固定化葡萄糖氧化酶的制备及稳定性研究

选用自制的磁性纳米四氧化三铁为酶固定化的载体,通过交联法来固定葡萄糖氧化酶。通过对酶固定化过程中一系列因素的研究,确定出酶固定化的最佳工艺为:交联剂戊二醛与浓度为0.7 mg/mL酶液的体积比为1:4,固定化时间为0.5 h,固定化温度为室温(≤20 ℃),固定化所用缓冲液pH=7。采用比色法测定其酶活力。结果表明葡萄糖氧化酶经过固定化后,其酶活力较游离酶显著增加。固定化酶的热稳定性、酸碱稳定性、存储稳定性都有很大的提高。     

壳聚糖固定化乳酸脱氢酶的制备及酶学性质研究

以磁性壳聚糖作为载体,戊二醛作为交联剂,对乳酸脱氢酶(LDH)进行固定化.固定化的最适条件为:戊二醛浓度6%,pH值7.5,酶的偶联时间2 h.对游离及固定化LDH酶学性质的研究表明,酶促反应的最适pH值为9.2,最适温度分别为37℃和50℃,对乳酸的表观米氏常数分别为1.6 mmol/L和0.9 mmol/L.游离酶和固定化酶在40℃放置150 min后,其活力分别为最初的56.5%和76.1%.固定化酶在4℃贮存4周后,活力仍保留50%以上.固定化酶在室温下与底物重复反应6次后,活力仍保留60%以上,说明固定化酶具有较好的热稳定性、贮存稳定性和复用性.     

磁性纳米颗粒固定化细菌纤维素酶的活性和稳定性（英文）

在氨水溶液中进行Fe~(+2)和Fe~(+3)离子共沉淀并水热处理后制得磁性纳米颗粒Fe_3O_4,通过戊二醛活化将纤维素酶固定于其上.采用基于响应面法的Box-Behnken法(BBD)优化了制备条件,如磁性纳米颗粒浓度、戊二醛浓度、酶浓度和交联时间.BBD分析结果表明,用实验数据可合理调节二次模型.利用生成的基于统计数据的等高线评价了响应面的变化,以理解纳米颗粒和酶活性之间的关系.运用扫描电镜、X射线衍射和红外光谱表征了纳米颗粒上酶的尺寸、结构、形貌和结合情况.采用诸如pH值、温度、重复使用性和存储能力分析了固定化纤维素酶的活性和稳定性.发现固定后的纤维素酶表现出更好的稳定性和活性.     

超顺磁性氧化石墨烯复合材料固定辣根过氧化物酶催化去除氯酚

采用超声辅助共沉淀法成功地将磁性Fe3O4纳米颗粒沉积在氧化石墨烯表面,利用透射电镜、磁滞回归曲线和X射线光电子能谱对材料进行了表征。将该材料作为载体固定辣根过氧化物酶,考察了固定化酶催化2-氯酚、4-氯酚和2,4-二氯酚降解反应,研究了溶液pH值、反应温度、反应时间、H2O2和氯酚浓度以及固定化酶用量对酚类物质去除率的影响。基于取代基数量和位置不同,去除率排序为2-氯酚<4-氯酚<2,4-二氯酚。另外,采用GC-MS研究了降解过程中的氧化产物。固定化酶的生化性质研究表明,固定化酶比游离酶具有更好的储存稳定性、pH稳定性和热稳定性。经过4次循环利用,固定化酶仍保留66%的活性,说明磁性纳米材料可以分离回收并重复利用,在污水处理领域具有应用前景。     

超顺磁性氧化石墨烯复合材料固定辣根过氧化物酶催化去除氯酚（英文）

采用超声辅助共沉淀法成功地将磁性Fe3O4纳米颗粒沉积在氧化石墨烯表面,利用透射电镜、磁滞回归曲线和X射线光电子能谱对材料进行了表征.将该材料作为载体固定辣根过氧化物酶,考察了固定化酶催化2-氯酚、4-氯酚和2,4-二氯酚降解反应,研究了溶液p H值、反应温度、反应时间、H2O2和氯酚浓度以及固定化酶用量对酚类物质去除率的影响.基于取代基数量和位置不同,去除率排序为2-氯酚4-氯酚2,4-二氯酚.另外,采用GC-MS研究了降解过程中的氧化产物.固定化酶的生化性质研究表明,固定化酶比游离酶具有更好的储存稳定性、pH稳定性和热稳定性.经过4次循环利用,固定化酶仍保留66%的活性,说明磁性纳米材料可以分离回收并重复利用,在污水处理领域具有应用前景.     

磁性纳米颗粒固定化细菌纤维素酶的活性和稳定性

在氨水溶液中进行Fe+2和Fe+3离子共沉淀并水热处理后制得磁性纳米颗粒Fe3O4,通过戊二醛活化将纤维素酶固定于其上。采用基于响应面法的Box-Behnken法(BBD)优化了制备条件,如磁性纳米颗粒浓度、戊二醛浓度、酶浓度和交联时间。 BBD分析结果表明,用实验数据可合理调节二次模型。利用生成的基于统计数据的等高线评价了响应面的变化,以理解纳米颗粒和酶活性之间的关系。运用扫描电镜、X射线衍射和红外光谱表征了纳米颗粒上酶的尺寸、结构、形貌和结合情况。采用诸如pH值、温度、重复使用性和存储能力分析了固定化纤维素酶的活性和稳定性。发现固定后的纤维素酶表现出更好的稳定性和活性。     

基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定化

以聚乙烯醇/Fe2O3磁性纳米颗粒为纤维素酶固定化载体, 通过反复冻融的方法成功地实现了纤维素酶固定化. 采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征, 结果显示, 固定化酶复合体为大小约1 μm的微凝胶团, 内含10 nm左右的Fe2O3纳米颗粒. 研究影响固定化因素后发现, 当pH为6, 固定化时间为11 h, 纤维素酶/PVA质量比为4, PVA/Fe质量比为50时, 固定化纤维素酶效果最好. 通过该方法固定后酶活回收率达42%, 酶水解效率显著提高, 经过5次反应后的固定化酶相对酶活力保留50%以上. 因此, 基于聚乙烯醇/Fe2O3纳米颗粒的纤维素酶固定有利于酶的循环使用并显著提高酶的使用效率, 是一种有效固定化纤维素酶的新方法.     

壳聚糖–精氨酸树脂固定化胰凝乳蛋白酶及其性质

以自制的多孔、具柔性亲水手臂的壳聚糖–精氨酸树脂为载体,戊二醛为交联剂固定胰凝乳蛋白酶,确定了酶与载体的最佳比例为20 mg酶/g湿树脂,交联剂的最佳用量为10 mL 1.0%戊二醛/1.5 g湿树脂,交联时间为60 min,所得固定化酶的活力回收率达68.95%。固定化胰凝乳蛋白酶的Km为8.36 mg/mL,比游离酶增大1.52倍,其酶促反应10 min达到最大速率,具有接近游离酶的催化时间进程曲线;其最适温度为70 ℃,比游离酶升高10 ℃;其最适pH值为5.92,比游离酶酸性偏移2个pH值。此外,固定化胰凝乳蛋白酶具有良好的热稳定性和贮存稳定性,75 ℃时的半衰期为8 h,4 ℃时的半衰期为46天。     

丝素纳米颗粒的制备及应用于L-天冬酰胺酶的固定化

丝素蛋白纤维溶于高浓度中性盐溴化锂溶液或氯化钙-乙醇-水三元溶剂中, 经过透析和纯化可以制成3种液态丝素. SDS-PAGE分析结果表明, 其分子量分布范围明显不同. 应用能与水混溶的有机溶剂如丙酮等可将这种丝素制成丝素纳米颗粒, 用SEM观察到丝素纳米颗粒粒径分布范围为50~120 nm. 以戊二醛为交联剂, 将治疗急性淋巴性白血病常用酶制剂L-天冬酰胺酶共价结合在丝素纳米颗粒上. 酶活性分析结果表明, 由肽链断裂较少的丝素制备的纳米颗粒更适合于酶的生物结合. 酶动力学研究结果表明, 这种固定化酶活性回收率为44%, 热稳定性较游离酶有明显提高, 最适pH值范围加宽为6.0~8.0, 最适反应温度提高10 ℃; 抗胰蛋白酶水解能力明显增强. 结果表明, 丝素纳米颗粒与丝素蛋白膜一样, 是一种酶固定化的良好载体, 在药物缓释系统方面具有潜在的研究和开发价值.     

壳聚糖固定化血管紧张素转化酶及其性质

以壳聚糖微球为载体, 戊二醛为交联剂固定化血管紧张素转化酶, 研究了酶固定化的最优条件和固定化酶的性质. 结果表明, 在戊二醛质量分数为2.5%、给酶量为8 mg/mL时, 固定化酶的比活性最大, 为0.085 U/g. 固定化酶在40~50 ℃, pH在7~9之间有最大活性, 其米氏常数Km为2.39 mmol/L. 同时, 固定化酶具有良好的稳定性, 可重复利用.     

纳米磁粉固定化酶催化合成 α-D-葡萄糖-1-磷酸

 建立了以麦芽糊精和磷酸盐为底物, 在常温下合成 α-D-葡萄糖-1-磷酸的生物催化体系. 从大肠杆菌 K12 中克隆表达了麦芽糊精磷酸化酶, 并固定化在氨基修饰的磁性纳米颗粒上, 以便于酶的回收和重复利用. 在优化的反应条件下, 于 200 ml 体系中连续使用该固定化酶 8 批次, 催化合成了 α-D-葡萄糖-1-磷酸. 经过简单的纯化步骤, 最终得到 440 mg 产品, 分离产率为 70.5%.     

壳聚糖-精氨酸树脂固定化胰凝乳蛋白酶及其性质

以具柔性亲水手臂的壳聚糖-精氨酸树脂为载体,用戊二醛交联胰凝乳蛋白酶,获得壳聚糖-精氨酸树脂固定化胰凝乳蛋白酶. 最佳固定化条件为:m(酶)∶ m(载体)=20∶ 1 000、戊二醛体积分数为1.0%、pH=5.20、30 ℃交联60 min. 固定化酶活力达850 U/g,Km为1.83 mmol/L,比游离酶增大33.6%,比交联壳聚糖固定化酶低24.0%. 壳聚糖-精氨酸树脂固定化胰凝乳蛋白酶水解时间进程曲线与游离酶基本一致,均在反应30 min达到最大速率,最适温度为70 ℃,比游离酶升高10 ℃;在75 ℃时的半衰期可达6.0 h,比游离酶提高约4.3倍;最适pH值为5.92,比游离酶向酸性偏移2pH单位. 4 ℃贮存半衰期为49 d.     

粘质沙雷氏菌脂肪酶的固定化及催化拆分反式3-(4’-甲氧苯基)缩水甘油酸甲酯

 对粘质沙雷氏菌脂肪酶进行了固定化研究,确定硅藻土和环氧树脂Eupergit C是较好的固定化载体. 固定化后酶的热稳定性、 pH稳定性及储存稳定性均明显提高. 以Eupergit C共价固定的脂肪酶,其操作稳定性比硅藻土吸附酶好,重复使用10批次后,剩余酶活力还有50%左右,戊二醛交联对Eupergit C固定化酶稳定性的提高没有明显效果,而硅藻土吸附酶经戊二醛交联后稳定性有所提高,经5批次反应后剩余酶活力还有50%. 使用交联后的硅藻土固定化酶(1 g, 200 U), 在两相搅拌反应器(工作体积200 ml, 甲苯∶水体积比=1)中对地尔硫卓手性前体(±)-反式3-(4’-甲氧苯基)缩水甘油酸甲酯((±)-MPGM)(有机相浓度为0.5 mol/L)进行了催化拆分,经5批次反应后,共得纯(2R,3S)-(-)-MPGM 18.6 g, 产品光学纯度(对映体过量)>99%, 总收率为37.2%.     

海藻酸钙凝胶包埋乳酸氧化酶催化DL-乳酸生产丙酮酸

研究了用海藻酸钠包埋、戊二醛交联法固定耻垢分枝杆菌(Mycobacterium Srnegmatis)生成乳酸氧化酶的最佳条件,比较了原酶与固定化酶的酶学性质.将1mL酶液和1 mL质量分数为3%的海藻酸钠溶液的混合液,用注射器滴加到20 mL0.2 mol/L.的CaCl2溶液中,25℃静置固化2 h后,过滤洗涤,将同体转移至20 mL质量分数为0.2%戊二醛溶液中37℃交联2 h后,过滤、洗涤和干燥得到球状同定化酶.固定化酶的活力回收率为39.8%.酶学性质研究表明,此固定化酶的热稳定性较好,游离酶在65 ℃保温l h酶蛋白完全变性失活,而固定化酶在65℃保温1 h仍可保持86%的酶活力;其最适酶促反应温度可由37℃升至55℃,最适反应pH=7.4保持不变;在不加保护剂的条件下,4℃放置50 d后游离酶仅保持40%以上的酶活力,而固定化酶能保持80%以上的酶活力.该固定化乳酸氧化酶用于催化氧化DL-乳酸生产丙酮酸,3 h后丙酮酸产率可达75%,连续循环使用5次固定化酶活力仍保持85%.     

壳聚糖固定化胰蛋白酶的研究

以壳聚糖为载体，戊二醛为交联剂，采用两种方法制备了固定化胰蛋白酶。考察了固定化反应中pH值，戊二醛的浓度，以及给酶量对固定化胰蛋白酶活力的影响，并研究了这两种固定化胰蛋白酶的性质。实验结果表明，以戊二醛预交联的网状壳聚糖为载体制备的固定化胰蛋白酶具有更加优良的性能，在最佳固定化反应条件下，酶的活性加收率可达56％。此固定化胰蛋白酶的最适pH为7．0－8．5，最适温度为60℃，Km值为2．52mol/L，固定化胰蛋白酶表现出较好的热稳定性，pH贮存稳定性，以及在乙醇水溶液中的稳定性。     

壳聚糖修饰纳米纤维膜表面对氧化还原酶行为的影响

采用静电纺丝法制备了丙烯腈/丙烯酸共聚物(PANCAA)纳米纤维膜, 研究了纺丝液浓度对纤维形态的影响, 以扫描电子显微镜观察纤维形貌, 遴选得到最佳纺丝条件. 以1-乙基-3-(N,N-二甲基氨基丙基)碳二亚胺/N-羟基丁二酰亚胺(EDC/NHS)为偶联剂, 在纤维膜表面引入壳聚糖修饰层, 采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR/FTTIR)、水接触角和称重法考察了修饰前后膜的变化. 通过戊二醛将过氧化氢酶固定到壳聚糖修饰的PANCAA纳米纤维膜上, 研究了壳聚糖及戊二醛浓度对固定化过氧化氢酶的影响, 结果表明, 在壳聚糖浓度为25 mg/mL及戊二醛质量分数为5%条件下, 壳聚糖修饰膜的固定化酶活性比空白膜提高了41.7%, 稳定性也得到了不同程度的提高.     

固定化脲酶的制备及应用

以壳聚糖作为载体,戊二醛作为交联剂对脲酶进行固定化。固定化的最适条件为:酶的偶联时间60min,戊二醛浓度0.5%,pH值7.0。对游离及固定化脲酶的酶学性质研究表明,酶促反应的最适pH均为7.0,最适温度分别为33℃和70℃。米氏常数分别为29.8mmol/L和13.9mmol/L。与游离酶相比,固定化酶的热稳定性和贮存稳定性更佳。应用固定化酶测定了试样中的微量组分。     

非表面活性剂模板溶胶-凝胶法制备磁性介孔二氧化硅实现纤维二糖酶的原位固定

以非表面活性剂为模板,通过引入磁性纳米颗粒,制备了磁性介孔硅材料,实现了纤维二糖酶的原位固定,得到了磁性固定化酶.制备流程操作简单、原料易得、使用方便.溶胶-凝胶反应在水相、常温、中性条件下进行,适用于工业化生产.对磁性固定化酶进行了气体吸附分析、热重分析、表面形貌分析和磁性表征.结果表明,磁性固定化酶具有较大的比表面积、较窄的介孔分布和软铁磁性.与非介孔固定化酶相比,磁性固定化酶表观酶活明显提高.磁性颗粒的引入对酶活性没有显著的影响,并且可以非常方便和快速地从反应系统中回收再利用,结合磁场的可控性,非表面活性剂模板溶胶-凝胶法有望实现固定化酶的大规模可控释放与回收.     

微纳尺度无机-有机杂化凝胶固定化木瓜蛋白酶研究

以吸附-絮凝耦合方法制备了微纳尺度的纳米TiO₂-聚丙烯酰胺(polyacrylamide, PAM)杂化凝胶固定化酶. 利用扫描电镜(SEM)、能谱面扫描(EDS)、粒度分析表征了杂化凝胶絮凝酶形貌、尺寸及分散性. 通过对酸碱度有效调控, 以及表面Zeta电位分析, 探寻了酶-纳米复合凝胶静电作用机制. 结果表明, 静电相互作用力对酶的负载和颗粒粒度分布影响较大, 在pH＝7.0, TiO₂和木瓜蛋白酶(papain, PA)质量比为7.5∶1时, 固定化酶负载量达121.84 mg/g, 负载率91.38%|杂化凝胶固定化酶尺寸约为0.444 μm左右, 固定化酶在杂化凝胶载体上高度分散. 该杂化凝胶絮凝酶经过5批次反应后相对酶活力能保持在50%以上. 可见由吸附-絮凝法制备的微纳尺度的杂化凝胶固定化酶, 分散性好, 稳定性好, 酶负载量高, 这是一种利用纳米材料和微纳结构进行固定化酶的新途径.     

固定化乙酰胆碱酯酶的制备及其特性研究

本研究以期研制出能重复使用的固定化乙酰胆碱酯酶(AChE),为天然产物复杂体系中AchE抑制剂筛选新方法的发展奠定基础.以氨基化硅胶(APS-Si)微球为载体,戊二醛为交联剂对乙酰胆碱酯酶进行交联固定化,并研究了酶的最佳固定化条件和固定化酶的性质.结果表明,0.05 g氨基化硅胶微球载体,用戊二醛溶液活化6 h后,在给酶量5 U,28℃固定16 h条件下,得到固定化酶的活性最大.固定化酶在常温(20～40℃),以及较宽pH范围内(pH 6～10)均具有较高的活性,并且具有良好的保存稳定性和可重复利用率,为基于固定化靶酶亲和-色谱质谱联用分析快速筛选乙酰胆碱酯酶抑制剂新方法的发展奠定了基础.