磁性復(fù)合載體的制備及其固定化脂肪酶研究.pdf

1、固定化酶技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一項(xiàng)生物工程技術(shù)，是使生物酶得到廣泛而有效利用的重要手段。固定化酶的性能取決于固定化酶所使用的載體材料的性質(zhì)和固定化方法。本學(xué)位論文較為系統(tǒng)地綜述了磁性高分子材料的合成方法、固定化酶的方法以及國內(nèi)外研究進(jìn)展，由此設(shè)計(jì)和制備了三種新型反應(yīng)性固定化酶磁性載體，并將其用于脂肪酶的固定化研究。本學(xué)位論文的實(shí)驗(yàn)研究主要包括以下幾個方面： 1.通過對納米顆粒制備機(jī)理的分析，采用化學(xué)共沉淀法，制備了粒徑

2、約為15nm，比飽和磁化強(qiáng)度為72.3 emu/gFe3O4，具有超順磁性的Fe3O4納米粒子。 2.使用油酸對Fe3O4納米粒子進(jìn)行疏水性改性，有效地改善了Fe3O4納米粒子與有機(jī)單體的相容性。選用甲基丙烯酸縮水甘油酯和苯乙烯為單體，二甲基丙烯酸乙二醇酯為交聯(lián)劑，在油酸改性的Fe3O4納米粒子存在下進(jìn)行懸浮聚合，制各了磁性環(huán)氧基高分子微球。主要考察了OA-Fe3O4的加入量對微球磁性能的影響，并對微球的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征分析

3、。所制備的磁性微球平均粒徑為15μm左右，比飽和磁化強(qiáng)度為10.5 emu/g微球，無剩磁和矯頑力，表現(xiàn)出優(yōu)越的磁響應(yīng)性，能快速簡單地從溶液中分離。使用該載體進(jìn)行脂肪酶的固定化，優(yōu)化了固定化條件，考察了固定化脂肪酶的熱穩(wěn)定性、重復(fù)使用性和有機(jī)溶劑中的穩(wěn)定性。結(jié)果得到了較高的活力回收，改善了脂肪酶的熱穩(wěn)定性和有機(jī)溶劑中的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了酶的簡單、快速分離回收和重復(fù)使用。 3.使用正硅酸乙酯的水解-縮聚將Fe3O4納米粒子包裹，得到了

4、表面含有硅羥基的Fe3O4/SiOx復(fù)合粒子，以γ-氨丙基三乙氧基硅烷對包裹后的復(fù)合粒子進(jìn)行表面化學(xué)改性，從而在其表面引入氨基，與氯乙酰氯反應(yīng)后制得含有引發(fā)官能團(tuán)的納米粒子，隨后通過ATRP法得到了Fe3O4/SiOx-g-P(GMA)磁性載體，對載體的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征分析。該載體擁有納米粒徑(100 nm)，較高的比飽和磁化強(qiáng)度(19.6 emu/g載體)，表現(xiàn)出優(yōu)越的磁響應(yīng)性?？疾炝斯潭ɑ久傅淖罴汛呋瘲l件、熱穩(wěn)定性、有機(jī)溶劑

5、中的穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。結(jié)果表明，固定化酶對熱、有機(jī)溶劑的穩(wěn)定性均優(yōu)于游離酶，同時實(shí)現(xiàn)了酶的簡單、快速分離回收和重復(fù)使用。 4.使用乙烯基三乙氧基硅烷對Fe3O4納米粒子表面進(jìn)行了化學(xué)改性，在改善了其與有機(jī)單體相容性的同時，在其表面引入了具有反應(yīng)活性的乙烯基基團(tuán)。通過甲基丙烯酸-2-羥基乙酯和二烯丙基二甲基氯化銨的聚合，將改性的Fe3O4納米粒子進(jìn)行包裹，制備了磁性Fe3O4/P(HEMA-DMDAAC)復(fù)合載體，經(jīng)過環(huán)氧氯丙烷

6、的活化賦予載體正電荷和具有反應(yīng)活性的環(huán)氧基。對載體的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征分析。所制備的復(fù)合載體粒徑約為50-200 nm，具有較高的比飽和磁化強(qiáng)度(38.3 emu/g載體)，無剩磁和矯頑力，表現(xiàn)出優(yōu)越的磁響應(yīng)性，能快速簡單地從溶液中分離。以合成的磁性高分子復(fù)合載體對脂肪酶進(jìn)行了固定化研究，優(yōu)化了固定化條件，同時考察了固定化脂肪酶的熱穩(wěn)定性、儲存穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。結(jié)果表明，以此載體制備的固定化酶擁有較高的活力回收，優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和儲存