海藻酸-二氧化硅雜化凝膠固定化脫氫酶研究.pdf

1、包埋法作為非常有效的酶固定化方法之一,目前在生物工程和技術領域應用廣泛,且倍受眾多研究者的關注.酶包埋過程的關鍵因素是酶固定化載體設計和制備,為酶創(chuàng)造出適宜的微環(huán)境.論文首先分析并提出了影響固定化酶所處載體微環(huán)境的主要因素,包括載體的親疏水性、結構形態(tài)和剛柔性以及反應活性.設計并制備出三類海藻酸.二氧化硅雜化凝膠用于三種脫氫酶的分別固定化和共固定化,系統(tǒng)考察了有機.無機雜化載體對酶活性和穩(wěn)定性的影響.由海藻酸和二氧化硅以不同的雜化方式制

2、備出的三類凝膠分別為: (1)在海藻酸凝膠中摻雜二氧化硅膠體顆粒和二氧化硅納米管的Ⅰ型ALG-iO<,2>雜化凝膠； (2)二氧化硅前驅體水解縮聚和海藻酸交聯(lián)同時進行的雙交聯(lián)法制備的Ⅱ型海藻酸.二氧化硅雜化凝膠； (3)將二氧化硅涂覆于海藻酸凝膠顆粒表面得到的Ⅲ型海藻酸. 二氧化硅雜化凝膠.采用FTIR、SEM、TEM、DMA以及BET等多種手段對雜化凝膠進行表征,比較不同的制備方式對所得雜化材料的結構及

3、物理化學性質的影響.以輔酶NADH為探針分子,考察了雜化凝膠的擴散性質.以酵母醇脫氫酶為模型蛋白,分別考察了空白海藻酸凝膠以海藻酸.二氧化硅雜化凝膠固定化酶時的包埋率、酶活性、穩(wěn)定性以及固定化酶酶促反應的動力學性質等.結果表明,醇脫氫酶在空白海藻酸凝膠中的包埋率僅為68.4±3.9﹪,在三類海藻酸.二氧化硅雜化凝膠中的包埋率都有不同程度的提高,尤其在Ⅱ型海藻酸-二氧化硅雜化凝膠中,醇脫氫酶的包埋率最高,達到了93.3±1.6﹪.并且由于

4、雜化凝膠能夠為酶創(chuàng)造出更為適宜的微環(huán)境,酶的活性和穩(wěn)定性因而得到了顯著提高. 相比之下,以Ⅱ型ALG-SiO<,2>雜化凝膠提供的微環(huán)境最為適宜,所以Ⅱ型ALG-SiO<,2>雜化凝膠包埋酶的活性和穩(wěn)定性最高.本論文還對二氧化碳的酶法轉化進行了研究,采用Ⅱ型ALG-SiO<,2>雜化凝膠將三種脫氫酶(酸脫氫酶、醛脫氫酶、醇脫氫酶)共同包埋,在常溫常壓下,通過三步酶促連串反應催化二氧化碳轉化為甲醇,以NADH為基準的甲醇收率高達9