海藻酸鈉-SiO-,2-復(fù)合水凝膠的制備及作為固定化纖維素酶載體的研究.pdf

1、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合材料綜合了有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)和生物學(xué)等方面具有許多優(yōu)異性能，因此受到了各國(guó)科學(xué)家的廣泛關(guān)注。本文以海藻酸鈉為有機(jī)相，γ-氨丙基三乙氧基硅烷為無(wú)機(jī)相，利用兩種不同的方法制備了兩種不同的海藻酸鈉/二氧化硅(SiO2)復(fù)合材料，在此基礎(chǔ)上，對(duì)這兩種復(fù)合材料作為固定纖維素酶的載體進(jìn)行了研究。本文主要包括以下三個(gè)部分： 第一部分：共價(jià)交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠的制備與表征利用多肽合成中的

2、碳二亞胺法，以1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亞胺(EDC)為活化劑活化海藻酸鈉上的羧基，然后在常溫下與偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷上的氨基反應(yīng)生成酰胺鍵而交聯(lián)；同時(shí)，硅烷中的乙氧基發(fā)生水解縮聚反應(yīng)得到了有機(jī)高分子和無(wú)機(jī)材料之間以共價(jià)鍵結(jié)合的雜化水凝膠。以FTIR、SEM等實(shí)驗(yàn)方法對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征,并探討了雜化水凝膠的溶脹率、剪切模量、網(wǎng)鏈平均分子量與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。結(jié)果表明，雜化材料中有機(jī)無(wú)機(jī)兩相相容性良好，雜化材料的密度、

3、溶漲率及其力學(xué)性能可以通過(guò)控制無(wú)機(jī)有機(jī)二者的比例加以控制。 第二部分：共價(jià)交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠固定化纖維素酶以第一部分的共價(jià)交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠作為固定化纖維素酶載體，固定后，纖維素酶的包埋率超過(guò)了86％，酶固定前后的SEM圖表明纖維素酶非常均勻地分布在載體中。探討了pH、溫度對(duì)固定酶和游離酶活力的影響，研究了固定酶和游離酶的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明固定酶具有對(duì)pH和溫度更高的穩(wěn)定性，固定酶的最適宜pH為

4、3.6，最佳催化溫度為50℃。固定酶的可重復(fù)實(shí)用性良好，連續(xù)使用10次后依然保留>50％酶活力。 第三部分：基于溶膠凝膠原理海藻酸鈉/SiO2復(fù)合載體固定化酶以γ-氨丙基三乙氧基硅烷為前驅(qū)體，發(fā)生溶膠凝膠反應(yīng)固定包埋海藻酸鈉和纖維素酶。研究并比較了兩種不同的復(fù)合材料固定酶的包埋率、米氏常數(shù)、對(duì)溫度和pH的穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性能以及可循環(huán)使用性能。研究結(jié)果表明，共價(jià)交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠固定化纖維素酶具有更高的包埋率，更好