǎn)生絮狀沉淀及渾濁,即說明發(fā)生了相互作用現(xiàn)象。而器械清洗酶產(chǎn)品的使用均會在較高的溫度條件下進行[6],因此建議在研發(fā)類似混合酶產(chǎn)品時,應(yīng)以使用條件(如溫度)來考察酶之間的相容性。
多酶混合時,其各酶之間的配比濃度對其性能影響顯著[7]的觀點已得到共識,并在本實驗結(jié)果中也得到很好的論證。
通過本實驗可以看出,液體中,多酶混合后的穩(wěn)定性在大多情況下較單一酶要小。但本實驗中淀粉酶和蛋白酶活力比值越大,混合后的相容性及穩(wěn)定性越高,其機理需進一步的研究。
[1] 陶西萍,薛衛(wèi)寧,高艷霞.多酶清洗劑清洗效果簡易檢測方法[J].中國消毒學(xué)雜志,2011,28(6):758-759.
[2] E.Csiszar A.Losonezi B.Koezka,G.Szaka-csA.Pomlenyi.Degradationoflignin-eont-aini ngmaterialsbyxylanaseinbio Pre Parationofcotton[J].BioteehnolLett,2006,(28):749-753.
[3] Moussa K.Traore,Gisela Buschle Z Diller.Environmally Friendly Seouring Proeesses[J].TEXTILECHEMISTANDCOLORIST& AMERICAN DYESTUFFREPORT,2000,32(12):40-43.
[4] 姜錫瑞,段鋼.新編酶制劑實用技術(shù)手冊[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2002.
[5] 郭勇 酶工程[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2004.
[6] 石艷燕 多酶清潔劑與數(shù)控超聲波在清洗口腔小器械中的應(yīng)用[J].華醫(yī)院感染學(xué)雜志,2011,21(19):4173.
[7] 肖懷秋等 雙酶協(xié)同作用對大豆分離蛋白酶解的影響[J].中國釀造,2008,(11):28-29.