在催化CO2吸收的过程中,使用生物催化剂是对环境最友好的方法,其中碳酸酐酶（CA）备受关注,它通过催化CO2的水合反应将CO2快速转化为HCO3-。研究表明,酶与小分子的表面活性剂相互作用,会不同程度地改变酶活性。本文采用荧光光谱、圆二色谱以及pH测量研究了酶在不同条件下的结构变化和活性,并分别利用压力法和溶解量热法研究了酶催化碳酸钾缓冲溶液（PCB）捕获CO2。1.用荧光光谱法和圆二色谱法研究表面活性剂对BCA结构的影响荧光光谱和圆二色谱是表征酶的二级和三级结构变化的常规技术。结果表明,阳离子表面活性剂TTAB和DTAB因其与BCA存在静电相互作用和疏水相互作用,造成酶结构变化。两性离子表面活性剂（SB3-10、SB3-12、SB3-14、CB1-12和CB1-14）与BCA之间的相互作用相对较弱,对BCA的二级三级结构造成较小影响。当BCA在高浓度（大于cmc）的表面活性剂溶液中培育时,阳离子表面活性剂在酶的表面形成分子簇,造成酶局部展开,使酶的荧光光谱变化,最大发射波长红移,荧光强度减弱。BCA在两性离子表面活性剂溶液中长时间培育,BCA的最大发射波长不变,荧光强度增高,二级结构中的α-螺旋和三级结构基本不变。2.通过pH测量研究表面活性剂对BCA活性的影响通过pH测量CO2水合的初始速率,能够表征表面活性剂对BCA的活性影响。结果表明,BCA在不同表面活性剂溶液中培育后,在每个表面活性剂的cmc之前,BCA的活性随表面活性剂浓度的增大而降低,在cmc之后BCA的活性达到稳定值。此时,酶在阳离子表面活性剂（TTAB和DTAB）中的相对活性只保留了15%左右,在磺酸基甜菜碱型（SB3-10、SB3-12、SB3-14）两性离子表面活性剂中的活性保留了60%以上。甘氨酸甜菜碱型两性离子表面活性剂（CB1-14）在浓度范围为0.05-18 mmol×L-1时能诱导酶的超活性,而BCA在CB1-14中培育7 h以后,酶超活性消失。加入阳离子表面活性剂与加入两性离子表面活性剂产生的现象不同,阳离子表面活性剂对BCA的失活效应,是由于其带正电荷的极性头与酶表面带负电荷的氨基酸残基结合以及形成表面活性剂分子簇的结果。两性离子表面活性剂的正负电荷头基的静电荷密度较小,与BCA的相互作用较阳离子表面活性剂与BCA的作用弱,对酶活性的影响小。3.溶解量热法及压力法结合研究溶液捕获CO2采用溶解量热研究了气体流量、BCA浓度对PCB吸收CO2的影响。在BCA存在下,CO2吸收的摩尔观测焓减小,CO2的吸收量不变。随着溶液中BCA浓度增加,吸收CO2的速率增加,热流变化变快、峰值增大。进一步地采用压力法研究了表面活性剂对BCA催化PCB捕获CO2速率的影响,两性离子表面活性剂SB3-12和CB1-14使催化速率降低,对于捕获CO2的整体过程没有显著影响,而阳离子的TTAB和DTAB均造成酶失活,与没有BCA时对CO2捕获的过程基本一致。两种研究方法得到了一致的结果,表明两性离子表面活性剂对BCA活性具有较好的保护作用。