基于雙功能高分子設(shè)計(jì)制備有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化固定化酶載體.pdf

1、設(shè)計(jì)和制備有機(jī)一無(wú)機(jī)雜化載體是包括酶工程在內(nèi)的諸多領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿。本文借鑒生物礦化思想,以充分發(fā)掘和合理拓展高分子材料的功能為出發(fā)點(diǎn),篩選、設(shè)計(jì)并制備了同時(shí)具有成型功能和誘導(dǎo)礦化功能的高分子,基于雙功能高分子制備不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化載體,并用于固定化酶研究。
　　 利用吸附-包埋相結(jié)合的方法制備碳酸鈣-海藻酸雜化凝膠用于葡萄糖醛酸苷酶(GUS)的固定。將吸附GUS的碳酸鈣顆粒包埋于海藻酸凝膠中,可有效抑制酶泄漏。同時(shí)海

2、藻酸可調(diào)控?zé)o機(jī)組分碳酸鈣的形貌,抑制其晶型轉(zhuǎn)變,使之維持中孔結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的吸附能力。固定于碳酸鈣-海藻酸雜化凝膠的GUS顯示出良好的循環(huán)使用穩(wěn)定性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
　　 選擇生物高分子精蛋白(Pro),模擬硅藻細(xì)胞的細(xì)胞膜(高分子)-細(xì)胞壁(無(wú)機(jī))結(jié)構(gòu),構(gòu)建精蛋白-聚苯乙烯磺酸鈉-氧化硅((PSS/Pro)n-1/Pro/Silica)雜化微囊用于固定化過(guò)氧化氫酶(CAT)。Pro在雜化微囊構(gòu)建過(guò)程中實(shí)現(xiàn)兩種功能:在CaC03顆粒表

3、面與PSS通過(guò)層層自組裝(LbL)形成高分子囊膜;誘導(dǎo)仿生硅化,在最外層形成氧化硅外殼。研究發(fā)現(xiàn),將LbL自組裝與仿生硅化相結(jié)合制備的雜化微囊機(jī)械強(qiáng)度高,酶泄漏率低,是理想的固定化載體。
　　 通過(guò)氧化-氨化-還原系列反應(yīng)對(duì)海藻酸進(jìn)行氨化改性,合成雙功能高分子Ⅰ型胺化海藻酸(NH2-Alg(Ⅰ))并誘導(dǎo)仿生硅化,制備Ⅰ型胺化海藻酸/氧化硅(NH2-Alg(Ⅰ)/silica)雜化凝膠固定化CAT。NH2-Alg(Ⅰ)在水溶液中自

4、發(fā)形成膠束,改變合成條件(氧化劑比例、氨化劑類型)可調(diào)控膠束直徑,并最終決定雜化凝膠的尺寸和形貌。通過(guò)改變pH值、NH2-Alg(Ⅰ)濃度、前驅(qū)體濃度、離子強(qiáng)度等條件可調(diào)控NH2-Alg(Ⅰ)/silica的生成量。包埋于雜化凝膠中的CAT對(duì)高溫和極端酸堿環(huán)境的耐受能力提高,同時(shí)儲(chǔ)存穩(wěn)定性也增強(qiáng)。
　　 通過(guò)碳二亞胺接枝反應(yīng)對(duì)海藻酸進(jìn)行氨化改性,合成雙功能高分子Ⅱ型胺化海藻酸(NH2-Alg(Ⅱ))并誘導(dǎo)仿生硅化,制備Ⅱ型胺化海