磁性二氧化硅載體的合成、表征及對酶的固定化.pdf

1、固定化酶在化學(xué)生物學(xué)、生物工程、醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程及食品工業(yè)等學(xué)科領(lǐng)域的研究異?；钴S。而固定化酶技術(shù)最為關(guān)鍵的是固定化酶載體的選擇。與非磁性材料相比，磁性材料具有一些特殊的優(yōu)點。本文合成了表面含有氨基和環(huán)氧基的兩種磁性二氧化硅載體材料，并分別用這兩種材料固定了胰蛋白酶和脂肪酶，同時對固定化酶的性質(zhì)進行了研究。
　　 用化學(xué)沉淀法合成了磁性四氧化三鐵納米粒(MNP)，粒徑為27 nm左右。以MNP為核，用四乙氧基硅烷按改進的溶膠-凝膠

2、法合成了核殼式磁性二氧化硅載體(MS)。以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(γ－APTS)為硅烷偶聯(lián)劑，在微量水存在下與MS反應(yīng)，在MS表面修飾上氨基，合成了氨基修飾的磁性二氧化硅載體(AMS)。衰減全反射紅外光譜顯示AMS在2887 cm-1和2825 cm-1有兩個吸收峰，-CH2-CH2-CH2-NH2的特征碳?xì)滏I伸縮振動吸收峰。XRD結(jié)果表明MNP、MS及AMS中的四氧化三鐵均為磁鐵礦型。用振動樣品磁力計(VSM)表征其磁學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明

3、隨四氧化三鐵外包裹的二氧化硅層厚度的增加，飽和磁化強度(Mr)依次下降，分別為69.1、57.0、23.7 emu/g，同時這三種磁性載體的剩磁及矯頑力都較大，表明它們沒有超順磁性。用鹽酸返滴定法測定了AMS表面氨基含量為0.1454 mmol/g。應(yīng)用AMS固定化胰蛋白酶，研究了固定化的pH值，戊二醛的用量等反應(yīng)條件對固定化酶的影響。結(jié)果顯示在固定化反應(yīng)緩沖溶液的pH為7.5，戊二醛的用量為1%時，固定化酶的效果最好。同時研究了AMS

4、固定化胰蛋白酶的各種酶學(xué)性質(zhì)，如最適反應(yīng)pH值，固定化酶的熱穩(wěn)定性，重復(fù)操作性等，其中最適反應(yīng)pH值比游離酶提高了0.5個pH單位；重復(fù)使用性較好，使用8次之后，剩余活性仍保持了初始活性的76％。
　　 表面修飾環(huán)氧基的磁性二氧化硅載體材料是一種新的固定化酶的載體材料。以MNP為核，以含有環(huán)氧基的3-[(2,3)環(huán)氧丙氧)]丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)為硅烷偶聯(lián)劑，在pH=7.0的水溶液中，用氟離子作催化劑在減壓條件下，合成了

5、環(huán)氧基修飾的磁性二氧化硅載體(EMS)。對所合成的EMS作了以下表征：衰減全反射紅外光譜顯示在1255 cm-1、904 cm-1出現(xiàn)了環(huán)氧基的特征吸收峰。XRD表征EMS中的四氧化三鐵也為磁鐵礦型。振動樣品磁力計(VSM)測定結(jié)果表明EMS的飽和磁化強度(Mr)為45 emu/g，但也沒有超順磁性。用改進的Na2S2O3滴定法測定了EMS中的環(huán)氧基的含量為0.1200 mmol/g。利用EMS固定化脂肪酶，研究了固定化的pH值及固定化

6、溫度對固定化脂肪酶的影響。固定化反應(yīng)緩沖溶液的pH=8.0，固定化溫度為25℃時固定化酶的效果最好。同時研究了EMS固定化脂肪酶的各種酶學(xué)性質(zhì)，如最適反應(yīng)pH值，固定化酶的熱穩(wěn)定性，重復(fù)操作性等。與游離酶相比，固定化酶的熱穩(wěn)定性有了較大提高，在60℃下仍保持了40％的相對活性；重復(fù)使用9次之后，剩余活性仍保持為初始活性的70％；固定化脂肪酶的最適反應(yīng)pH值比游離脂肪酶提高了1個pH單位。
　　 為了進一步說明EMS在室溫條件下可