磁性納米材料改性及固定化脂肪酶的研究.pdf

1、脂肪酶（lipase E.C.3.1.1.3）是一類甘油三酯水解酶，可以催化多種反應(yīng)，在工業(yè)中應(yīng)用廣泛。游離脂肪酶在工業(yè)生產(chǎn)中不可回收重復(fù)利用，浪費嚴(yán)重。目前納米四氧化三鐵材料的工業(yè)合成技術(shù)成熟，如果對其加以修飾改性，用于固定化脂肪酶，可在外加磁場下實現(xiàn)快速分離，能在工業(yè)生產(chǎn)中重復(fù)使用，有效節(jié)約成本。
　　 利用工業(yè)生產(chǎn)的納米四氧化三鐵材料為磁原料，分別用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）、十六烷基三甲氧基硅烷作修飾劑，通過直

2、接接臂修飾的方法制備了Fe3O4-APTES氨基磁性納米載體和Fe3O4 –十六烷基疏水性納米載體；以正硅酸乙酯（TEOS）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷為單體，分別通過先包埋再接臂的方法和共聚包埋的方法制備了Fe3O4/SiO2 –APTES氨基磁性納米載體和MNC氨基磁性復(fù)合載體；以殼聚糖為包埋劑，以戊二醛作雙功能偶聯(lián)劑，通過反相懸浮交聯(lián)技術(shù)包埋納米四氧化三鐵，制備了Fe3O4/CS磁性復(fù)合載體。
　　 通過電子投射顯微鏡（TEM

3、）、傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR）、X-射線衍射儀（XRD）、振動樣品磁強計（VSM）分別對上述載體進(jìn)行表征分析，實驗表明，F(xiàn)e3O4-APTES、Fe3O4 –十六烷基載體的粒徑大小均一，約為20nm，球形結(jié)構(gòu)，分散性良好，同時表面具有相應(yīng)的修飾基團(tuán)，磁性基本沒有改變，比飽和磁化強度分別為47.59emu/g、45.74emu/g，具有超順磁性；Fe3O4/SiO2 –APTES載體粒徑稍有增加，但仍屬于納米范疇，分散性好，表面具

4、有氨基基團(tuán)，磁性有所減小，比飽和磁化強度為32.94emu/g，具有超順磁性；Fe3O4/CS與MNC載體為粒徑較大，分散好，表面具有所修飾的基團(tuán)，比飽和磁化強度下降較大，分別為10.76emu/g、15.16emu/g，但仍具有超順磁性。
　　 上述合成的五種酶載體在分別活化后，進(jìn)行了脂肪酶CRL的初步固定化實驗，結(jié)果表明，利用MNC氨基磁性復(fù)合載體制備固定化脂肪酶，所得固定化脂肪酶活力最高，固定化效率較高。結(jié)合MNC載體合成

5、的產(chǎn)量相對最高，我們選擇MNC載體作脂肪酶CRL的固定化研究，優(yōu)化分析了脂肪酶CRL的固定化條件，主要研究了單位載體的給酶量、固定化時間、固定化溫度對固定化效率和固定化酶活力的影響，通過單因素實驗分析，獲得了優(yōu)化后的最佳固定化實驗條件。在固定化反應(yīng)體系pH7.0的條件下，單位載體的給酶量為75mg/g，機械攪拌固定化時間為1.5h，固定化體系溫度為20℃，脂肪酶的固定化效率為63.8％，固定化脂肪酶的活力為32.48KU/g。
　

6、　 以最佳固定化條件制備的固定化酶為樣品，以聚乙烯醇橄欖油乳化液為模式底物，對固定化脂肪酶酶促反應(yīng)的最佳條件進(jìn)行了考察，確定了固定化脂肪酶CRL的性能指標(biāo)。實驗表明，固定化脂肪酶CRL的最佳催化溫度為45℃；最佳催化pH為7.0；重復(fù)催化水解底物8次后，其剩余活力為83.7％，具有優(yōu)良的重復(fù)使用性；在4M尿素濃度下，催化水解底物的相對酶活高達(dá)78.1％。與游離脂肪酶相比，固定化脂肪酶的最適溫度升高5℃，最適pH升高0.5個單位，對溫度