改性海藻酸復(fù)合凝膠固定化纖維素酶的研究.pdf

1、酶固定化技術(shù)因克服了游離酶的不穩(wěn)定、分離難以及不易操作等缺點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生物工程與技術(shù)、化學(xué)應(yīng)用以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。載體的選擇是決定固定化酶優(yōu)劣的主要因素。在有機(jī)高分子水凝膠中，海藻酸凝膠以較好的親水性、生物相容性和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)而成為酶固定化最常用的水溶性有機(jī)載體之一。擬薄水鋁石和納米氧化鋁都具有比表面積大、吸附性高及機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)，作為無機(jī)組分，以海藻酸凝膠為基體形成復(fù)合凝膠材料作為固定化酶載體，可以改善單一海藻酸凝膠的機(jī)械強(qiáng)度差、壽命

2、短和傳質(zhì)阻力大等缺點(diǎn)，為酶提供了適宜的微環(huán)境，從而提高固定化酶的性能。
　　本文分別以擬薄水鋁石和納米氧化鋁為無機(jī)組分，改性海藻酸凝膠，分別通過物理摻雜、共價(jià)交聯(lián)和涂覆無機(jī)凝膠層三種方法，制備出三種類型的復(fù)合凝膠:(1)分別將納米氧化鋁和擬薄水鋁石物理摻雜于海藻酸網(wǎng)絡(luò)中，通過靜電吸附作用，制備出兩種吸附型復(fù)合凝膠;(2)利用1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)活化海藻酸凝膠上的羧

3、基，以修飾在納米氧化鋁上的KH550為偶聯(lián)劑，共價(jià)交聯(lián)制備交聯(lián)型復(fù)合凝膠;(3)將擬薄水鋁石膠體涂覆于已成型的海藻酸凝膠表面，制備出涂覆型復(fù)合凝膠。采用紅外、動態(tài)熱機(jī)械分析以及BET比面積測試等多種手段對復(fù)合凝膠進(jìn)行表征，比較不同的制備方式對所得復(fù)合凝膠的物理化學(xué)性質(zhì)的影響。通過對復(fù)合凝膠溶脹率的測定，探討了其溶脹機(jī)制。以羧甲基纖維素鈉(CMC)為底物，考察了復(fù)合凝膠的擴(kuò)散性質(zhì)。研究表明，三類復(fù)合凝膠較海藻酸凝膠的力學(xué)性能、抗溶脹性能和

4、擴(kuò)散性能均有明顯的改善，只有涂覆凝膠的有效擴(kuò)散系數(shù)略有降低。根據(jù)不同摻雜量的復(fù)合凝膠對CMC在凝膠中擴(kuò)散系數(shù)的影響，確定無機(jī)粒子的最佳摻雜量:吸附型凝膠海藻酸-擬薄水鋁石的最佳摻雜量為17.5％、海藻酸-氧化鋁為3g/L以及交聯(lián)型復(fù)合凝膠為7g/L。
　　以三類復(fù)合凝膠和海藻酸凝膠為纖維素酶的固定化載體，分別考察了各固定化酶的包埋率、酶活性、最適條件、穩(wěn)定性以及酶促反應(yīng)動力學(xué)性質(zhì)等。結(jié)果表明，三類復(fù)合凝膠的酶包埋率都有不同程度的提