摘要

兩親性物質可以與水中的油類相互作用形成乳液和聚集體； 分散劑是 旨在形成乳液以防止油滴聚結并使它們穩定在懸浮液中。 兩親性胞外聚合物 (EPS) 集中在空氣 - 水界面，其中表面 測量張力以確定它們形成乳液和/或聚集體的傾向。 在這里，我們 通過測量表面張力、化學成分和共聚焦顯微鏡，研究了控制蛋白質-多糖-油-分散劑相互作用的自組裝和相分離的機制。 檢查了來自 WAF（油的水容納部分）、CEWAF（使用分散劑 Corexit 的化學增強 WAF）和對照中間體處理的 EPS 膠體部分。 在分析尺寸 部分水柱樣品，發現用油和/或 Corexit 處理顯示 EPS 增強的蛋白質：多糖碳基比率和較低的表面張力 (SFT)，表明有效 蛋白質的生物乳化作用。 此外，蛋白質的 EPS 模型成分在低水平時略微增加了 SFT 低于幾毫克/升的濃度，但在 8 毫克/升或更高的濃度下會降低。 這些模型 分子似乎比 Corexit 更有效地誘導海水中膠束的自組裝，即使 當這些成分的濃度非常低時。 我們的結果表明 EPS 比 在形成膠束方面比 Corexit 更有效。 這項研究的結果提供了對命運和 海洋表層石油的分布。

一、簡介

海面微層是兩個重要的海洋界面之一，作為移動物質的門戶 進出水的蒸氣壓。 它是十到幾個的子層 由擴散調節的百微米厚度 (Bopp et al. 1981) 并且取決于海面上方和下方的湍流。 在 此外，它還可以作為向大氣中噴射海浪的源頭， 與含硫氣體一起作為云凝結核調節氣候（Chester 1990）。

海面微層也是親水性水溶性分子和疏水性分子之間的界面 自己朝向空氣分子。 因此，任何兩親性（如人造表面活性劑或微生物衍生的外聚物質， EPS）和疏水性分子（如油）會在此積聚 空氣-水界面，并影響水的表面張力 (SFT)。 作為 因此，氧氣等氣體的傳質系數 在其他條件相同（例如，Emerson 和 對沖 2008）。

SFT 是衡量保持水分子的粘附力的指標 一起。 換句話說，液體表面膜的張力為 趨向于將表面積最小化到 表層分子或離子對表層分子或離子的吸引力 大部分液體。

關于 EPS 降低水 SFT 的能力知之甚少，當 EPS 化合物出現在海洋中時，人們就知之甚少，已知海洋中的微生物群落在存在或不存在石油或其他污染物的情況下會形成生物乳化劑（見圖 1 和圖 2）。奎格的 1 和 6 等。 2016）。 目前的證據是相互矛盾的，從 下面的例子。 達克魯茲等。 (2010) 報道集中 來自石油降解微生物聚生體的生物表面活性劑的溶液是 能夠將 Zinder 介質中水的 SFT 從 72.4 和 55.7 降低到 28.6 mN/m。 此外，他們研究的生物表面活性劑乳化 不同的水中油，其性能類似于或優于 類似濃度的常規表面活性劑吐溫 80。 古鐵雷斯 等。 (2008) 報道說，觀察到洗滌過的細胞懸浮液 在高達 8 mg/L 的濃度下表現出良好的乳化活性 吐溫 80，一種非離子表面活性劑和乳化劑，常用于食品和 化妝品。 然而，培養基的 SFT 沒有降低 在它們的生長實驗中檢測到。

EPS 是微生物為應對環境壓力而釋放的分泌物（Han et al. 2017; Santschi 2017; Quigg et al. 2016; 德科 2000 年。）。 EPS 是兩親性大分子，主要由 蛋白質和多糖組成的主要部分海洋 溶解有機碳 (DOC) (Verdugo and Santschi 2010; Chin 等。 1998）。 兩親物如 EPS 具有降低 SFT 的能力 以及誘導聚集和/或膠束形成。 蛋白質是 表面活性，可以起到穩定乳液的作用， 特別是在多糖的存在下，通過相互作用 靜電和疏水-疏水相互作用（Ghosh 和 Banyiopadhyay，2012 年）。 海面也富含蛋白質 層（Z?ncker 等人，2017 年）。 多糖，親水性 性質，通常保留在水相中，并且可以貢獻 凝膠網絡形成（Tako 2015；Pletikapic 等人，2014 年；Chin 等人。 1998）。 雖然蛋白質可以通過與多糖相互作用 共價相互作用，非共價蛋白質/多糖相互作用 對膠體穩定性至關重要，不僅取決于等電勢 蛋白質的點 (pI) 和酸性多糖的酸度常數 (pKa)，但也與溶液化學有關，例如 pH 值和離子條件。

膠體組合（例如，聚集體、膠束、凝膠）提供豐富的 海洋微生物的底物和棲息地（Verdugo et al. 2004 年，Verdugo 和 Santschi，2010 年； Passow 和 Hetland 2016，Quigg 等。 2016)，捕獲營養物質，為生物體提供防御機制 （Santschi 2017），并最終促進粒子動力學（Prairie 等。 2015年； 伯德和杰克遜 2009 年； 欽等人。 1998）。 近日，徐 et al., (2018a, b) 表明 EPS 乳化了水中的碳氫化合物 柱子。 徐等人。 (2018a, 2018b) 報道了中宇宙實驗 使用 WAF（油的水容納部分）和 CEWAF（Corexit 增強型 WAF）在 4 天后的油聚集體沉降效率比相應的對照低約 2 個數量級。 此外，Hatcher 等人。 (2018) 表明，在中宇宙模擬中，Macondo 替代油優先與海洋相關 雪，EPS、微生物和顆粒的復雜基質。 定量的 固態 13C NMR 很容易將油與天然形成的油區分開來 海洋雪揭示添加分散劑 Corexit 增強了 與海洋雪有關的油量，形成海洋油雪 (MOS)。

在這些自然系統中與 EPS 一樣重要的可能是隔離 從水柱到沉積物的有機碳和油，以及 提供支持微生物循環的底層營養，有關蛋白質和多糖在 EPS 中作用的信息， 有助于乳化或聚集和降低 SFT 仍然是 朦朧。 液相分子聚集、界面張力和 吸附過程都密切相關。 兩親分子 對不同極性介質之間的界面具有高親和力，例如 空氣/水界面，也有很強的自組織傾向 液相。

在這里，我們報告了純化的、預濃縮的 SFT 測量 來自中宇宙實驗的天然 EPS，來自 治療 WAF 和 CEWAF。 進一步研究 SFT 是如何 受 EPS 存在的影響，EPS 的模型化合物被用于 探索 SFT 作為其濃度、組成、相互作用和臨界膠束濃度存在的函數的變化 （CMC，即表面活性劑的濃度，高于該濃度，膠束形成）。 在這里，我們還首次表明 EPS 組件更多 在誘導海水中膠束自組裝方面比 Corexit 更有效。

蛋白質外聚物中多糖的比例——摘要、簡介

蛋白質外聚物中多糖的比例——方法

蛋白質外聚物中多糖的比例——結果與討論

蛋白質外聚物中多糖的比例——結論、致謝！