功能化离子液体修饰的SBA-15固定化Burkholderia cepacia脂肪酶

采用含不同碳链长度咪唑环的烷基功能化离子液体修饰介孔材料SBA-15,并通过X-射线衍射、元素分析、N2吸附-脱附、红外光谱和扫描电镜等方法研究了离子液体修饰对SBA-15结构的影响.以三乙酸甘油酯的水解为探针反应,考察了甲基、丁基、辛基等不同链长烷基取代咪唑类离子液体修饰的SBA-15固定化Burkholderia cepacia脂肪酶(BCL)的酶活、最适反应条件及稳定性等酶学性质.结果表明,离子液体修饰后材料保持了原有的介孔结构,其固定化酶对温度及低pH的敏感度降低,比活力及稳定性均显著提高.其中甲基功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的比活力最高,是原粉SBA-15固定化酶的2.4倍;辛基功能化离子液体修饰的SBA-15固定化酶的热稳定性、储存稳定性、重复使用性及有机溶剂耐受性最佳.     

蠕虫状孔道介孔SiO2的合成及其固定化漆酶的活性

以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)与离子型助表面活性剂{十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)或N-肉豆蔻酰-D-丙氨酸(C14-D-A)}为结构导向剂,合成了蠕虫状孔道的介孔SiO2,并在P123/C14-D-A/TMAPS(N-三甲氧基硅丙基-N,N,N-三甲基氯化铵)合成反应体系中,研究了扩孔剂聚乙二醇(PEG)-400的不同添加量对蠕虫状孔道的扩孔效果.合成的产物分别用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N2吸附进行表征.此外,利用溶剂萃取法对扩孔后的蠕虫状介孔SiO2进行处理,得到不同孔径的季铵盐官能团化介孔SiO2,分别用于漆酶的固定化;并对固定化酶的稳定性、所需的最佳pH值以及降解2,4-DCP的重复利用性进行了研究.通过比较研究发现,介孔SiO2孔径与漆酶分子直径的匹配性是影响固定化漆酶比活及降解2,4-DCP效率的重要因素.     

介孔SiO2的改性及对诺维信漆酶的交联固定化

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,四乙氧基硅烷(正硅酸乙酯,TEOS)为硅源,硝酸为催化剂来制备介孔SiO2,并采用后嫁接法对介孔SiO2进行氨基化改性。利用红外光谱(IR),X射线粉末衍射(XRD),差热-热重分析(DTA-TG),扫描电镜(SEM),元素分析,微电泳法及N2吸附-脱附方法对改性前后的产物进行表征。结果表明氨基已成功嫁接到介孔SiO2孔道中,改性后的介孔SiO2有序度有所下降,但仍为介孔材料;改性之后介孔材料的孔径、比表面积、孔体积均变小。等电点由原来的2.74变为4.75。本文还以氨基修饰的介孔SiO2为载体,通过交联剂戊二醛固定诺维信(Novozymes)工业级漆酶,并采用正交设计法对固定化条件进行了优化。研究表明漆酶经固定化后,其操作稳定性比游离酶高。     

PDA/SiO2大孔复合材料固定化荧光假单胞菌脂肪酶

以具有三维骨架结构的大孔聚合物为模板制备SiO_2大孔材料,通过多巴胺在SiO_2大孔材料孔道表面的原位聚合制得聚多巴胺表面功能化修饰的二氧化硅大孔材料(PDA/SiO_2)。应用SEM、EDX、MIP、BET、TG-DTA和FTIR等技术对修饰前后的材料进行表征。以PDA/SiO_2为载体固定荧光假单胞菌脂肪酶(PFL),优化固定化条件并对比游离脂肪酶和固定化脂肪酶的性质。结果表明SiO_2大孔材料具有三维连续贯通的孔道结构,孔径分布在300~500 nm,聚多巴胺修饰后形成聚多巴胺/二氧化硅复合纳米薄膜构筑的大孔材料。在固定化时间为14 h、p H值为8、初始脂肪酶浓度为0.4 mg·m L-1时,固定化效果最佳,酶活回收率达246%。与游离脂肪酶相比,固定化脂肪酶有更宽的温度和p H适用范围、热稳定性显著提高,并展现出良好的储存稳定性和操作稳定性,固定化脂肪酶的Km低于游离脂肪酶的,酶与底物的亲和性较好。     

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%。     

Burkholderia Cepacia脂肪酶在氨基功能化离子液体修饰的SBA-15上的共价固定

合成了氨基以及氨基功能化离子液体修饰的介孔材料SBA-15(NH₂-SBA和NH₂-IL-SBA), 并以戊二醛为活化剂对NH₂-IL-SBA进行活化处理(CA-NH₂-IL-SBA), 通过元素分析、 N₂吸附-脱附、 X射线衍射、 红外光谱等方法研究了修饰及活化对SBA-15结构的影响. 将所得新型固定化载体用于Burkholderia cepacia脂肪酶(BCL)的吸附固定、 共价交联固定及聚集包被固定. 以三乙酸甘油酯的水解为模型反应, 考察了固定化BCL的酶活、 最适反应条件、 稳定性等酶学性质. 结果表明, 离子液体修饰后的载体保持了原有的孔道结构, 与氨基修饰以及原粉SBA-15吸附固定的BCL(BCL-NH₂-SBA和BCL-SBA-15)相比, 其固定化酶的比活力和稳定性都得到了明显提高, 对温度及低pH的敏感性降低. 其中聚集包被固定的BCL在获得了相对较高酶负载量的同时显示了最好的稳定性, 其热稳定性和重复使用性分别为BCL-SBA-15的4倍和2倍.     

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%。     

乙烯基Ia3d介孔硅分子筛的环氧化及其固定化青霉素酰化酶(英文)

采用直接共聚法合成表面含有乙烯基的具有立方相Ia3d结构的介孔硅分子筛(V-ClMS),然后对乙烯基团进行环氧化制备得到表面环氧基功能化的介孔硅分子筛(E-CIMS),采用X射线衍射、N2吸附-脱附、透射电镜、热重分析和13C固体核磁共振对制备的介孔硅分子筛进行了表征.结果表明,表面含有乙烯基的V-ClMS介孔硅分子筛能被一步成功合成,并易于发生环氧化而获得表面环氧基功能化的E-CIMS介孔硅分子筛.将E-CIMS介孔硅分子筛作为载体用于固定化青霉素G酰化酶(PGA),研究了表面环氧基团对固定化PGA初活性和操作稳定性的影响.结果表明,随着表面环氧基团数量的增加,介孔硅分子筛孔径减小,表面疏水性增加,导致载酶量和初活性减小.但介孔硅分子筛表面适量的环氧基团能增强E-CIMS介孔硅分子筛与PGA之间的相互作用,从而提高固定化PGA的操作稳定性.     

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.     

介孔碳的快速水相合成及对辣根过氧化物酶的固定

以间苯三酚-甲醛为碳源前驱体, 嵌段聚合物F127 (PEO₁₀₆PPO₇₀PEO₁₀₆)为模板剂, 在水相中快速合成了介孔碳材料. 将其应用于辣根过氧化物酶的固定化, 并初步研究了固定化对酶稳定性的影响. 利用TEM和SEM观察该材料的微观结构, 通过N₂吸附-脱附技术对介孔碳材料的孔结构和孔容等进行了表征. 结果表明, 介孔碳材料具有蠕虫状介孔结构, 孔径可在5.6～7.6 nm之间调变, 相应的比表面积介于691.1～787.8 m²/g, 且随着反应体系中盐酸浓度的增加, 所得材料的孔径、比表面积和孔容等均呈现减小的趋势. 固定在介孔碳中的辣根过氧化物酶, 保持了其蛋白质二级结构, 且与游离酶相比, 固定化酶的热稳定性、pH稳定性和操作稳定性都有明显的提高. 经多次循环操作, 固定化酶依然保持较高的活性, 说明其具有良好的可重复利用价值.     

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.     

漆酶在纳米金溶胶/多重壁碳纳米管复合载体上固定方法的比较及粒子尺寸效应

以纳米金溶胶（NGS）和多重壁碳纳米管（MWCNTs）的共混物(NGS/MWCNTs)作为固定漆酶的载体,研究了3种固定漆酶方法在酶固定量、比活力上的差异。 研究了不同的固定方法对固定酶热稳定性和重复使用性及纳米金溶胶颗粒粒径对酶固定量和固定酶动力学参数的影响。 实验结果表明,NGS/MWCNTs具有良好的固定漆酶能力和高固酶比活力,NGS/MWCNTs（NGS粒径37 nm）通过简单物理吸附法固定漆酶的量和固酶的比活力最高,分别可达33.80 mg/g和9.433 U/mg。 在NGS-MWCNTs上采用化学键合方法固定的漆酶在70 ℃放置2 h后仍然保持初始活力的75％,重复使用20次后仍保持初始活力的70％。 纳米金溶胶粒子越小（24 nm）,底物和固定漆酶间亲和力越好（KM=0.027 mmol/L）,表观速率常数越大。     

Properties of Immobilized Laccase on Mesostructured Cellular Foam Silica and its Use in Dye Decolorization

Laccase was immobilized on mesostructured cellular foam (MCF), a kind of mesoporous silica with large pore size by adsorption–cross linking method. The effects of immobilization time, temperature, pH, amount of enzyme and content of glutaraldehyde on the immobilization were optimized. The activities and stabilities towards pH and temperature of the immobilized enzyme were studied, and significantly improved enzymatic properties and good operational stability were obtained for the immobilized laccase. Dye decolorization tests showed that the immobilized enzyme could decolorize Alizarin Red and Indigo Blue solution fast and efficiently in the presence of ABTS.     

A convenient method to immobilize 4-dimethylaminopyridine on silica gel as a heterogeneous nucleophilic catalyst for acylation

A catalyst comprised of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) functionalized silica gel (SG-DMAP) was prepared via a convenient N-alkylation of 4-methylaminopyridine (MAP) with γ-chloropropylated silica gel promoted by potassium iodide. FT-IR, TG, SEM results illustrated that the DMAP was successfully immobilized on silica gel and the BET result suggested the pore structure was not altered after immobilization process. The highest immobilization amount of 0.75 mmol/g was obtained at 130 °C for 12 h. Activity test demonstrated that silica gel immobilized DMAP could be serve as a heterogeneous catalyst for the acylation with significant activity and stability.     

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.     

Immobilization of laccase by Cu2+ chelate affinity interaction on surface modified magnetic silica particles and its use for the removal of pentachlorophenol

Magnetic Cu²⁺-chelated silica particles using polyacrylamide as a metal-chelating ligand was developed and used for the immobilization of laccase by coordination.The effect of pH and temperature on the enzymatic property of immobilized laccase and its catalytic capacity for pentachlorophenol（PCP） degradation were evaluated systemically.Compared with free laccase,the immobilized laccase showed improved acid adaptabihty and thermal stability.The immobilized laccase prepared in this work exhibited a good catalytic capacity for PCP removal from aqueous solutions.     

Preparation and characterization of periodic mesoporous organosilica terminally functionalized with fluorocarbon groups by a direct synthesis

Fluorocarbon groups were used to modify the pore channels of ethane-bridged periodic mesoporous organosilica by the co-condensation of 1,2-Bis(triethoxysilyl)ethane (BTESE) and trifluoropropyltrimethoxysilane (TFPTMS) in the presence of Poly(ethylene glycol)-B-Poly(propylene glycol)-B-Poly(ethylene glycol) (P123) surfactants under acidic conditions. The functionalized materials were investigated in detail by means of XRD, TEM, FT-IR, solid-state NMR, and N₂ adsorption. The effect of fluorocarbon groups concentration on the mesoscopic order and pore structure of the functionalized materials was also studied. The results show that bridging groups in the framework do not cleave and fluorocarbon groups are attached covalently to the pore wall of periodic mesoporous organosilica after functionalization. The samples functionalized with 20% TFPTMS remain desired mesoporous architecture, with a narrow pore size distribution centered at 4.1 nm, a large surface of 834 m²/g and a pore volume of 0.91 cm³g⁻¹, without pronounced change compared to the pure periodic mesoporous organosilica. Unfortunately the functionalized materials become structurally disordered with increasing amount of fluorocarbon groups.