云芝漆酶在N,N'-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）交联聚甲基丙烯酸基元上的固定及其修饰玻碳电极电化学行为

以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）交联聚甲基丙烯酸作为固定漆酶的载体,以共价偶联法固定云芝漆酶并测定了固定基元的酶固定量和固定漆酶的比活力。 还研究了固定漆酶热稳定性、重复使用性以及固定漆酶催化2,6-二甲氧基苯酚（DMP）氧化的酶动力学参数。 实验结果表明,这种交联聚合物基元通过共价偶联法固定漆酶的量和固定漆酶的比活力分别可达26.37 mg/g和1.202 U/mg;在交联聚合物基元上固定的漆酶在50 ℃下放置2 h后仍然保持初始活力的83％,重复使用10次后仍保持初始活力的80％以上;交联聚合物固定漆酶催化DMP氧化的表观速率常数k_cat可达1090 min^-1,以固定漆酶的BIS交联聚甲基丙烯酸功能化碳纳米管修饰的玻碳电极在pH=4.4磷酸盐缓冲液中氧还原发生在+724 mV(vs.SCE)。     

壳聚糖-g-N-羧甲基-二（2-苯并咪唑）-1,2-乙二醇和纳米金溶胶复合物固定漆酶修饰玻碳电极的直接电化学

制备了壳聚糖-g-N-羧甲基-二（2-苯并咪唑）-1,2-乙二醇（CTS-g-N-CBBIE）,将其与纯化的纳米金溶胶（NGS）共混得到CTS-g-N-CBBIE-NGS复合物。 以此复合物作为固酶载体固定云芝漆酶,固酶量大（31.10 mg/g）,固酶比活力高（1.43 U/mg）;此固酶复合物修饰的玻碳电极在无氧磷酸盐-柠檬酸盐缓冲溶液（pH=5.0）中可以实现无中介酶-电极直接电子迁移（一对准可逆氧化还原峰式电位576 mV(vs.Ag/AgCl)对应于漆酶活性中心T1位的氧化还原）,电子迁移速率常数为228.3 s-1。 当氧气浓度较小时,这种固酶修饰电极对氧气还原具有一定的生物电催化性能（空气饱和缓冲溶液中氧还原峰电位约为320 mV(vs.Ag/AgCl)）。 当氧气浓度增高后,氧还原反应受到抑制;但这种漆酶修饰电极对pH较为敏感,且稳定性和重复使用性欠佳。     

壳聚糖-g-N-羧甲基-2-硫代-4,5-2H咪唑啉酮-多壁碳纳米管复合物固定漆酶基化学传感器的性能

通过壳聚糖-g-N-羧甲基-2-硫代-4,5-2H咪唑啉酮(CTS-g-N-CSIDZ)非共价功能化多壁碳纳米管(MWCNTs)的方式制备固定漆酶载体,该复合物载体主要通过物理吸附和漆酶活性中心与载体上配体之间的配位作用来固定漆酶,较大程度地保持了游离漆酶活性位原始构象.将固定了漆酶的复合物附着在裸玻碳电极上便构筑了复合物固定漆酶修饰玻碳电极.在以分光光度法测定了这种复合物载体对漆酶的担载量、固定漆酶比活力、稳定性、重复使用性及其催化2,6-二甲氧基苯酚(DMP)氧化动力学参数的基础上,还对基于此种复合物固定漆酶修饰玻碳电极作为化学传感器(以DMP作为底物)的性能进行了研究.结果表明,该复合物具有较高的固酶担载量(81.7 mg/g)和固定漆酶比活力(1.33 U/mg);而作为电化学传感器的复合物固定漆酶修饰玻碳电极对底物DMP具有较高的亲和力(对DMP的米氏常数KM是0.0918 mmol/L),较高的灵敏度( 3680 mA· L/mol),较低的检测限(3.3×10-4 mmol/L),较高的响应选择性,良好的重现性、重复使用性和长期稳定性.这种漆酶基电极有望用作电流型特定结构的酚类传感器.     

介孔SiO2/Fe3O4中空磁性微球的漆酶固定化

以介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球作为载体,采用物理吸附法对漆酶进行固定化,考察了时间、温度和pH值对漆酶固定化效果的影响,并对固定漆酶的活性及稳定性进行了研究.结果表明,介孔SiO2/Fe3O4磁性中空微球吸附漆酶分子后,介孔材料的比表面积与孔体积均减小.在3 h时复合微球对漆酶的吸附达到平衡,复合微球中介孔SiO2对漆酶的有效固定量为689 mg/g,大大高于纯介孔材料MCM-41的漆酶固定量(319 mg/g).在pH=3～6的条件下,复合微球中固定漆酶仍保持70%以上的相对酶活.当温度不高于60℃时,固定漆酶的相对酶活仍保持65%以上.固定漆酶的pH稳定性和热稳定性都明显优于游离漆酶,固定漆酶的米氏常数为1.05 mmol/L,与游离漆酶相比,固定漆酶与底物的亲和力有所降低.当2,4-二氯苯酚的浓度为10 mg/L时,固定漆酶对其去除率在6 h时达到81.6%,表现出很好的催化活性.     

高分子聚合物-多壁碳纳米管复合物固定漆酶及其在玻碳电极上的直接电子迁移

采用不同结构的高分子聚合物与纯化的多壁碳纳米管(MWCNTs)共混的方法,制备得到聚合物非共价功能化多壁碳管复合物,测定了这些载体对漆酶(lac)的担载量、固定漆酶的比活力及稳定性.以固定漆酶的复合物修饰玻碳(GC)电极后,采用循环伏安法研究这些电极在无氧磷酸盐缓冲液(PBS)中的直接电化学行为及催化氧还原活力,粗略地测定了固定漆酶与电极间电子转移的速率常数.实验结果表明,当聚合物中含亲漆酶基团或能与漆酶活性中心发生相互作用的官能团时利于直接电子转移,而且复合物固定漆酶保持了游离漆酶的天然构象.这些电极中,lac/NIPAM-co-BPCP-M WCNTs/GC(NIPAM-co-BPCP:N-烯丙基-1-苯甲酰基-3-苯基-4,5-2H-4-甲酰胺基吡唑-co-N-异丙基丙烯酰胺)在无氧PBS中发生直接电子转移的式电位(605mV)更接近漆酶活性中心的式电位(580mV),具有较快的异相电子转移速率(0.726s-1),较高的漆酶担载量(103.5mg/g)和固定漆酶比活力(1.68U/mg),较高的催化氧还原能力(氧还原起始电位820mV,在650mV时的催化峰电流为85.5μA)以及良好的重复使用性和长期使用性.     

L-半胱氨酸/漆酶修饰的纳米金阴极对氧还原的电催化

以四氯金酸和L-半胱氨酸为原料,合成了L-半胱氨酸功能化纳米金粒子,将此纳米粒子修饰在金盘电极表面并共价偶联漆酶分子。 以循环伏安法研究了此固定漆酶电极在无氧磷酸盐缓冲液中电化学行为和催化氧还原能力,并进一步评估了其作为氧传感器使用的性能：以计时电流法测定其对氧气的检测限,与氧气的亲和力（以米氏常数表征）,研究了传感器的长期使用性、热稳定性和pH-催化电流关系。 结果表明,此固定漆酶电极可以实现漆酶活性中心T2与导电纳米粒子间的直接电子迁移而无需任何外加电子中介体（氧化还原峰的式电位为192.5 mV vs AgCl/Ag）,并在接近漆酶活性中心T3氧化还原式电位（780 mV vs NHE）附近发生氧还原;测得的固酶电极与氧气的亲和力较高（米氏常数为216.4 μmol/L）且检测限低达0.22 μmol/L,在4 ℃下保存60 d后活力仍然保持初始活力的大约78%。 但这种电极的热稳定性较差,受pH值影响较明显,在pH值近于生理条件时几乎完全丧失活力。     

漆酶在纳米多孔金上的固定化及其酶学性质研究

利用纳米材料为载体对酶等生物大分子进行固定化近年来引起人们的浓厚兴趣. 以Au/Ag合金为原料, 通过控制浓硝酸的腐蚀时间再辅以退火处理得到了不同孔径的纳米多孔金(NPG), 利用扫描电镜(SEM)和N2气体吸附仪对孔性质进行了表征. 以NPG为载体, 用α-硫辛酸和N-乙基-N’-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)对金表面进行活化, 通过化学共价偶联的方法对产自Trametes versicolor的漆酶进行了固定化. 比较了孔径大小对酶固定化量及比活力的影响. 发现小孔径更有利于对该漆酶的固定化. 与游离酶相比, 固定化酶的最适pH没有改变, 但最适温度却从原来的40 ℃升到了60 ℃. 固定化后, 漆酶的pH和热稳定性都明显提高了. 重复使用8次仍能保持初始活力的65%, 且在4 ℃下保存1个月几乎观察不到酶活力的下降. 此外, 失活的固定化酶经浓硝酸处理后, NPG载体可重复利用. 本结果初步显示出了NPG在生物技术领域中的应用潜力.     

CuTAPc-Fe3O4纳米复合粒子及其漆酶固定化研究

漆酶的固定化研究对基于漆酶催化的光纤生物传感器具有十分重要的意义，制备了四氨基酞菁铜(CuTAPc)-Fe3O4纳米复合粒子，并用红外(IR)、场发射扫描电镜(FEG—SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱、粒径仪等对其进行了表征．结果表明形成了以CuTAPc包覆在Fe3O4纳米粒子表面的纳米复合粒子，粒子呈现不规则球形，且分布均匀，粒子平均粒径在50nm左右，用此纳米复合粒子通过戊二醛交联法固定了漆酶，固定后的酶比游离酶具有更好的贮存稳定性及操作稳定性，这为研制高性能的光纤生物传感器打下了较好的基础。     

纳米ZnO增强葡萄糖生物传感器的制备和应用

为提高葡萄糖生物传感器的灵敏度,以纳米ZnO与聚乙烯醇缩丁醛(PVB)构成复合固定酶膜基质,采用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶(GOD),用戊二醛进行交联,制成葡萄糖生物传感器。实验结果表明,GOD可牢固地固定在电极表面,在相同葡萄糖浓度下,加入纳米颗粒的电极的电流响应值比未加颗粒的高约100倍,电极重复使用46次后电流响应值仅下降到初始的70%。电极制备方法简单,易于操作。同时对温度、溶液pH值以及溶剂对电极的影响进行了研究,获得了最优的实验条件。     

Pt/Au双金属纳米粒子和壳聚糖/二氧化硅溶胶-凝胶杂化膜漆酶传感电极的邻苯二酚检测

利用Pt/Au双金属纳米粒子和壳聚糖/二氧化硅（CS-SiO₂）溶胶-凝胶复合材料固定漆酶（Lac）,制得漆酶生物电极（Pt-Au-CS-SiO₂-Lac/GC）. 采用循环伏安曲线（CV）研究了邻苯二酚（CC）在该漆酶电极的电化学性能. 实验结果表明,Pt-Au-CS-SiO₂-Lac/GC电极对邻苯二酚的电催化在8×10^-7 ~ 1×10^-4 mol·L^-1浓度范围,其浓度与还原峰电流呈线性关系,相关系数r = 0.9993,检出限7.9×10^-8 mol·L^-1,该检测方法灵敏度高,线性范围宽,稳定性好.     

Phospholipase C-catalyzed sphingomyelin hydrolysis in a membrane reactor for ceramide production

A membrane reactor for the production of ceramide through sphingomyelin hydrolysis with phospholipase C from Clostridium perfringens was studied for the first time. Ceramide has raised a large interest as an active component in both pharmaceutical and cosmetic industry. The enzymatic hydrolysis of sphingomyelin has been proven to be a feasible method to produce ceramide. In the membrane reactor constructed, the aqueous phase and the organic phase were separated by a membrane containing the immobilized enzyme, while the organic phase was continuously circulated. Among the 10 selected membranes, the enzyme immobilized in membrane RC 70PP had low immobilization efficiency, but retained the highest catalytic activity. Three immobilization methods, i.e. filtration (adsorption/entrapment), covalent binding, and cross-linking, were compared. The enzyme immobilized by filtration had the highest activity even under the low fixation level (9.4%). The optimal flow rate of the organic phase was 5 ml/min. High initial enzyme amount in the immobilization led to the decrease in the fixation level. Both the initial reaction rate and the specific activity of the enzyme increased with increasing enzyme loading, and slightly decreased after the immobilized enzyme amount over 50 μg in 9.6 cm² membrane area. The immobilized enzyme retained 16% of the original activity after five cycles. Finally, the liquid enzyme, the enzyme immobilized on particle carriers, and the enzyme immobilized in the membrane were compared. The study demonstrated the improved enzyme reusability, the fast immobilization process, the straightforward up-scaling and the combination of the hydrolysis with the product separation in the membrane reactor developed.     

大尺寸SiO2大孔材料固定化漆酶

以表面固定Cu2+的改性大尺寸SiO2大孔材料作为载体,考察了时间、pH和给酶量对漆酶固定化效果的影响,并对固定化漆酶的活性和稳定性进行了研究。结果表明:5 h时吸附达到平衡,pH为4.5、漆酶与载体比例为5 mg·g-1时固定化效果最好,酶活回收率可达到100.4%;固定化漆酶的最适pH和最适温度较游离漆酶的均有升高且范围变宽,固定化后,漆酶的pH稳定性和热稳定性都得到显著提高;固定化漆酶的K m值略高于游离漆酶的;固定化漆酶具有良好的操作稳定性,与底物反应反复操作10批次后剩余酶活为72.7%。     

环氧基修饰周期性介孔有机氧化硅对漆酶的固定化作用

以三嵌段共聚物P123为模板剂, 在酸性条件下通过1,2-三乙氧基硅基乙烷(BTESE)和3-含氧缩水甘油基-丙基-三甲氧基硅烷(GPTMS)共水解缩聚合成环氧基修饰的周期性介孔氧化硅(PMOs), 以修饰后的PMOs为载体对漆酶进行固定化, 研究了环氧基修饰对固定化酶稳定性的影响. 通过XRD、TEM、固态NMR和N₂吸附等手段表征材料的修饰效果、孔结构以及漆酶的固定化. 结果表明, 修饰后的材料保持良好的孔结构, 环氧基的修饰有利于提高固定化酶的活力, 基于环氧基修饰PMOs的固定化酶具有较高稳定性.     

铈基介孔金属有机骨架固定化酶的构建及催化性能

金属有机骨架(MOF)材料由于其孔隙率高、比表面积大以及具有发达的内联通孔道结构等优点,可以作为优良的生物分子固定化载体。通过表面活性自组装策略制备了铈基介孔MOF(Ce-MOF-F),表征结果表明,该材料有大的比表面积和呈辐射状的介孔孔道结构。以其为载体、南极假丝酵母脂肪酶B(CALB)为模型酶,通过物理吸附法制备了生物催化剂CALB@Ce-MOF-F,对该固定化酶的酶载量和催化性能进行了研究。在优化条件下,CALB的负载量为162.0mg/g载体,水解活性为899.1U/g蛋白。与游离CALB相比,CALB@Ce-MOF-F表现出对高温、酸碱和有机溶剂等有更强的耐受性;将Ce-MOF-F用于多种酶的固定化,研究其作为载体的普适性,结果表明,介孔Ce-MOF-F对洋葱伯克氏菌脂肪酶(BCL)和漆酶有良好的固定效果,可以作为良好载体,并能对酶起到较好的保护作用。