固定化酶載體的制備及其性能研究.pdf

1、生物催化劑固定化技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用己成為生物技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容之一。固定化酶具有小型高效、穩(wěn)定性好、可重復(fù)并連續(xù)使用等優(yōu)點(diǎn)，并且可以提高產(chǎn)物的純度和過(guò)程效率，克服游離生物催化劑對(duì)環(huán)境敏感、性質(zhì)不穩(wěn)定、易失活或死亡等缺點(diǎn)。載體對(duì)固定化酶有較大的影響，要制得理想的固定化酶，既要選用合理有效的固定化方法，同時(shí)又要有良好的載體。因此借助現(xiàn)代技術(shù)合成性能優(yōu)良的固定化酶載體是固定化酶研究領(lǐng)域的主要研究?jī)?nèi)容。 本論文通過(guò)自組裝技術(shù)制備新型復(fù)合載

2、體材料；通過(guò)將現(xiàn)代納米材料技術(shù)和生物固定化技術(shù)相結(jié)合，研究開(kāi)發(fā)新型的固定化酶，為生物酶營(yíng)造一種生物友好的微環(huán)境，使酶的活性提高。具體內(nèi)容如下： 1.通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)制備了分子量分布窄的雙親性嵌段共聚物PS-b-PAA，將果膠酶固定于雙親性嵌段共聚物PS-b-PAA。由于雙親性嵌段共聚物PS-b-PAA上富含大量羧基，使果膠酶能夠在溫和、方便的條件下實(shí)現(xiàn)固定化。研究了pH和溫度對(duì)固定化果膠酶活性的影響，固定化果膠

3、酶存儲(chǔ)穩(wěn)定性及動(dòng)力學(xué)參-數(shù)。結(jié)果表明：固定化果膠酶的最佳反應(yīng)條件為：pH6.0，溫度65 ℃。 2.利用逐層自組裝的方法(layer-by-layer)制備了SiO<,2>-coated chitosan復(fù)合材料，并以該復(fù)合材料為載體固定化果膠酶。分別研究了pH和溫度對(duì)固定化果膠酶活性的影響，固定化果膠酶的存儲(chǔ)穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)固定化果膠酶的酶載量高達(dá)247.8 mg/g時(shí)，載體本身能保持較好的穩(wěn)定性。特別是固定化

4、果膠酶在相當(dāng)大的pH范圍內(nèi)仍能保持較高的酶催化活性.由于吸附果膠酶的濃度大，導(dǎo)致固定化果膠酶的動(dòng)力學(xué)參數(shù)中的米氏常數(shù)(K<,m>)大于自由酶的米氏常數(shù)(K<,m>)。 3.通過(guò)逐層自組裝的方法(layer-by-layer)將殼聚糖包覆"聚電解質(zhì)刷"(SiO<,2>-g-PSStNa)，制備了SiO<,2>/PSStNa/Chitosan復(fù)合材料，并以該復(fù)合材料為載體固定化果膠酶。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)固定化果膠酶的載酶量高達(dá)316.8

5、mg/g時(shí)，載體本身仍能保持較好的穩(wěn)定性。特別是固定化果膠酶在pH為3.0～4.5范圍內(nèi)仍能保持較高的酶催化活性。自由果膠酶和固定化果膠酶的半衰期分別是13.5d和30d。將固定化果膠酶儲(chǔ)存一個(gè)月后仍能保持高達(dá)49.7％的酶催化活性。 4.通過(guò)逐層自組裝(1ayer-by-layer)的方法，制備了SiO<,2>-coated(PEI/Fe<,3>O<,4>)<,n>復(fù)合材料，并以該復(fù)合材料作為載體固定化果膠酶。結(jié)果表明：由于S