金属在细菌表面吸附的化学平衡模型

本研究通过将平衡热力学应用于水-细菌界面发生的特定化学反应，量化了金属在枯草芽孢杆菌细胞壁表面上的吸附。我们使用酸/碱滴定法确定重要表面官能团的去质子化常数，并进行金属-细菌吸附实验，使用Cd、Cu、Pb和Al，得到重要金属-细菌表面复合物的位点特定稳定常数。B. subtilis的细胞壁的酸/碱性质最好能够通过引入三种不同类型的表面有机酸官能团来表征，pKa值分别为4.82 ± 0.14，6.9 ± 0.5，以及9.4 ± 0.6。这些官能团可能分别对应于细胞壁表面显示的羧基、磷酸根和羟基位点。金属吸附实验的结果表明，羧基位点和磷酸根位点均有助于金属的摄取。金属-羧基表面复合物的对数稳定常数值范围为Cd的3.4，Pb的4.2，Cu的4.3，和Al的5.0。这些结果表明金属-表面复合物的稳定性足够高，以至于金属-细菌相互作用会影响许多水体系统中的金属迁移，而这种方法能够定量评估细菌对金属迁移的影响。