海藻酸-二氧化硅雜化凝膠固定化脫氫酶研究.pdf

1、包埋法作為非常有效的酶固定化方法之一,目前在生物工程和技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,且倍受眾多研究者的關(guān)注.酶包埋過程的關(guān)鍵因素是酶固定化載體設(shè)計(jì)和制備,為酶創(chuàng)造出適宜的微環(huán)境.論文首先分析并提出了影響固定化酶所處載體微環(huán)境的主要因素,包括載體的親疏水性、結(jié)構(gòu)形態(tài)和剛?cè)嵝砸约胺磻?yīng)活性.設(shè)計(jì)并制備出三類海藻酸.二氧化硅雜化凝膠用于三種脫氫酶的分別固定化和共固定化,系統(tǒng)考察了有機(jī).無機(jī)雜化載體對(duì)酶活性和穩(wěn)定性的影響.由海藻酸和二氧化硅以不同的雜化方式制

2、備出的三類凝膠分別為: (1)在海藻酸凝膠中摻雜二氧化硅膠體顆粒和二氧化硅納米管的Ⅰ型ALG-iO<,2>雜化凝膠； (2)二氧化硅前驅(qū)體水解縮聚和海藻酸交聯(lián)同時(shí)進(jìn)行的雙交聯(lián)法制備的Ⅱ型海藻酸.二氧化硅雜化凝膠； (3)將二氧化硅涂覆于海藻酸凝膠顆粒表面得到的Ⅲ型海藻酸. 二氧化硅雜化凝膠.采用FTIR、SEM、TEM、DMA以及BET等多種手段對(duì)雜化凝膠進(jìn)行表征,比較不同的制備方式對(duì)所得雜化材料的結(jié)構(gòu)及

3、物理化學(xué)性質(zhì)的影響.以輔酶NADH為探針分子,考察了雜化凝膠的擴(kuò)散性質(zhì).以酵母醇脫氫酶為模型蛋白,分別考察了空白海藻酸凝膠以海藻酸.二氧化硅雜化凝膠固定化酶時(shí)的包埋率、酶活性、穩(wěn)定性以及固定化酶酶促反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)等.結(jié)果表明,醇脫氫酶在空白海藻酸凝膠中的包埋率僅為68.4±3.9﹪,在三類海藻酸.二氧化硅雜化凝膠中的包埋率都有不同程度的提高,尤其在Ⅱ型海藻酸-二氧化硅雜化凝膠中,醇脫氫酶的包埋率最高,達(dá)到了93.3±1.6﹪.并且由于

4、雜化凝膠能夠?yàn)槊竸?chuàng)造出更為適宜的微環(huán)境,酶的活性和穩(wěn)定性因而得到了顯著提高. 相比之下,以Ⅱ型ALG-SiO<,2>雜化凝膠提供的微環(huán)境最為適宜,所以Ⅱ型ALG-SiO<,2>雜化凝膠包埋酶的活性和穩(wěn)定性最高.本論文還對(duì)二氧化碳的酶法轉(zhuǎn)化進(jìn)行了研究,采用Ⅱ型ALG-SiO<,2>雜化凝膠將三種脫氫酶(酸脫氫酶、醛脫氫酶、醇脫氫酶)共同包埋,在常溫常壓下,通過三步酶促連串反應(yīng)催化二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲醇,以NADH為基準(zhǔn)的甲醇收率高達(dá)9