Báo cáo " Nghiên cứu phương pháp sử dụng enzyme peroxidase tách chiết từ củ cải trắng để xác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm "

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

161
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo đã tiếp thu những thành tựu trong lĩnh vực công nghệ enzyme và xử lý môi trường nước, nghiên cứu sử dụng Enzyme Peroxidase (POD) tách chiết từ củ cải trắng để xác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng protein trong củ cải là 0,1269 mg/g; Enzyme POD hoạt động mạnh nhất tại giá trị pH = 6,5; Ion Hg2+ ảnh hưởng đến hoạt tính của POD, enzyme hoàn toàn mất hoạt tính tại giá trị nồng độ 5mg/l Hg2+. Đây là hướng nghiên cứu thân thiện...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo " Nghiên cứu phương pháp sử dụng enzyme peroxidase tách chiết từ củ cải trắng để xác định hàm lượng thủy ngân trong nước ô nhiễm "

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 24 (2008) 23-27 Nghiên c u phương pháp s d ng enzyme peroxidase tách chi t t c c i tr ng ñ xác ñ nh hàm lư ng th y ngân trong nư c ô nhi m Tr n Th H n g*, Tr n Hoàng Thanh, Nguy n Th Hà Giang Trư ng ð i h c Khoa h c T nhiên, ð i h c Qu c gia Hà N i, 334 Nguy n Trãi, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 29 tháng 12 năm 2007 Tóm t t. Bài báo ñã ti p thu nh ng thành t u trong lĩnh v c công ngh enzyme và x lý môi trư ng nư c, nghiên c u s d ng Enzyme Peroxidase (POD) tách chi t t c c i tr ng ñ xác ñ nh hàm lư ng th y ngân trong nư c ô nhi m. K t qu nghiên c u cho th y, hàm lư ng protein trong c c i là 0,1269 mg/g; Enzyme POD ho t ñ ng m nh nh t t i giá tr pH = 6,5; Ion Hg2+ nh hư ng ñ n ho t tính c a POD, enzyme hoàn toàn m t ho t tính t i giá tr n ng ñ 5 mg/l Hg2+. ðây là hư ng nghiên c u thân thi n v i môi trư ng, có giá tr th c ti n cao v i ph m vi áp d ng r n g rãi. 1. M ñ u∗ máy l c d u, s n xu t s n ph m cao su, chưng c t than ñá này…[2]. C c i tr ng tên khoa h c là Raphanus Nư c b ô nhi m th y ngân là m t v n ñ sativus L., thu c h c i Brassicaceae. C c i môi trư ng r t ñ ư c quan tâm nghiên c u do tr ng ch a 92% nư c, 1,5% protit, 3,7% glucit, ñ c tính và các tác ñ ng c a th y ngân ñ i v i 1,8% cellulose. Trong c c i tươi có ch a th y sinh v t và con ngư i. glucose, pentosan, adenin, arginin, histidin, Trong bài báo này chúng tôi nghiên c u s cholin, trigonellin, diastase… vitamin A, B, C. d ng enzyme peroxidase tách chi t t c c i R ch a glucosit enzyme và methyl mercaptan. tr ng ñ xác ñ nh hàm lư ng th y ngân trong C c i có v ng t hơi cay, ñ ng, tính bình không nư c ô nhi m nh m phát tri n p hương pháp có ñ c, có tác d ng long ñ m, tr viêm...[1]. sinh h c dùng enzyme ñ phát hi n ion Hg2+ Enzyme Peroxidase (POD) là enzyme có trong môi trư ng, m t trong nh ng ng d ng có nhi u trong c c i tr ng và các lo i cây h ð u. giá tr c a lo i c c i ñ ư c tr ng ph bi n POD ñư c s d ng r ng rãi trong nhi u lĩnh Vi t Nam. v c, ñ c bi t trong x lý môi trư ng. POD ñư c s d ng ñ xúc tác cho quá trình x lý các ch t 2. Th c nghi m ô nhi m khó phân h y như p henol thư ng có m t trong nư c th i công nghi p c a các nhà 2.1. Hóa ch t và thi t b nghiên c u _______ a. Hóa ch t ∗ Tác gi liên h . ð T: 84-4-5583001 + (NH4)2SO4 tinh khi t. E-mail: tthong@vnu.edu.vn 23
24 T.T. Hồng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 23-27 + Dung d ch Na2 SO3 0,05%. t a thu ñư c trong túi xelophan v i môi trư ng ñ m axetat Na 0,01N. Sau 2h l i thay ñ i dung + Dung d ch ñ m p hotphat (pH = 5,7 - 8,0). d ch ñ m Na. Ti p t c như v y cho ñ n khi + Dung d ch chu n Casein 0,1%. không còn ph n ng c a NH4+ trong dung d ch + Ch th Indigocacmin (Ind) 0,1%. ñ m sau quá trình th m tích thì k t thúc. + Dung d ch H2O2 3%. b. Thi t b 2.4. Phương pháp xác ñ nh ho t ñ c a enzyme [4,5] Máy xay sinh t Máy li tâm, Ranetki T30 (Nga) S d ng dung d ch enzyme tách ñư c t i Máy ñ o pH Hanan (ð c) n ng ñ (NH4)2 SO4 thích h p ñ xác ñ nh ho t Máy UV - VIS (Labomed, INC) ñ c a enzyme. L y 2 dãy bình tam giác 100ml, dãy ñ i ch ng và dãy thí nghi m cho vào m i bình 2ml nư c c t, 2ml ñ m photphat (pH = 6,0), 2.2. Phương pháp chi t dung d ch enzyme thêm 3ml dung d ch enzyme, 1ml thu c th Indigocacmin 0,1%, l c ñ u. Sau ñó cho 2ml Cân 100g c c i tươi, thái nh , cho vào máy H2O2 3% và theo dõi quá trình m t màu c a xay sinh t , thêm 20 ml nư c c t, xay nhuy n Indigocacmin tính theo th i gian t khi b t ñ u thành dung d ch keo ñ c. Thêm 100ml dung cho H2O2 ñ n khi dung d ch chuy n sang màu d ch Na2SO3 0,05%, khu y ñ u, l c b c n thô. vàng hơi xanh. Sau ñó, ñem ly tâm dung d ch l c v i t c ñ 3000 vòng/phút trong vòng 10 phút. Thu l y d ch trong và lo i b c n, xác ñ nh th tích dung 2.5 Phương pháp xác ñ nh hàm lư ng Protein [6] d ch (V) sau ly tâm, ta ñư c dung d ch enzyme. L y dãy ng nghi m 10 ml, s d ng dung d ch Casein chu n (0,01%) pha thành các dung 2.3. Phương pháp tách enzyme [3] d ch có n ng ñ khác nhau. ðo ñ h p th c a dãy dung d ch chu n bư c sóng 280 nm. D a Cân 20g (NH4)2SO4 tinh khi t, hòa tan d n vào ñ h p th c a dãy dung d ch chu n, xây vào 80ml dung d ch enzyme thu ñư c trên d ng ñư ng chu n ñ xác ñ nh hàm l ư ng cho ñ n khi (NH4)2SO4 tan h t, ta ñư c dung protein trong m u. d ch enzyme ch a 20% (NH4)2SO4. Sau ñó, ñ l nh 30 phút và ly tâm như trên. Thu ñ ư c d ch trong I và k t t a I. 2.6. Phương pháp xác ñ nh hàm lư ng Hg2+ [3] Cho thêm (NH4)2SO4 vào d ch trong I thu Peroxidase xúc tác cho quá trình oxy hóa ñư c trên ñ n n ng ñ 40%, ñ l nh 30 phút, Ind khi có m t H2 O2: li tâm thu ñ ư c d ch trong II và k t t a II. Thêm (NH4 )2SO4 vào d ch trong II cho ñ n n ng ñ Ind + H2O2 → Ind + H2O + O2 60%, ñ l nh 30 phút, li tâm, g n l y d ch trong (màu xanh) (màu vàng) III và k t t a III. Khi enzyme b c ch b i Hg2+, t c ñ oxy Sau khi k t thúc quá trình k t t a ti n hành hóa cơ ch t s nh ñi, th i gian m t màu dài xác ñ nh ho t tính c a POD ñ xem POD tách hơn. Như v y, th i gian m t màu t l thu n v i t t giai ño n nào. Ti n hành th m tích các k t n ng ñ Hg2+ c ch enzyme.
25 T.T. Hồng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 23-27 10 × (0,574 + 0,0251) Chu n b dãy bình tam giác 100ml, cho vào = 0,0423(mg ) m1 = (0,1415 × 1000) m i bình 10ml dung d ch enzyme, 2ml dung d ch Hg2+ có n ng ñ t 0,5 ñ n 5mg/l và 1 ml Th tích dung d ch chi t thu ñ ư c t 200g dung d ch thu c th Ind 0,1% r i l c ñ u. Sau nguyên li u là 300ml. ñó, cho 2ml H2O2 3% . Ti n hành ñ o m t ñ Hàm l ư ng protein trong trong 1g nguyên quang c a dãy dung d ch t i b ư c sóng 670nm li u ñư c xác ñ nh theo công th c: và theo dõi quá trình m t màu c a dãy dung V1 .m1 .N d ch. So sánh th i gian m t màu c a dãy dung mprotein = V2 .a d ch v i th i gian m t màu c a bình ñ i ch ng. Trong ñó: 3. K t qu V1 : Th tích d ch chi t thu ñư c sau ly tâm; V2 : Th tích m u ñ em ño. 3.1. Kh o sát hàm lư ng protein trong c c i tr ng m1 : Kh i lư ng protein trong V2 ml m u ño; Xây d ng ñ ư ng chu n ñ xác ñ nh hàm N : H s pha loãng. lư ng protein trong d ch chi t c a quá trình a : Kh i lư ng nguyên li u chi t tách ban ñ u (g). tách enzyme. ð th chu n ñư c xây d ng v i dung d ch Casein có các n ng ñ : 1; 2; 3; 4; 5; mprotein = 300 × 0,0423 × 20 = 0,1269(mg / g ) 6 và 7 mg/l. S d ng ñ th chu n ñ xác ñ nh 10 × 200 hàm lư ng enzyme trong d ch chi t. OD 3.2. Xác ñ nh pH t i ưu cho ho t ñ c a POD 1 y = 0 .1415x - 0.0251 Ti n hành xác ñ nh ho t ñ c a enzyme 0.8 2 R = 0.9971 POD trong môi trư ng ñ m p hotphat có pH 0.6 khác nhau (pH = 5,5 - 8,0). K t qu ho t ñ c a 0.4 POD ch ra trong hình 2. 0.2 0 OD 0 1 2 3 4 5 6 7 1 Case in (mg/l) 0.8 Hình 1. ð th xác ñ nh hàm lư ng protein 0.6 theo lư ng Casein 0.4 0.2 Phương trình ñư ng chu n Casein là: y = 0,1415x - 0,0251 pH 0 5 6 7 8 Trong ñó: y là m t ñ quang; x là hàm lư ng protein. Hình 2. nh hư ng pH ñ n ho t ñ c a POD. M t ñ q uang c a dung d ch enzyme trong m u ño ñư c là y1 = 0,574. Qua hình 2 ta th y, pH t i ưu cho ph n ng xúc tác c a POD kho ng 6,5. Chúng tôi ti n Hàm lư ng protein trong 10 ml m u phân hành các nghiên c u ti p theo t i giá tr pH = 6,5. tích là:
26 T.T. Hồng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 23-27 3.3. nh hư ng c a n ng ñ Hg2+ ñ n ho t ñ 4. K t l u n c a POD K t qu nghiên c u cho th y: ð ñánh giá nh hư ng c a Hg2+ ñ n ho t - Hàm lư ng protein trong c c i là 0,1269 ñ c a POD, chúng tôi ti n hành ph n ng c mg/g. Enzyme POD ho t ñ ng m nh nh t t i ch v i các n ng ñ Hg2+ t 0,5 - 5,0 mg/l. K t giá tr pH = 6,5. qu ñư c ch ra trong hình 3. - Ion Hg2+ nh hư ng ñ n ho t tính c a POD, t i giá tr n ng ñ Hg2 là 5 mg/l +, enzyme A (%) 100 hoàn toàn m t ho t tính. 90 80 K t qu cũng ch ra r ng, có th dù ng POD 70 60 ñ xác ñ nh hàm lư ng ion Hg2+ trong nư c ô 50 40 nhi m v i n ng ñ 0,5 - 5,0 mg/l. 30 20 C c i tr ng là ngu n nguyên li u p h bi n, 10 0 r và s n có. Ngoài ra, hóa ch t s d ng trong 0 1 2 3 4 5 6 Hg2+ (mg/l) quá trình nghiên c u không mang tính ch t ñ c h i. Vì v y, ñây là hư ng nghiên c u thân thi n Hình 3. ð th bi u di n s ph thu c ho t ñ v i môi trư ng, có giá tr th c ti n cao, ph m vi c a peroxidase vào n n g ñ Hg2+ áp d ng r ng. K t qu phân tích trong hình 3 cho th y, Công trình ñư c hoàn thành dư i s h tr ho t ñ c a enzyme (A) t l ngh ch v i hàm kinh phí c a Chương trình Nghiên c u cơ b n lư ng ion Hg2+ trong kho ng n ng ñ 0,5 - trong Khoa h c T nhiên. 5mg/l, khi n ng ñ Hg2+ ñ t ñ n 5 mg/l, enzyme hoàn toàn b m t ho t tính (A = 0%). Tài li u tham kh o Th nghi m xác ñ nh n ng ñ Hg2+ trong [1] Báo Khoa h c Ph t hông 8/2004 m u nư c th i [2] Kwang-SooShinI, Young Hwan Kimz, Long- Soon Lim3, Purification and Characterization of Manganese Peroxidase, The Journal of ð th nghi m s d ng POD xác ñ nh hàm Microbiology, Vol. 43, No.6 (2005) 503. lư ng ion Hg2+ trong nư c ô nhi m, chúng tôi [3] Tr n ðình To i, ð Ng c Lanh, Mai H u l y m u nư c th i chưa qua x lý c a Nhà máy Tuyên, Nguy n Th Vân H i, Nguy n Thu Hoài, 1998, Nghiên c u phương pháp sinh h c s khóa Vi t Ti p, ti n hành ph n ng c ch d ng enzyme ñ ñánh giá môi trư ng b ô nhi m enzyme POD theo các bư c tương t như v i b i kim lo i n ng, Tuy n t p báo cáo khoa h c - dung d ch chu n Hg2+. D a vào th c nghi m và Trung tâm nhi t ñ i Vi t - Nga, quy n 4 - sinh thái nhi t ñ i và công ngh sinh h c, 1998, ñư ng chu n, chúng tôi tính toán ñư c n ng ñ tr.155-167. Hg2+ trong m u nư c th i chưa qua x lý c a [4] Nguy n Văn Mùi, Xác ñ nh ho t ñ Enzyme, Nhà máy khóa Vi t Ti p là 0.8 mg/l, phù h p NXB Khoa h c và Kĩ thu t, Hà N i, 2002. [5] Tr n ðình To i, Nguy n Th Vân H i, ð ng h c v i k t qu p hân tích t i B môn Hóa h c phân các quá trình xúc tác sinh h c, NXB Khoa h c tích, Khoa Hóa h c, Trư ng ð i h c Khoa h c và Kĩ thu t, Hà N i, 2005. T nhiên. [6] Н.П. Мешковa; Севeрина С.Е., Практикум по биохимии. Издательство Московского Университет, 1979, 87-88.
27 T.T. Hồng và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự Nhiên và Công nghệ 24 (2008) 23-27 Study of the application of peroxidase enzyme extracted from white radish in determination of mercury in contaminated water Tran Thi Hong, Tran Hoang Thanh, Nguyen Thi Ha Giang College of Science, VNU, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam We report the study of the application of peroxidase enzyme (POD) extracted from the white radish in determination of the mercury in contaminated water. The results showed that the amount of protein in white radish was 0,1269 mg/g; the activation of POD was achieved at the pH = 6,5 and the concentration of Hg2+ ions that deactivated the POD was 5 mg/l Hg2+. This study is environment- friendly and has direct application in wide aspects.