羧基修飾啤酒廢酵母菌吸附劑的制備及對蛋白質吸附性能的研究.pdf

1、蛋白質與酶等在生物體的各種生命活動中發(fā)揮著重要的作用，蛋白質的研究對指導工業(yè)生產，對了解生命的規(guī)律和醫(yī)藥實踐也有重要的理論及實踐意義，然而研究蛋白質的這些作用首先要成功的實現(xiàn)蛋白的分離純化，因此蛋白質的分離純化的研究具有重要意義。生物吸附法因方法簡單、成本低等優(yōu)點而被廣泛關注。啤酒廢酵母菌是釀酒產業(yè)產生的廢棄物，但它和活菌體表面含有相同的官能團，是一種天然的生物吸附劑，由于自身粒徑小、吸附容量較低且不利于兩相分離等缺點，限制了其廣泛應用

2、。本文采用化學修飾的方法，將一系列含有羧基的小分子修飾到啤酒廢酵母菌表面，制備了新的生物吸附劑，并對他們進行各種表征，研究了修飾菌對溶菌酶、牛血紅和牛血清蛋白的吸附性能。具體工作如下：
　　 1.將丁二酸酐修飾到啤酒廢酵母菌表面，通過改變投料比和反應介質，發(fā)現(xiàn)丁二酸酐修飾啤酒廢酵母菌時用料比為1：3(酵母菌：丁二酸酐)且介質為吡啶時，接枝率高達41.3％，并通過紅外和XPS譜對修飾菌進行表征，結果發(fā)現(xiàn)丁二酸酐已成功修飾到啤酒廢酵

3、母菌表面。丁二酸酐修飾菌對溶菌酶的最佳吸附條件為30℃、6 h、Ph 7.0。在最佳吸附條件下，修飾菌和未修飾菌的最大吸附容量分別為848.0mg g?1和102.0mg g?1，修飾菌是未修飾菌的8.3倍，用Langmuir和Freundlich模型對吸附等溫線進行模擬，發(fā)現(xiàn)修飾菌對溶菌酶的吸附過程更符合Langmuir吸附等溫模式，屬單分子層吸附模式。以1.0mol L-1Ph 7.0的NaSCN溶液為洗脫液，洗脫率高達94.2％。

4、將該吸附劑用于從雞蛋清中提取溶菌酶，并對酶活力進行測定，得活力保持率為91.5％，總活力收得率為81.5％，純化倍數(shù)為35.1。電泳分析表明純化后的溶菌酶具有較高的純度。
　　 2.以過硫酸鉀為熱引發(fā)劑，將聚α-甲基丙烯酸修飾在酵母菌表面，并通過掃描電鏡、紅外、XPS譜對修飾菌進行表征，用電位滴定法測定了菌體表面的官能團含量為1.4 m mol g-1，說明聚α-甲基丙烯酸已成功修飾到啤酒廢酵母菌表面。將其作為吸附劑，以溶菌酶為

5、吸附對象，確定吸附的最佳條件為30℃、6 h、Ph 7.0。在最佳吸附條件下，修飾菌和未修飾菌的最大吸附容量分別為545.0mg g?1和102.0mg g?1，前者是后者的5.3倍。用Langmuir和Freundlich吸附模型對溶菌酶的吸附等溫線進行模擬，發(fā)現(xiàn)未修飾符合Langmuir模型，而修飾菌則不符合，可能是吸附劑表面聚合物大分子對吸附的影響所致。以1.0mol L-1Ph 7.0的NaSCN溶液為洗脫液，洗脫率最高為96.

6、9％。用于實際樣品雞蛋清中溶菌酶的提取，發(fā)現(xiàn)從雞蛋清中提取溶菌酶的總活力保持率為79.6％，收得率為84.0％，純化倍數(shù)為27.1。
　　 3.將丁二酸酐修飾啤酒廢酵母菌用于吸附牛血紅蛋白和牛血清白蛋白的研究，實驗發(fā)現(xiàn)對牛血紅蛋白的最佳吸附條件為10h、Ph 5.4、25 ℃，最大吸附容量為566.2 mg g?1，是未修飾菌(23.5 mg g?1)的24.1倍。用Langmuir和Freundlich模型對兩種蛋白的吸附等溫

7、線進行模擬，發(fā)現(xiàn)修飾菌對牛血紅蛋白的吸附過程更符合Langmuir吸附等溫模式，表明牛血紅的吸附是以單分子層吸附為主。以Ph 8.0，1.0mol L-1NaCl的Tris-HCl緩沖溶液為洗脫液，洗脫率達到60％，將其用于新鮮牛血的樣品處理，發(fā)現(xiàn)通過二次吸附和洗脫可將洗脫率提高至98.4％，從牛血處理液中純化牛血紅蛋白，純化前牛血處理液中BHb占總蛋白的百分比為36.3％，純化后為91.5％，富集倍數(shù)為2.52。
　　 4.以

8、聚α-甲基丙烯酸修飾啤酒廢酵母菌為吸附劑，對牛血紅蛋白和牛血清白蛋白的吸附進行研究，實驗發(fā)現(xiàn)對牛血清白蛋白幾乎不吸附，而在24 h、Ph 5.4、25 ℃條件下，對牛血紅蛋白的最大吸附容量為244.6 mg g?1，是未修飾菌的10.4倍，用Langmuir和Freundlich模型對兩種蛋白的吸附等溫線進行模擬，發(fā)現(xiàn)修飾菌對牛血紅的吸附過程更符合Langmuir吸附等溫模式，表明牛血紅的吸附是以單分子層吸附為主。以Ph 8.0，1.0