聚多巴胺-氧化鈦雜化微囊的仿生制備與固定化酶研究.pdf

1、微囊作為一種獨特的中空結構，已被廣泛應用于醫(yī)藥、食品、染料等領域。傳統(tǒng)高分子微囊具有多功能性，但機械強度較低；無機微囊機械強度較高，但囊壁表面多表現(xiàn)為惰性。雜化材料集成了有機材料（多功能等）與無機材料（高強度等）的優(yōu)點，將其用于制備雜化微囊，同時調控有機組分與無機組分間的相互作用（氫鍵、共價鍵、配位鍵等），進而創(chuàng)建多級結構和集成多種功能，將有望獲得多功能、高強度微囊。
　　基于課題組前期工作基礎，本文借鑒自然界中雜化材料的存在形式

2、和形成過程，提出雜化微囊的仿生制備策略。通過仿生粘合與仿生礦化協(xié)同作用，設計和制備了多種雜化微囊，并成功將其應用于固定化酶研究。本文通過仿生粘合和Michael加成反應在碳酸鈣模板表面生成具誘導礦化功能的粘合層，進而利用該粘合層誘導鈦前驅體形成礦化層，去除模板后得到雜化微囊。通過改變礦化誘導劑種類、仿生粘合和Michael加成反應的順序（分步反應或同時反應），制備出三種聚多巴胺-氧化鈦雜化微囊。所得雜化微囊囊壁主要由有機層（粘合層）和無

3、機層（礦化層）兩部分構成。其中，粘合層的形成主要利用多巴胺的氧化自聚以及多巴胺中兒茶酚基團與誘導礦化分子之間的Michael加成反應；礦化層的形成則利用接枝到粘合層的誘導礦化分子誘導鈦前驅體水解縮聚生成氧化鈦。
　　第一部分，利用仿生粘合和Michael加成反應的分步實施，在多巴胺自聚合形成的聚多巴胺層上接枝半胱胺，制備聚多巴胺-半胱胺-氧化鈦雜化微囊。此雜化微囊表現(xiàn)良好的機械穩(wěn)定性。將過氧化氫酶（CAT）包埋于微囊中，固定化酶的

4、包埋率為93％，比活力為16 U/mg，且在pH7.0-9.0表現(xiàn)出良好的pH穩(wěn)定性。
　　第二部分，利用仿生粘合和Michael加成反應的分步實施，在多巴胺自聚合形成的聚多巴胺層上接枝聚乙烯亞胺，制備聚多巴胺-聚乙烯亞胺-氧化鈦雜化微囊。通過改變PEI的分子量和濃度等因素，實現(xiàn)了雜化微囊結構的調控。將CAT包埋于微囊中，固定化CAT的包埋率為94%，比活力為70 U/mg，且在pH6.0-9.0表現(xiàn)出良好的pH穩(wěn)定性。