功能化磁性載體的制備及其固定化脂肪酶研究.pdf

1、從上世紀六十年代以來，酶的固定化技術發(fā)展十分迅速，作為固定化酶技術的重要組成部分，載體材料的結構及性能在很大程度上直接影響著所得固定化酶的催化活性及操作穩(wěn)定性，成為固定化酶技術研究領域的重要內(nèi)容。本學位論文較為系統(tǒng)地綜述了酶的固定化方法、載體材料的國內(nèi)外研究進展，著重介紹了磁性載體材料的發(fā)展，由此設計和制備了三種新型反應性固定化酶磁性載體，并將其用于脂肪酶的固定化研究。具體來說，論文主要進行了以下幾個方面的研究和探索： 1.通過

2、對納米顆粒制備機理的分析，采用化學共沉淀法，制備了粒徑約為15nm，比飽和磁化強度為58.9emu/gFe3O4，具有超順磁性的Fe3O4納米粒子。 2.使用正硅酸乙酯(TEOS)的水解-縮聚將Fe3O4納米粒子包裹，得到了表面含有硅羥基的Fe3O4/SiOx復合粒子，考察了正硅酸乙酯的用量對Fe3O4/SiOx復合粒子的影響。以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)對包裹后的復合粒子進行表面改性，從而在其表面引入氨基，制備得到了F

3、e3O4/SiOx-APTS載體，對載體的結構和性能進行了表征分析。該載體擁有較小的粒徑(30-50nm)，較高的比飽和磁化強度(28.3emu/g載體)，表現(xiàn)出優(yōu)越的磁響應性。然后選用戊二醛為雙功能試劑，采用兩種不同的策略實現(xiàn)了脂肪酶的固定化。優(yōu)化了固定化條件，考察了固定化脂肪酶的熱穩(wěn)定性和重復使用性。結果表明，兩種策略對脂肪酶的固定化都是有效的，得到了較高的活力回收，改善了脂肪酶的熱穩(wěn)定性，實現(xiàn)了酶的簡單、快速分離回收和重復使用。相

4、比較而言，策略FSA-2在固定化脂肪酶方面更具有優(yōu)勢。 3.使用油酸對Fe3O4納米粒子進行疏水性改性，有效地改善了Fe3O4納米粒子與有機單體的相容性。選用甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)和醋酸乙烯酯(VAe)為單體，二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)為交聯(lián)劑，在有致孔劑和油酸改性的Fe3O4納米粒子存在下進行懸浮聚合，制備了多孔磁性環(huán)氧基高分子微球。主要考察了OA-Fe3O4的加入量對微球磁性能的影響，并對微球的結構和性能進行

5、了表征分析。所制備的磁性微球平均粒徑為80μm左右，表面多孔，比飽和磁化強度為7.61emu/g微球，無剩磁和矯頑力，表現(xiàn)出優(yōu)越的磁響應性，能快速簡單地從溶液中分離。然后以磁性環(huán)氧基高分子微球為載體，實現(xiàn)了對脂肪酶的固定化?？疾炝宋⑶虼冀馇昂髮潭ɑ富盍厥盏挠绊?，結果表明醇解后，微球親水性的增加有利于酶的固定化。同時還考察了固定化脂肪酶的最佳催化條件、熱穩(wěn)定性、變性劑耐受性、重復使用性和動力學常數(shù)。結果表明，雖然固定化酶對底物的親和

6、力有所降低，但是其對熱、交性劑的穩(wěn)定性均優(yōu)于游離酶，同時實現(xiàn)了酶的簡單、快速分離回收和重復使用。 4.使用乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)對Fe3O4納米粒子表面進行了化學改性，在改善了其與有機單體相容性的同時，在其表面引入了具有反應活性的乙烯基基團。通過甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(MATAC)的聚合，將改性的Fe3O4納米粒子進行包裹，制備了磁性Fe3O4/P(GMA-MATAC)復合載體，同時

7、賦予載體正電荷和具有反應活性的環(huán)氧基。主要考察了乙烯基三乙氧基和引發(fā)劑的用量對磁性Fe3O4/P(GMA-MATAC)復合載體的影響，并對載體的結構和性能進行了表征分析。所制備的復合載體粒徑約為200-400nm，具有優(yōu)異的分散性，較高的比飽和磁化強度(27.3emu/g載體)，無剩磁和矯頑力，表現(xiàn)出優(yōu)越的磁響應性，能快速簡單地從溶液中分離。以合成的磁性高分子復合載體對脂肪酶進行了固定化研究，優(yōu)化了固定化條件，同時考察了固定化脂肪酶的熱