水介质中腺苷与表面活性剂的相互作用：SDS 和 BKC 胶束中的胶束化、结合与增溶

《Journal of Molecular Liquids》：Adenosine–surfactant interactions in aqueous media: Micellization, binding, and solubilization in SDS and BKC micelles

　　

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  系统研究了腺苷在水溶液中的SDS和BKC胶束体系中的相互作用。
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  腺苷显著调节了阴离子型SDS和阳离子型BKC的胶束化行为。
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  光谱和物理化学分析揭示了腺苷与两种表面活性剂之间存在不同的结合相互作用。
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  热力学分析表明，腺苷融入表面活性剂胶束具有热力学有利性。
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  比较评估阐明了表面活性剂电荷对腺苷结合和胶束包合的影响。

引言

腺苷是一种广泛存在的嘌呤核苷，在多种生物系统的众多生理和生化过程中发挥着关键作用。它作为神经调节剂、ATP及其他高能化合物的关键组分，以及参与炎症、组织修复和免疫调节的信号分子[1]。鉴于其多方面的重要性，了解腺苷与不同分子环境的相互作用至关重要，尤其是在药物制剂、药物递送和生物模拟的语境下。腺苷在溶液中的物理化学行为及其与其他分子相互作用的能力，会显著影响其生物利用度、稳定性和治疗效果。

表面活性剂是一类两亲性分子，具有亲水头基和疏水尾链，由于其独特的胶束自组装能力，在药物、化妆品和食品等各行业中被广泛应用，当浓度超过临界胶束浓度（CMC）时可自发形成胶束[2]。这些胶束结构能够增溶疏水化合物，改变界面性质，并调节溶解溶质的微环境。根据头基电荷的不同，表面活性剂大致分为阴离子型、阳离子型、非离子型或两性离子型。十二烷基硫酸钠（SDS）是一种研究深入的阴离子型表面活性剂，以其强大的胶束化能力和在蛋白质变性研究及各种工业应用中的广泛使用而著称[3]。苯扎氯铵（BKC）是一种常见的阳离子型表面活性剂，由于其抗菌性能以及与带负电生物膜相互作用的能力，常作为防腐剂用于药物制剂[4]。SDS和BKC的对比性电荷特性（图1）为研究它们与中性但极性的分子（如腺苷）之间的静电和疏水贡献提供了绝佳机会。

小分子药物或生物分子与表面活性剂之间的相互作用是一个研究广泛的领域，其驱动力在于优化药物溶解度、增强药物递送以及理解生物膜相互作用的需要[5]、[6]。这些相互作用可导致药物-表面活性剂结合，改变胶束特性，并进而影响溶质行为。对于腺苷这一主要呈中性但高度极性的核苷而言，相关的贡献可包括涉及核糖羟基和嘌呤官能团的偶极基和氢键相互作用，以及涉及嘌呤表面的色散力和非极性相互作用。已有研究表明，表面活性剂-生物分子相互作用可改变分子组织、稳定性和分配[7]、[8]。然而，使用互补的物理化学方法对腺苷与阴离子型SDS和阳离子型BKC进行比较研究仍较为有限。不同表面活性剂头基电荷的对比为考察界面水合、分子堆积和非共价相互作用如何影响腺苷-表面活性剂结合提供了有益的基础。

本研究提供了腺苷在水溶液中与SDS和BKC相互作用的比较性物理化学表征。研究目的是确定浓度依赖性的结合/自组装转变，定量分析结合和分配参数，并使用紫外-可见分光光度法、电导率、表面张力和黏度计测量界面和热力学描述符。特别注重将直接实验观察与分子解释区分开来。由于含腺苷的测量覆盖了比仅含表面活性剂对照更窄的表面活性剂浓度范围，在腺苷存在下观察到的低浓度转变在整个研究中被定义为表观临界胶束浓度（CMC_app）。因此，本研究评估了腺苷如何干扰表面活性剂结合和界面组织，而未假设该低浓度断点必然等同于传统体相CMC。

各章节摘要

材料

十二烷基硫酸钠（SDS，纯度≥98.5%，CAS：151–21-3）购自VWR BDH Chemicals（Avantor旗下公司），苯扎氯铵（BKC，纯度≥95%，CAS：63449–41-2）购自Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）。腺苷（纯度≥98.5%，CAS：58–61-7）由Merck（德国）提供。所有化学品均未进一步纯化，直接用于实验。研究中所有溶液的制备均使用双蒸水。

SDS和BKC的储备溶液配制为

电子光谱研究

使用紫外-可见分光光度法研究了腺苷（2×10^?5 M）与阴离子型表面活性剂SDS和阳离子型表面活性剂BKC的相互作用。腺苷在266 nm处具有特征吸收峰，对应其嘌呤发色团的π-π*跃迁[10]。随着SDS的逐渐添加（图2a），腺苷在266 nm处的吸光率先略有升高，在断点后下降，伴随轻微的光谱偏移，表明

结论

本研究在298.15 K下，利用紫外-可见光谱、电导率、表面张力和黏度计对腺苷与阴离子型SDS和阳离子型BKC的相互作用进行了比较性物理化学评估。

在所有四种方法中，含腺苷体系均表现出远低于常规CMC值的低浓度转变，后者为仅含水溶性表面活性剂所测得的CMC值。由于含腺苷系列覆盖的浓度范围比仅含表面活性剂的对照更窄

CRediT作者贡献声明

Haytham Abuissa：写作—审阅与编辑，写作—初稿撰写，可视化，软件，方法学，研究，形式化分析，数据整理，概念构思。Ashraf El-Hashani：写作—审阅与编辑，监督指导，方法学，研究，形式化分析。Khaled Edbey：可视化，软件，研究，形式化分析，数据整理。

基金

本研究未获得任何公共、商业或非营利部门资助机构的专项拨款或财务支持。

未引用参考文献

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利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

我们衷心感谢班加西大学理学院化学系和班加西大学医学院提供的大力支持，并提供了本研究所需要的化学品、实验室设施和资源。

关于生成式人工智能及AI辅助技术在稿件准备过程中的声明

在修改本稿件的准备过程中，作者使用了Claude（Anthropic）辅助语言编辑、检查文本、表格和图表的一致性、根据所列公式重新核实推导量，以及编写用于根据作者的实验数据重新绘制图2和图9的绘图代码。未使用任何AI工具生成或修改实验数据。使用该工具后，作者对内容进行了审阅和编辑，并承担

Haytham Abuissa|Ashraf El-Hashani|Khaled Edbey