海藻酸鈉-SiO-,2-復(fù)合水凝膠的制備及作為固定化纖維素酶載體的研究.pdf

1、有機無機復(fù)合材料綜合了有機材料和無機材料的優(yōu)點，在力學、熱學、光學、電磁學和生物學等方面具有許多優(yōu)異性能，因此受到了各國科學家的廣泛關(guān)注。本文以海藻酸鈉為有機相，γ-氨丙基三乙氧基硅烷為無機相，利用兩種不同的方法制備了兩種不同的海藻酸鈉/二氧化硅(SiO2)復(fù)合材料，在此基礎(chǔ)上，對這兩種復(fù)合材料作為固定纖維素酶的載體進行了研究。本文主要包括以下三個部分： 第一部分：共價交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠的制備與表征利用多肽合成中的

2、碳二亞胺法，以1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳化二亞胺(EDC)為活化劑活化海藻酸鈉上的羧基，然后在常溫下與偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷上的氨基反應(yīng)生成酰胺鍵而交聯(lián)；同時，硅烷中的乙氧基發(fā)生水解縮聚反應(yīng)得到了有機高分子和無機材料之間以共價鍵結(jié)合的雜化水凝膠。以FTIR、SEM等實驗方法對產(chǎn)物進行了表征,并探討了雜化水凝膠的溶脹率、剪切模量、網(wǎng)鏈平均分子量與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。結(jié)果表明，雜化材料中有機無機兩相相容性良好，雜化材料的密度、

3、溶漲率及其力學性能可以通過控制無機有機二者的比例加以控制。 第二部分：共價交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠固定化纖維素酶以第一部分的共價交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠作為固定化纖維素酶載體，固定后，纖維素酶的包埋率超過了86％，酶固定前后的SEM圖表明纖維素酶非常均勻地分布在載體中。探討了pH、溫度對固定酶和游離酶活力的影響，研究了固定酶和游離酶的酶促反應(yīng)動力學。結(jié)果表明固定酶具有對pH和溫度更高的穩(wěn)定性，固定酶的最適宜pH為

4、3.6，最佳催化溫度為50℃。固定酶的可重復(fù)實用性良好，連續(xù)使用10次后依然保留>50％酶活力。 第三部分：基于溶膠凝膠原理海藻酸鈉/SiO2復(fù)合載體固定化酶以γ-氨丙基三乙氧基硅烷為前驅(qū)體，發(fā)生溶膠凝膠反應(yīng)固定包埋海藻酸鈉和纖維素酶。研究并比較了兩種不同的復(fù)合材料固定酶的包埋率、米氏常數(shù)、對溫度和pH的穩(wěn)定性、儲藏穩(wěn)定性能以及可循環(huán)使用性能。研究結(jié)果表明，共價交聯(lián)海藻酸鈉/SiO2復(fù)合水凝膠固定化纖維素酶具有更高的包埋率，更好