磁性二氧化鈦相變材料微膠囊的制備及其在固定化脂肪酶領(lǐng)域中的應(yīng)用.pdf

1、脂肪酶作為一種常見的生物酶，具有專一性和高效性，但在應(yīng)用過程中由于游離的脂肪酶對(duì)溫度和pH值敏感、易失活和難回收等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用。傳統(tǒng)工藝上采用固定化載體對(duì)其進(jìn)行固定化來克服其缺點(diǎn)，但常見的固定化載體只能一定程度上提高固定化脂肪酶活性。本文設(shè)計(jì)和制備了一種新型的應(yīng)用能量微系統(tǒng)磁性二氧化鈦相變材料微膠囊(MTPCM)并將其作為具有溫度調(diào)節(jié)功能固定化脂肪酶的載體材料，擴(kuò)展了其在生物技術(shù)和生物工程中的應(yīng)用。磁性微膠囊以結(jié)晶TiO2/Fe3O

2、4無機(jī)材料為壁殼，既能夠防止相變材料的泄露又能提高熱傳導(dǎo)率降低材料的過冷度;結(jié)晶TiO2結(jié)構(gòu)緊湊不僅有利于固定化脂肪酶，而且具有無毒、抗菌、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性和良好的機(jī)械性能等特點(diǎn);Fe3O4無機(jī)納米粒子也賦予微膠囊超順磁性，為后期固定化脂肪酶的回收利用提供便利;以正二十烷相變材料為核與脂肪酶的最適反應(yīng)溫度相匹配，為提高脂肪酶的熱性能提供可能。
　　第二章首先設(shè)計(jì)了以正二十烷為核、結(jié)晶TiO2/Fe3O4無機(jī)雜化材料為壁殼的

3、MTPCM的制備方法:第一步，通過Pickering乳液方法將Fe3O4無機(jī)納米粒子自組裝到正二十烷表面;第二步，鈦酸正丁酯前驅(qū)體通過界面縮聚形成TiO2壁殼;加入NaF結(jié)晶誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)結(jié)晶MTPCM。然后，對(duì)MTPCM羧基化處理，用琥珀酰亞胺基團(tuán)進(jìn)行活化后通過一系列的共價(jià)鍵反應(yīng)將脂肪酶共價(jià)鏈接到MTPCM載體表面上。
　　第三章主要是通過控制含有引發(fā)劑的混合液的滴加速率來研究其對(duì)MTPCM載體的影響，選擇最佳制備固定化脂肪酶載體的

4、方案。發(fā)現(xiàn)在0.5mL·min-1、0.7mL·min-1和0.9mL·min-1混合液滴加速率分別可以形成“核—?dú)ぁ苯Y(jié)構(gòu)的正八面體、類球形和類八面體混合體以及微球MTPCM，經(jīng)各項(xiàng)表征發(fā)現(xiàn)0.9mL·min-1混合液滴加速率條件下形成的微球形貌的MTPCM有更好的熱穩(wěn)定性和比表面積，更適宜作為脂肪酶的固定化載體。
　　第四章則是在第三章的基礎(chǔ)上用最佳方案制備的MTPCM載體經(jīng)改性共價(jià)固定化脂肪酶(MTPCM-CRL)，并通過傅里

5、葉紅外光譜分析(FT-IR)和X射線光電子能譜(XPS)等分析證實(shí)脂肪酶被共價(jià)固定到載體表面;用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)分析表征了MTPCM-CRL磁分離性能;通過對(duì)比純TiO2固體載體固定化脂肪酶（TiO2-CRL），本實(shí)驗(yàn)制備的MTPCM-CRL展現(xiàn)了更好的生物活性、高熱穩(wěn)定性、持久的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和良好的循環(huán)穩(wěn)定性，主要是因?yàn)镸TPCM載體材料的溫度調(diào)控性能。本實(shí)驗(yàn)的研究開拓了相變材料微膠囊(MEPCM)新的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域，并為脂肪酶