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%。     

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%。     

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。     

蛋黄-壳结构Fe3O4@SiO2@PMO磁性微球的制备及对漆酶的固定化

以蛋黄-壳结构的Fe₃O₄@SiO₂@PMO磁性微球作为载体, 采用交联法对漆酶进行固定, 考察了戊二醛浓度等对固定效果的影响, 并对固定后漆酶的活性进行了研究. 结果表明, 蛋黄-壳结构的磁性微球负载漆酶仅需6 h, 磁性微球对漆酶的固载量高达475 mg/g. 固定后漆酶的稳定性显著提高, 在pH=2.5~4.5的强酸性条件下, 固定后漆酶酶活仍可保持70%以上, 即使温度升高至60 ℃, 固定后漆酶的相对酶活仍保持65%以上. 这说明漆酶经所合成的材料固定后, 其耐酸和耐热能力都明显优于游离漆酶. 包覆的Fe₃O₄粒子使得材料很容易经磁铁分离法回收, 固定后漆酶经磁分离循环使用10次后仍然能保留85%的酶活, 具有良好的可操作性和稳定性, 有效降低了漆酶的使用成本.     

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.     

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.     

磁性SiO2/PSt中空复合微球的细乳液法制备及表征

采用双原位细乳液聚合工艺,将疏水改性的磁性纳米粒子(MNP)加入到细乳液反应体系的油相中,利用增长的聚合物和单体TEOS之间的相分离原理,实现了聚合物的生成和TEOS的水解缩合同步进行,一步获得了磁性SiO2/PSt中空复合微球.通过红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、热重差热分析(TGA/DSC)和振动磁强计(VSM)对中空复合微球进行了表征.结果表明,制备的SiO2/PSt中空复合微球的尺寸范围为300～600 nm,当加入磁性纳米粒子后,得到的磁性SiO2/PSt中空微球保持了原来的中空结构,中空复合微球内腔的大小可以通过改变单体TEOS的加入量来控制.SiO2/PSt中空微球对磁性纳米粒子的包封率达到了86%.磁性SiO2/PSt中空复合微球具有超顺磁性,饱和磁强度值为14.7 emu/g.     

基于Fe3O4@SiO2/Ni-NTA磁性微球的His-tag融合蛋白纯化体系的建立

合成了表面共价结合Ni-氨基三乙酸(Ni-NTA)基团的Fe3O4@ SiO2微球,这种磁性微球可用于分离含有His-tag标签的融合蛋白.微球中心由尺寸约402 nm的Fe3O4微粒组成,赋予了微球极好的磁性分离和离心分离的特性.应用Fe3O4@ SiO2/Ni-NTA磁性微球对含有6×His-tag(6聚组氨酸)标签的蛋白进行了分离纯化,结果表明,10 mg Fe3O4@ SiO2/Ni-NTA微球能够从10mL重组蛋白裂解液中纯化出约1 mg带有6×His-tag标签的融合蛋白.微球的高效分离效果使其能够用于含量较低的带有6×His-tag标签蛋白的分离纯化.     

介孔SiO_2/Fe_3O_4中空磁性复合微球的制备与表征

采用多步包覆法在自制的240nm的单分散SiO2微球表面进行β-FeOOH的包覆,在5wt%的NaOH溶液中去除核心SiO2后,得到β-FeOOH纳米结构空心微球。将单分散的β-FeOOH空心球作为内核,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,经水解缩聚反应得到空心核壳复合微球。在空气中焙烧(500℃,5h)对样品去除模板剂,并在还原气氛(5%H2/95%Ar,350℃,3h)下焙烧得到介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球。结果表明,所制得的介孔SiO2/Fe3O4中空磁性复合微球中的Fe3O4层厚度约60nm,是由Fe3O4纳米棒搭接而成的三维网络结构,复合微球的整体平均直径为390nm,比表面积较高约693m2·g-1,孔体积为0.63cm3·g-1,平均孔径为3.6nm,其饱和磁化强度可达13.6emu·g-1,同时较低的矫顽力(50Oe)有利于颗粒的再分散。     

两种形貌的介孔SiO2对纤维素内切酶吸附性能的研究

以EDTA2-、SO42-作为反离子分别合成了具有管状和圆盘状结构的介孔SiO2,并测定了2种介孔SiO2焙烧至不同温度时的表面积、孔体积参数,及其等电点;通过752分光光度计在550nm处测定纤维素内切酶的吸光度,研究了2种形貌的介孔SiO2对纤维素内切酶的吸附性能,同时测定了固定酶的活性。结果表明,管状和圆盘状结构的介孔SiO2对纤维素内切酶的吸附等温线分别为Ⅱ和Ⅰ型;介孔SiO2焙烧至700℃时,两者皆为Ⅱ型;至850℃时,前者转化为Ⅰ型,而后者转化为Ⅴ型。吸附等温线类型与介孔SiO2的结构、等电点以及酶分子尺寸与介孔尺寸的相匹配有关。酶经过介孔SiO2吸附固定后,稳定性明显提高;其中,管状结构的介孔SiO2对酶具有最大的负载量,但固定酶的活性却较低。     

青霉素G酰化酶在含环氧基团的顺磁性聚合物微球上的固定化（英文）

青霉素G酰化酶(PGA)是一种重要的工业生物催化剂,常用于以青霉素G为底物生产7-氨基去乙酰氧基头孢烷酸(7-ADCA)和6-氨基青霉烷酸(6-APA)等半合成β-内酰胺类抗生素.然而,PGA较差的稳定性和可重复使用性能限制了其在工业上的广泛应用.因此,将PGA固定在固体载体上是很有必要的,可以形成一种可重复使用的高性能的多相催化剂.用于生物酶固定化的良好载体应具备以下条件:(1)载体表面具有可用于与生物酶多点结合的高密度的官能团;(2)载体具有较大的比表面积以固定更多的生物酶.通常情况下,可以通过减小载体的粒径来增加其比表面积,然而,小粒径的载体很难从反应混合液中分离出来,造成固定化酶回收使用困难.为了将聚合物微球的优异固定化性能与磁性纳米粒子的独特顺磁性结合起来,我们制备了一种含环氧基团的顺磁性聚合物微球作为PGA的固定化载体.但由于Fe_3O_4纳米颗粒具有较高的表面能,在反相悬浮聚合反应过程中容易团聚成大颗粒,从而导致制备的顺磁性聚合物微球的磁体含量、表面形貌和粒径分布存在差异.此外,Fe_3O_4纳米颗粒与聚合反应单体之间的相容性不好,使得部分磁性颗粒不能很好地包埋于聚合物微球内部,影响固定化酶的活性和操作稳定性.本文以N,N′–亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,以甲基丙烯酸缩水甘油酯和烯丙基缩水甘油醚为功能性单体,用反相悬浮聚合方法在SiO_2包覆的Fe_3O_4纳米颗粒表面成功制备出含环氧基团的顺磁性聚合物微球.用SEM,FT-IR,XRD,VSM和低温氮气吸附等手段对含环氧基团的顺磁性聚合物微球进行了表征.研究了SiO_2对Fe_3O_4纳米颗粒的包覆和Fe_3O_4/SiO_2纳米颗粒的数量对于固定化酶的初始活性和操作稳定性的影响.SiO_2在反相悬浮聚合过程中发挥重要作用,用SiO_2对Fe_3O_4纳米颗粒进行亲水性改性,有效改善了Fe_3O_4纳米颗粒与聚合反应单体的相容性,将其引入反相悬浮聚合体系中,可以制备得到球形度好、粒径分布均匀和超顺磁性的含环氧基团的顺磁性聚合物微球,其中当Fe_3O_4/SiO_2纳米颗粒的质量比为7.5%时制备的含环氧基团的顺磁性聚合物微球具有最好的PGA固定化性能.PGA通过其活性非必需侧链基团–氨基与顺磁性聚合物微球表面的环氧基团的共价结合来制备顺磁性固定化酶,该固定化PGA的初始活性为430 U/g(wet),在外加磁场的作用下容易回收使用,重复使用10次后可保留99%的初始活性,具有良好的热稳定性和酸碱稳定性,具有较好的工业应用前景.     

介孔C/SiO2粉体的制备及对阳离子型染料的吸附

采用吸附法处理染料废水需要合适的吸附剂。利用溶剂蒸发自组装法,以甲阶酚醛树脂为碳源、介孔SiO2粉体为载体制备介孔C/SiO2粉体,表征所制C/SiO2粉体的结构,研究C/SiO2粉体对阳离子型染料亚甲基蓝和阳离子红X-GRL的吸附性能,并与相同条件下制备的非负载的多孔C粉体以及介孔SiO2载体进行比较。结果表明,介孔C/SiO2粉体的孔窗口为11~18 nm,比表面积为303 m2.g-1,比孔容为1.11 cm3.g-1;C/SiO2粉体对这两种染料吸附量均高于C粉体和SiO2载体;在pH≤10的范围内,吸附量随pH值增大而显著提高。     

Superparamagnetic high-magnetization microspheres with an Fe3O4@SiO2 core and perpendicularly aligned mesoporous SiO2 shell for removal of microcystins

Superparamagnetic microspheres with an Fe3O4@SiO2 core and a perpendicularly aligned mesoporous SiO2 shell were synthesized through a surfactant-templating sol-gel approach. The microspheres possess high magnetization (53.3 emu/g), high surface area (365 m2/g), large pore volume (0.29 cm3/g), and uniform mesopore (2.3 nm). By using the unique core-shell microspheres with accessible large pores and excellent magnetic property, a fast removal of microcystins with high efficiency (>95%) can be achieved.     

Preparation of surface plasmon resonance biosensor based on magnetic core/shell Fe3O4/SiO2 and Fe3O4/Ag/SiO2 nanoparticles

In this paper, surface plasmon resonance biosensors based on magnetic core/shell Fe(3)O(4)/SiO(2) and Fe(3)O(4)/Ag/SiO(2) nanoparticles were developed for immunoassay. With Fe(3)O(4) and Fe(3)O(4)/Ag nanoparticles being used as seeding materials, Fe(3)O(4)/SiO(2) and Fe(3)O(4)/Ag/SiO(2) nanoparticles were formed by hydrolysis of tetraethyl orthosilicate. The aldehyde group functionalized magnetic nanoparticles provide organic functionality for bioconjugation. The products were characterized by scanning electronic microscopy (SEM), transmission electronic microscopy (TEM), FTIR and UV-vis absorption spectrometry. The magnetic nanoparticles possess the unique superparamagnetism property, exceptional optical properties and good compatibilities, and could be used as immobilization matrix for goat anti-rabbit IgG. The magnetic nanoparticles can be easily immobilized on the surface of SPR biosensor chip by a magnetic pillar. The effects of Fe(3)O(4)/SiO(2) and Fe(3)O(4)/Ag/SiO(2) nanoparticles on the sensitivity of SPR biosensors were also investigated. As a result, the SPR biosensors based on Fe(3)O(4)/SiO(2) nanoparticles and Fe(3)O(4)/Ag/SiO(2) nanoparticles exhibit a response for rabbit IgG in the concentration range of 1.25-20.00 μg ml(-1) and 0.30-20.00 μg ml(-1), respectively.     

VOx/SiO2-Al2O3催化剂催化苯羟基化制苯酚

以硅溶胶为硅源、偏铝酸钠为铝源及环己胺合成SiO2-Al2O3复合氧化物,并采用水热合成法合成了VOx/SiO2-Al2O3催化剂。采用XRD、SEM、TEM、XPS、NH3-TPD、N2物理吸/脱附等手段对此催化剂和复合氧化物微观结构进行表征分析。由表征结果可知钒活性中心能够高分散于此复合氧化物表面,VOx/SiO2-Al2O3催化剂呈现层片积雪状;当钒的含量为4%时,催化剂中V4+含量最大且总酸量契合于此反应所需要的催化酸环境。探究了4%VOx/SiO2-Al2O3催化剂对苯羟基化制苯酚反应的催化性能,结果表明：基于高分散活性中心、V4+含量最大及载体酸性环境等优点而表现出良好的催化性能,苯转化率为48.1%,苯酚选择性为99.6%。     

γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres: Preparation, formation mechanism, magnetic property, and application in water treatment

In this paper, we report the preparation of γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres by a solvothermal combined with precursor thermal conversion method. These γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres were constructed by three-dimensional self-assembly of nanosheets, forming porous nanostructures. The effects of experimental parameters including molar ratio of reactants and reaction temperature on the precursors were studied. The time-dependent experiments indicated that the Ostwald ripening was responsible for the formation of the hierarchically nanostructured hollow microspheres of the precursors. γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres were obtained by the thermal transformation of the precursor hollow microspheres. Both γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) hierarchically nanostructured hollow microspheres exhibited a superparamagnetic property at room temperature and had the saturation magnetization of 44.2 and 55.4emu/g, respectively, in the applied magnetic field of 20 KOe. Several kinds of organic pollutants including salicylic acid (SA), methylene blue (MB), and basic fuchsin (BF) were chosen as the model water pollutants to evaluate the removal abilities of γ-Fe(2)O(3) and Fe(3)O(4) magnetic hierarchically nanostructured hollow microspheres. It was found that γ-Fe(2)O(3) hierarchically nanostructured hollow microspheres showed a better adsorption ability over SA than MB and BF. However, Fe(3)O(4) hierarchically nanostructured hollow microspheres had the best performance for adsorbing MB.     

磁载光催化剂TiO2/SiO2/Ni0.5Fe2.5O4的制备及其催化氧化性能

采用固相反应法制备磁载体(SiO₂/Ni_0.5Fe_2.5O₄),溶胶-凝胶法得到易于磁分离回收的磁载光催化剂TiO₂/SiO₂/Ni_0.5Fe_2.5O₄。用XRD、SEM、IR和UV-Vis等进行表征。研究了太阳光下催化剂对亚甲基蓝溶液的脱色性能。结果表明,在太阳光下,磁载光催化剂TiO₂/SiO₂/Ni_0.5Fe_2.5O₄可使亚甲基蓝溶液迅速脱色；3次循环使用后脱色率仍为95%以上,回收率为98.8%。     

ZrO2中空微球的模板法制备及吸附性能研究

以油菜花粉为生物模板,通过温和易控的水浴-陈化法制备了纳/微米结构ZrO2中空微球.利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、比表面孔隙度分析、热分析等对所制备的产物和前驱体进行了表征,并对产物的吸附性能进行了初步的研究.结果表明,ZrO2中空微球的球壳由纳米粒子构筑并形成介孔结构.花粉模板前处理方式不同,其模板作用不同,可以获得两种不同球壳厚度、表面形貌和比表面积的ZrO2中空微球.其中"镂空"结构的ZrO2微球对铬黑T有良好的吸附性能.对ZrO2中空结构形成的机理进行了分析和讨论.