親和毛細管電泳法和熒光猝滅法分析α-乳白蛋白與離子液體相互作用

賈娜爾·吐爾遜，王曉婭，譚瑞康，李德強

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學化學工程學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆藍山屯河能源有限公司質(zhì)管部，新疆 昌吉 831800）

親和毛細管電泳法和熒光猝滅法分析α-乳白蛋白與離子液體相互作用

賈娜爾·吐爾遜1，王曉婭2，譚瑞康1，李德強1

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學化學工程學院，新疆 烏魯木齊 830052；2.新疆藍山屯河能源有限公司質(zhì)管部，新疆 昌吉 831800）

以溴化1-乙基-3-甲基咪唑（1-ethyl-3-methylimidazolium bromide，[C2mim]Br）為原料，采用中和法合成氨基酸離子液體1-乙基-3-甲基咪唑-2-氨基-1,3-戊二酸鹽（1-ethyl-3-methylimidazolium 1-aminopropane-1,3-dicarboxylic acid salt，[C2mim][Glu]）。分別采用親和毛細管電泳法和熒光猝滅法考察α-乳白蛋白與[C2mim] [Glu]、α-乳白蛋白與[C2mim]Br的相互作用。結果得到二者結合常數(shù)均在106L/mol量級，且α-乳白蛋白-[C2mim] [Glu]的結合常數(shù)大于α-乳白蛋白-[C2mim]Br，結合比約為1∶1。實驗結果為進一步研究α-乳白蛋白與離子液體相互作用機理、開發(fā)高效環(huán)境友好的α-乳白蛋白萃取體系具有一定的參考意義。

α-乳白蛋白；氨基酸離子液體；親和毛細管電泳；結合常數(shù)；熒光猝滅法

α-乳白蛋白（α-lactalbumin，α-LAB）是必需氨基酸和支鏈氨基酸的極好來源，并且也是唯一一種能結合鈣的乳清蛋白成分。由于從牛乳分離出來的α-LAB在很多方面與人乳都非常相似，使得牛乳α-LAB在嬰兒配方食品、保健品和藥品等領域得到廣泛應用。故從牛乳中分離α-LAB的研究備受人們的關注。

離子液體（ionic liquid，IL）的優(yōu)良理化性質(zhì)使其成為蛋白質(zhì)萃取分離領域一種備受關注的萃取媒介。引入IL不僅可以有效減少或避免有機溶劑的使用，實現(xiàn)綠色分離，同時還可以提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，有利于保持目標組分的生物活性[1]。IL在動物血清、乳清中蛋白質(zhì)的分離領域已受到人們的關注。Quental等[2]用膽堿類IL-無機鹽雙水相體系萃取牛血清樣品中的牛血清白蛋白，萃取效率比聚丙二醇的雙水相體系高。Michel等[3]用咪唑類IL-無機鹽雙水相萃取法提高了乳清中α-LAB、β-乳白蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白的萃取效率。Hasan等[4]以溴化N-烷基-4-甲基吡啶作緩沖溶液添加劑，采用凝膠電泳法實現(xiàn)了α-LAB、轉(zhuǎn)鐵蛋白等5 種蛋白質(zhì)的高效分離，并用熒光猝滅法得知蛋白質(zhì)與IL產(chǎn)生的疏水性相互作用是影響蛋白質(zhì)分離的主要因素。除了蛋白質(zhì)的萃取分離，IL還用于蛋白質(zhì)的溶解、穩(wěn)定和再生[5]、蛋白質(zhì)的色譜分析[6]、電化學分析[7]和空間構型研究[8]，IL作為生物催化反應的溶劑、共溶劑或催化劑載體[9-10]還可以實現(xiàn)高效生物催化等，在蛋白質(zhì)研究領域具有很廣泛的應用前景。

蛋白質(zhì)研究領域常用IL的陰離子有鹵素離子、BF4—、PF6—、CH3COO—、NO3—、H2PO4—、HSO4—等。以氨基酸根為陰離子的IL稱為氨基酸離子液體（amino acid ionic liquid，AAIL）。氨基酸根是很強的氫鍵接受體，它的氫鍵堿性比以上常見陰離子（除CH3COO—）高[11]，即AAIL的極性比普通IL的極性強，易與蛋白質(zhì)產(chǎn)生較強的相互作用[11]，是潛在的食品蛋白質(zhì)萃取介質(zhì)。

IL在蛋白質(zhì)研究領域的應用與二者的相互作用密切相關，只有得知二者之間的相互作用機理，才能很好地實現(xiàn)IL在蛋白質(zhì)研究領域的應用。蛋白質(zhì)與IL相互作用機理的研究才剛剛起步，二者結合常數(shù)的測定是相互作用機理研究的重要組成部分。本實驗采用親和毛細管電泳（affinity capillary electrophoresis，ACE）法研究牛α-LAB與IL的相互作用，通過Scatchard方程測得結合常數(shù)。同時又采用經(jīng)典的熒光猝滅法研究了相同緩沖溶液條件下α-LAB與IL的相互作用，用Stern-Volmer方程和Lineweaver-Burk方程對猝滅類型、結合常數(shù)和結合比等進行了測定，考察ACE法在蛋白質(zhì)與IL結合常數(shù)測定中的實用性，并結合文獻對α-LAB-IL相互作用進行探討。旨在為蛋白質(zhì)與IL相互作用機理的進一步研究理論基礎，合理指導IL和AAIL在食品蛋白質(zhì)分離領域的利用。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

溴化1-乙基-3-甲基咪唑（1-e t h y l-3-methylimidazolium bromide，[C2mim]Br） 上海笛柏化學品技術有限公司；牛α-LAB 上海藍季科技發(fā)展有限公司；谷氨酸（glutamic acid，Glu） 上海藍季科技發(fā)展有限公司。以上試劑均為分析純，-20 ℃條件下保存。強堿型陰離子交換樹脂 天津市光復精細化工研究所。

1.2 儀器與設備

高效毛細管電泳儀 貝克曼庫爾特商貿(mào)有限公司；LS-55型熒光分光光度計 美國Perkin Elmer公司；石英毛細管 凱里奧拉色譜分析有限責任公司；單道可調(diào)移液器（10～1 000、10～100 μL） 白傅實驗儀器蘇州有限公司；0.4 μm濾膜 北京九鼎高科公司。

1.3 方法

1.3.1 [C2mim][Glu]的合成

以[C2mim]Br為原料，用中和法合成[C2mim][Glu][12]，合成反應方程式如圖1所示，合成分兩步進行。第一步：將[C2mim]Br通過離子交換樹脂，將Br—置換成OH—，得到堿性IL氫氧化1-乙基-3-甲基咪唑（1-ethyl-3-methylimidazolium hydroxide，[C2mim]OH），因[C2mim] OH較不穩(wěn)定，需要在水溶液中保存，無需對樣品進行干燥。第二步：[C2mim]OH與稍過量的Glu低溫攪拌反應12 h，反應完加入適量的乙腈和甲醇混合溶液（體積比9∶1），強烈攪拌后過濾，以除去多余的Glu。濾液在55 ℃蒸發(fā)除去甲醇、乙腈和溶劑水。用真空干燥箱對產(chǎn)品進行干燥，產(chǎn)品在-20 ℃條件下保存。核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）法對產(chǎn)品進行表征。

圖1 [C2mim][Glu]的合成步驟Fig. 1 Synthetic pathway of [C2mim][Glu]

1.3.2 α-LAB、IL標準儲備溶液的制備

用高純水配制714.3 μmol/L α-LAB、100 μmol/L [C2mim]Br、100 μmol/L [C2mim][Glu]標準溶液。實驗中用超純水逐級稀釋。高濃度儲備液于-20 ℃條件下保存，待測溶液和低濃度儲備液于-4 ℃條件下保存。

1.3.3 ACE條件

毛細管處理：新毛細管（內(nèi)徑75 μm，總長55 cm，有效長度40 cm）依次用以下試劑（沖洗時間）沖洗，0.5 mol/L NaOH（30 min）、 蒸餾水（10 min）、0.5 mol/L HCl（30 min）、蒸餾水（5 min）、甲醇（5 min）、蒸餾水（3 min）。為保證實驗的重現(xiàn)性，每次電泳實驗之間依次用以下試劑（沖洗時間）沖洗，0.1 mol/L NaOH（2 min）、蒸餾水（1.5 min）和運行緩沖溶液（2 min）；沖洗壓力均為10 psi（1 psi相當于0.068 bar）。

電泳條件：進樣壓差1 psi；進樣時間5 s；進樣和電泳溫度25 ℃。紫外檢測波長214 nm；毛細管電泳分析用所有溶液和水均用0.4 μm濾膜過濾。

1.3.4 熒光猝滅法分析條件

測試溶液的制備：取一定量的α-LAB、IL低濃度標準溶液，用磷酸鹽緩沖溶液稀釋至所需濃度（待測液緩沖溶液組成為10 mmol/L NaH2PO4-10 mmol/L Na2HPO4）。待測液在室溫（25 ℃）條件下恒溫0.5 h后裝入1 cm的石英比色池中測定。

熒光實驗條件：掃描速率1 200 nm/min；激發(fā)波長280 nm，室溫（25 ℃）條件下掃描282～418 nm的發(fā)射光譜；激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為5 nm，記錄331.2 nm波長處的熒光強度。

2 結果與分析

2.1 [C2mim][Glu]的合成與表征

由9.6 g（50 mmol/L）[C2mim]Br和9.1 g（62 mmol/L）Glu獲得10.03 g [C2mim][Glu]，產(chǎn)率為78%。[C2mim] [Glu]的1H NMR分析結果：1H NMR（400 MHz，DMSO，δ相對于TMS，ppm）8.96（s, 1H）、7.67（t, 1H）、7.59（t, 1H）、4.18（q, 2H）、3.30（q, 1H）、2.22 （m, 2H）、1.91（m, 1H）、1.85～1.73（m, 1H）、1.43（s, 3H）。與文獻[12]值相符。

2.2 ACE法測定α-LAB與IL的結合常數(shù)

2.2.1 ACE實驗條件的選擇

丙酮和N,N-二甲基甲酰胺（N,N-dimethylformamide，DMF）是ACE實驗中常用的中性內(nèi)標。分別將二者作為樣品，用10 mmol/L NaH2PO4-10 mmol/L Na2HPO4的緩沖溶液進行毛細管區(qū)帶電泳分析。丙酮在20 min內(nèi)未出峰，DMF出來一個尖峰（未給出電泳譜圖）。因此，選用DMF作中性內(nèi)標。

ACE測定結合常數(shù)的方法有淌度移動法[13]、空親和毛細管電泳法[14]、空位峰法[15]、Hummel-Dreyer法[16]和前沿分析方法[17]。ACE淌度移動法的具體實驗方法如下：蛋白質(zhì)或IL作為配體直接加入運行緩沖溶液中，另一個作ACE分析物，固定分析物濃度，改變配體濃度，根據(jù)樣品淌度的變化計算出結合常數(shù)[18]。先以[C2mim]Br作為配體加到運行緩沖溶液中，以α-LAB作分析物進行ACE分析。在10 mmol/L NaH2PO4-10 mmol/L Na2HPO4的緩沖溶液中分別加入0、10、20、30、50、100、150、500、1 000、2 000 μmol/L [C2mim]Br進行ACE分析，以[C2mim][Glu]代替[C2mim]Br重復以上實驗。結果顯示，隨著IL濃度的增加，蛋白質(zhì)的峰形、遷移時間和有效淌度均無發(fā)生明顯變化，可能的原因是配體濃度低于形成復合物所需濃度[18]。因此，IL不適合作為配體加入到運行緩沖液進行ACE分析。以α-LAB作為配體加到運行緩沖溶液中，以IL作分析物進行ACE分析，如圖2、3所示，隨著α-LAB濃度的增加，IL遷移時間和有效淌度有顯著變化。故以α-LAB作配體加入運行緩沖溶液中進行后續(xù)ACE分析。

圖 2α-LAB與[C2mim]Br相互作用的ACE電泳圖Fig. 2 Electrophoregrams of α-LAB-[C2mim]Br interactions based on ACE

圖 3α-LAB與[C2mim][Glu]相互作用的ACE電泳圖Fig. 3 Electrophoregrams of α-LAB-[C2mim][Glu] interactions based on ACE

ACE分析中配體與中性內(nèi)標的峰高需要保持基本一致，因此，先對分析物和中性內(nèi)標的含量進行優(yōu)化，確定后續(xù)ACE實驗的樣品分別為38.5 mmol/L [C2mim]Br與質(zhì)量分數(shù)0.005%DMF的混合溶液和40 mmol/L [C2mim][Glu]與質(zhì)量分數(shù)0.005% DMF的混合溶液。

2.2.2 α-LAB與IL的結合常數(shù)

當IL與蛋白質(zhì)結合時，結合反應及其結合常數(shù)Kb為：

式（1）中：AP為IL與蛋白質(zhì)的結合物。式（2）中：[AP]、[Af]、[Pf]分別為溶液中IL與蛋白質(zhì)結合物、游離IL和游離蛋白質(zhì)的濃度/（μmol/L）。

劉春葉等[19]證明可用淌度比（M）作為電泳中分析物遷移更可靠的定量指標。其定義如下：

式（3）中：μeof、μnet和μA分別為電滲淌度、分析物有效淌度和分析物表觀淌度；teof和tA分別為中性內(nèi)標和分析物的遷移時間/min。經(jīng)推導得到Scatchard方程式[18]：

以α-LAB作配體加入運行緩沖溶液中，分別以[C2mim]Br和DMF的混合溶液、[C2mim][Glu]和DMF的混合溶液作分析物，考察α-LAB與[C2mim]Br、α-LAB與[C2mim][Glu]之間的相互作用。如圖2、3所示，隨著α-LAB濃度的增加，DMF和IL的遷移時間都延長，IL對DMF的相對遷移時間也延長，說明α-LAB與IL產(chǎn)生了相互作用。表1、2給出了相關電泳分析數(shù)據(jù)，tA和teof分別代表IL和DMF的遷移時間。由式（4）得到α-LAB-[C2mim]Br和α-LAB-[C2mim][Glu]的結合常數(shù)。Scatchard線性方程分別為y=3.288x+13.39和y=1.184x+6.172，線性相關系數(shù)分別為0.920 0和0.933 3，Kb分別為4.072×106L/mol和5.211×106L/mol。Scatchard線性方程線性良好，說明ACE淌度移動法非常適合于蛋白質(zhì)與IL相互作用的測定。

表 1α-LAB 與[C2mim]Br相互作用的Scatchard線性回歸方程相關數(shù)據(jù)Table 1 Data from Scatchard linear regression equation for binding between α-LAB and [C2mim]Br

表 2α-LAB與[C2mim][Glu]相互作用的Scatchard線性回歸方程相關數(shù)據(jù)Table 2 Data from Scatchard linear regression equation for binding between α-LAB and [C2mim][Glu]

2.3 熒光猝滅法測定α-LAB與IL的結合常數(shù)

蛋白質(zhì)的內(nèi)源熒光主要來源于色氨酸殘基，牛α-LAB由123 個氨基酸殘基組成，相對分子質(zhì)量為14 000，分子中有4 個色氨酸殘基，因而在280 nm激發(fā)光下能發(fā)射較強的內(nèi)源熒光[20]。實驗確認激發(fā)波長為280 nm時，α-LAB的最大發(fā)射波長為331.2 nm，此處[C2mim]Br和[C2mim][Glu]無干擾。如圖4、5所示，固定α-LAB濃度的條件下，[C2mim]Br和[C2mim][Glu]的加入對α-LAB的熒光產(chǎn)生了規(guī)律性的猝滅，同時α-LAB的最大吸收波長也發(fā)生了明顯的紅移，說明位于α-LAB色氨酸處的疏水環(huán)境和蛋白構象發(fā)生了變化，IL與α-LAB在此位置結合[21]。

圖4 [C2mim]Br對α-LAB熒光猝滅光譜圖Fig. 4 Fluorescence quenching of α-LAB by [C2mim]Br

圖5 [C2mim][Glu]對α-LAB熒光猝滅光譜圖Fig. 5 Fluorescence quenching of α-LAB by [C2mim][Glu]

先將此過程按動態(tài)猝滅處理，Stern-Volmer方程為[22]：

式中：F0和F分別為未加入和加入猝滅劑時體系熒光強度；[Q]為猝滅劑的濃度/（mol/L）；KSV為動態(tài)猝滅常數(shù)；KQ為雙分子猝滅過程的速率常數(shù)/（L/（mol·s））；τ0為無猝滅劑存在時分子的平均壽命，生物大分子的熒光壽命通常為10-8s[23]。根據(jù)式（5）以F0/F對[Q]作圖可得一直線，由該直線的斜率和截距可確定KSV和KQ。[C2mim]Br和[C2mim][Glu]對α-LAB的猝滅速率常數(shù)KQ分別為9.362×1012L/（mol·s）和1.086× 1013L/（mol·s）。而各類猝滅劑對生物大分子擴散控制的最大猝滅速率常數(shù)為2.0×1010L/（mol·s）[23]。顯然IL對α-LAB的猝滅速率常數(shù)遠大于擴散控制的最大猝滅速率常數(shù)，說明α-LAB與[C2mim]Br、α-LAB與[C2mim][Glu]之間的猝滅類型屬于靜態(tài)猝滅，而不是動態(tài)猝滅，二者形成了復合物。

靜態(tài)猝滅可以用Lineweaver-Burk方程來描述[22]：

表3 加入不同濃度IL時α-LAB的熒光強度Table 3 Fluorescent intensity of α-LAB in the presence of different concentrations of ILs

表4 α-LAB與IL結合常數(shù)Table 4 Binding constants between α-LAB and IL

3 討 論

ACE法和熒光猝滅法測得的Kb均在106L/mol量級，屬于強結合作用（105～107L/mol量級），一方面，咪唑陽離子是較強的共價配體，它的配位作用比α-LAB所含組氨酸中的中性咪唑基團強，可改變蛋白質(zhì)的分子構象，促進蛋白質(zhì)氨基酸鏈的伸展，從而促進IL與α-LAB的結合[24]；此外，Br—和谷氨酸根離子都是氫鍵接受體，都能夠與蛋白質(zhì)分子中的氨基酸形成氫鍵，破壞蛋白質(zhì)分子間原有的氫鍵，使蛋白質(zhì)分子空間構象發(fā)生變化，從而增強IL與α-LAB的相互作用[25]。

兩種方法所得到的Kb有差別，主要原因如下：1）兩種方法的實驗原理不同，實驗條件并不完全相同；2）兩種方法基于不同的計算方法，進行線性回歸時所選用的物理量不同，引進的誤差必然不同。但兩種方法獲得的Kb值在同一個數(shù)量級上，基本吻合，佐證了ACE方法應用于實際相互作用體系的可行性。

α-LAB-[C2mim][Glu]的Kb大于α-LAB-[C2mim]Br的Kb，ACE法測得前者為后者的1.3 倍，熒光猝滅法測得前者為后者的1.2倍。一方面，由于谷氨酸根離子的氫鍵堿性比Br－的氫鍵堿性大[11]。與[C2mim]Br比，[C2mim] [Glu]更容易與α-LAB形成氫鍵[25]，使得α-LAB-[C2mim] [Glu]的Kb大于α-LAB-[C2mim]Br的Kb。另一方面，IL陰離子的疏水性也可間接地影響與蛋白質(zhì)的作用。咪唑類IL陰、陽離子之間通過氫鍵締合[26]，本實驗在水溶液體系中進行測定，IL陰離子的疏水性越強，水的存在更容易破壞IL陰、陽離子間的氫鍵締合，導致更多的陽離子從IL中解離，增加IL陽離子與蛋白質(zhì)作用的機會[27]。由于谷氨酸根離子的疏水性比Br－的疏水性大，在相同的條件下，α-LAB-[C2mim][Glu]體系中與α-LAB作用的[C2mim+]數(shù)量比α-LAB-[C2mim]Br體系中與α-LAB相互作用的[C2mim+]數(shù)量多，使得α-LAB-[C2mim][Glu]的Kb大于α-LAB-[C2mim]Br的Kb。

4 結 論

毛細管電泳法不僅是蛋白質(zhì)分離的主要方法，也是研究蛋白質(zhì)性能必不可少的手段，在食品科學領域中應用越來越廣泛。ACE法用于實際相互作用體系具有操作和計算方法簡單、允許在生理條件下進行等優(yōu)勢[13]。IL與蛋白質(zhì)的相互作用與IL的陰、陽離子組成有關，通過調(diào)整IL的陰、陽離子組成可以改變IL與蛋白質(zhì)的相互作用模式和強度，從而影響蛋白質(zhì)在IL中的溶解性和穩(wěn)定性，因此可通過具有特定功能團的IL有望實現(xiàn)目標蛋白質(zhì)的溶解、穩(wěn)定與分離純化，以及提高生物催化反應效率。AAIL因具有更好的生物兼容性在食品工業(yè)領域有非常廣泛的應用前景。

[1] 胡小玲, 郭小青, 管萍, 等. 在離子液體中蛋白質(zhì)溶解性和穩(wěn)定性的研究進展[J]. 功能材料, 2013, 44(12): 1679-1689. DOI:10.3969/ j.issn.1001-9731.2013.12.002.

[2] QUENTAL M V, CABAN M, PEREIRA M M, et al. Enhanced extraction of proteins using cholinium-based ionic liquids as phaseforming components of aqueous biphasic systems[J]. Biotechnology Journal, 2015, 10(9): 1457-1466. DOI:10.1002/biot.201500003.

[3] MICHEL B, NEVES M T, DE SOUSA R D S, et al. Partitioning of whey proteins using aqueous two-phase systems with ionic liquids[J]. Quimica Nova, 2015, 38(9): 1148-1152. DOI:10.5935/0100-4042.20150123

[4] HASAN F, VIDANAPATHIRANA P, DAS S, et al. Ionic liquids as buffer additives in ionic liquid-polyacrylamide gel electrophoresis separation of mixtures of low and high molecular weight proteins[J]. RSC Advances, 2015, 5(85): 69229-69237. DOI:10.1039/c5ra11559k.

[5] MILLER M C, HANNA S L, DE FRATES K G, et al. Kinetics and mass spectrometric measurements of myoglobin unfolding in aqueous ionic liquid solutions[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2016, 85: 200-207. DOI:10.1016/ j.ijbiomac.2015.12.067.

[6] WANG Y X, ZHAO K L, YANG F, et al. Protein separation using a novel silica-based RPLC/IEC stationary phase modified with N-methylimidazolium ionic liquid[J]. Chinese Chemical Letters, 2015, 26(8): 988-992. DOI:10.1016/j.cclet.2015.05.001.

[7] XIA J F, CAO X Y, WANG Z H, et al. Molecularly imprinted electrochemical biosensor based on chitosan/ionic liquid-graphene composites modified electrode for determination of bovine serum albumin[J]. Sensors and Actuators B: Chemical, 2015, 225(5): 908-914. DOI:10.1016/j.snb.2015.11.060.

[8] JHA I, VENKATESU P. Endeavour to simplify the frustrated concept of protein-ammonium family ionic liquid interactions[J]. Physical Chemistry Chemical Physics, 2015, 17(32): 20466-20484. DOI:10.1039/c5cp01735a.

[9] RONGE P, SPARRMAN T, ANUGWOM I, et al. Realtime (PNMR)-P-31 investigation on the catalytic behavior of the enzyme adenylate kinase in the matrix of a switchable ionic liquid[J]. Chemsuschem, 2015, 8(22): 3764-3768. DOI:10.1002/cssc.201501104.

[10] GAUCHOT V, BRANCA M, SCHMITZER A. Encapsulation of a catalytic imidazolium salt into avidin: towards the development of a biohybrid catalyst active in ionic liquids[J]. Chemistry, 2014, 20(6): 1530-1538. DOI:10.1002/chem.201303865.

[11] TAMURA K N N, OHNO H. Cytochome C dissolved in 1-alkyl-3-methylimidazolium chloride type ionic liquid undergoes a quasireversible redox reaction up to 140 ℃[J]. Biotechnology and Bioengineering, 2012, 109(3): 729-735. DOI:10.1002/bit.24357.

[12] FUKUMOTO K, YOSHIZAWA M, OHNO H. Room temperature ionic liquids from 20 natural amino acids[J]. Journal of the American Chemical Society, 2005, 127(8): 2398-2399. DOI:10.1021/ja043451i.

[13] ANGELO Z, SALVATORE S, BASTIANINA S, et al. Evaluation of non-covalent interactions between serum albumin andgreen tea catechins by affinity capillary electrophoresis[J]. Journal of Chromatography A, 2014, 1367: 167-171. DOI:10.1016/ j.chroma.2014.09.053.

[14] DVORAK M, SVOBODOVA J, BENES M, et al. Applicability and limitations of affinity capillary electrophoresis and vacancy affinity capillary electrophoresis methods for determination of complexation constants[J]. Electrophoresis, 2013, 34(5): 761-767. DOI:10.1002/ elps.201200581.

[15] TEPANOVA S, KASICKA V. Capillary electrophoretic methods applied to the investigation of peptide complexes[J]. Journal of Separation Science, 2015, 38(15): 2708-2721. DOI:10.1002/ jssc.201500399.

[16] MICHALCOVA L, GLATZ Z. Comparison of various capillary electrophoretic approaches for the study of drug-protein interaction with emphasis on minimal consumption of protein sample and possibility of automation[J]. Journal of Separation Science, 2015, 38(2): 325-331. DOI:10.1002/jssc.201400914.

[17] GONCIARZ A, KUS K, SZAFARZ M, et al. Capillary electrophoresis/ frontal analysis versus equilibrium dialysis in dexamethasone sodium phosphate-serum albumin binding studies[J]. Electrophoresis, 2012, 33(22): 3323-3330. DOI:10.1002/elps.201200166.

[18] 趙新穎, 郭淑元, 陳凡, 等. 毛細管電泳法表征離子液體與蛋白質(zhì)的相互作用[J]. 分析化學, 2013, 41(8): 1204-1208. DOI:10.3724/ SP.J.1096.2013.20721.

[19] 劉春葉, 張雪嬌, 苗延青, 等. 毛細管電泳法研究牛血清白蛋白與鹽酸異丙腎上腺素的相互作用[J]. 分析科學學報, 2015, 32(3): 313-317. DOI:10.13526/j.issn.1006-6144.2015.03.004.

[20] BI H N, TANG L, GAO X, et al. Spectroscopic analysis on the binding interaction between tetracycline hydrochloride and bovine proteins β-casein, α-lactalbumin[J]. Journal of Luminenescence, 2016, 178: 72-83. DOI:10.1016/j.jlumin.2016.05.048.

[21] 張黎偉, 張新祥. 親和毛細管電泳法和熒光法研究氟喹諾酮類藥物與牛血清白蛋白的相互作用[J]. 高等學?；瘜W學報, 2008, 29(4): 694-699. DOI:10.3321/j.issn:0251-0790.2008.04.008.

[22] HUANG R N, ZHANG S X, PAN L L, et al. Spectroscopic studies on the interactions between imidazolium chloride ionic liquids and bovine serum albumin[J]. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 2013, 104(3): 377-382. DOI:10.1016/ j.saa.2012.11.087.

[23] SHU Y, LIU M L, CHEN S, et al. New insight into molecular interactions of imidazolium ionic liquids with bovine serum albumin[J]. Journal of Physical Chemistry B, 2011, 115(38): 12306-12314. DOI:10.1021/jp2071925.

[24] 張濤, 陳凡, 蓋青青, 等. 離子液與蛋白質(zhì)和核酸相互作用的研究[J].化學進展, 2011, 23(10): 2132-2139.

[25] PAGE T A, KRAUT N D, PAGE P M, et al. Dynamics of loop 1 of domain I in human serum albumin when dissolved in ionic liquids[J]. Journal of Physical Chemistry B, 2009, 113(38): 12825-12830. DOI:10.1021/jp904475v.

[26] VARFOLOMEEV M A, KHACHATRIAN A A, AKHMADEEV B S, et al. Thermodynamics of hydrogen bonding and van der Waals interactions of organic solutes in solutions of imidazolium based ionic liquids: “Structure-property” relationships[J]. Thermochimica Acta, 2016, 633: 12-23. DOI:10.1016/j.tca.2016.03.036.

[27] PEI Y C, WANG J J, WU K, et al. Ionic liquid-based aqueous twophase extraction of selected proteins[J]. Separation and Purification Technology, 2009, 64(3): 288-295. DOI:10.1016/j.seppur.2008.10.010.

Interactions of α-Lactalbumin with Ionic Liquids Analyzed by Aff i nity Capillary Electrophoresis and Fluorescence Quenching Method

TUERXUN Jianaer1, WANG Xiaoya2, TAN Ruikang1, LI Deqiang1
(1. College of Chemical Engineering, Xinjiang Agricultural University, ürümqi 830052, China; 2. Quality Control Department, Xinjiang Blue Ridge Tunhe Chemical Industry Joint Stock Co. Ltd., Changji 831800, China)

An amino acid ionic liquid (AAIL), 1-ethyl-3-methylimidazolium 1-aminopropane-1,3-dicarboxylic acid salt ([C2mim][Glu]), was synthesized by the neutralization method from 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide ([C2mim]Br). The binding behavior of α-lactalbumin (α-LAB) with [C2mim][Glu] and [C2mim]Br was evaluated by affinity capillary electrophoresis and fluorescence quenching method. The binding constants of both α-LAB-[C2mim][Glu] and α-LAB-[C2mim]Br were in the order of magnitude of 106L/mol, with the former being higher than the latter, and the binding ratios were approximately 1:1. This research may provide some references for further studies aimed to understand the mechanism behind α-LAB-ionic liquid interaction and develop an eff i cient and environment-friendly extraction system for α-LAB.

α-lactalbumin (α-LAB); amino acid ionic liquids (AAIL); affinity capillary electrophoresis (ACE); binding constant; fl uorescence quenching method

10.7506/spkx1002-6630-201715030

O657.8

A

1002-6630（2017）15-0183-06

賈娜爾·吐爾遜, 王曉婭, 譚瑞康, 等. 親和毛細管電泳法和熒光猝滅法分析α-乳白蛋白與離子液體相互作用[J]. 食品科學, 2017, 38(15): 183-188. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715030. http://www.spkx.net.cn TUERXUN Jianaer, WANG Xiaoya, TAN Ruikang, et al. Interactions of α-lactalbumin with ionic liquids analyzed by aff i nity capillary electrophoresis and fl uorescence quenching method[J]. Food Science, 2017, 38(15): 183-188. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201715030. http://www.spkx.net.cn

2016-07-24

新疆農(nóng)業(yè)大學校前期資助課題（XJAU201204）

賈娜爾·吐爾遜（1983—），女，講師，碩士，研究方向為無機物、有機物小分子、生物大分子的色譜分析法。E-mail：hozejanar@163.com