亲水性交联聚合物载体的合成及其固定化青霉素酰化酶

选用含环氧基团的甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和亲水性的N-乙烯吡咯烷酮(NVP)单体,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,甲酰胺作致孔剂,通过反相悬浮聚合技术成功合成了一系列大孔、珠状GMA-NVP-MBAA三元共聚物载体.N-乙烯吡咯烷酮介入共聚物体系,使共聚物载体具有较强的亲水性,有利于青霉素酰化酶的固定化.通过调节交联剂的用量和单体NVP与GMA的比例,可以调节共聚物载体的孔结构与表面性能.用合成的平均孔径为15.7nm、表面环氧基含量1.11mmol·g-1亲水性珠状载体固定青霉素酰化酶,固定化酶水解青霉素G钾盐的活性达491U·g-1;在4℃保存30d,活性保持不变.经4次使用后活性达到稳定(444U·g-1),再经14次使用后,活性没有明显变化.     

大孔聚甲基丙烯酸缩水甘油酯固定化酶载体的合成及性能研究

选用反应性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯，以N,N'-亚甲基双（丙烯酰胺）为交 联剂，甲酰胺为致孔剂，用反相悬浮聚合方法制得一系列珠状共聚物载体，通过测 定其表面的物化性能、表面的环氧基浓度和固定青霉素酰化酶活性，讨论了交联剂 用量、配比及合成条件对共聚物表面性能和固定化青霉素酰化酶活性的影响。     

聚丙烯酸载体用于青霉素酰化酶的固定

以反应性单体丙烯酸和交联剂二乙烯基苯,以石油醚为致孔剂,通过悬浮聚合制备固定化酶的载体,并用于对青霉素酰化酶的固定。研究了丙烯酸与二乙烯基苯以不同摩尔比对青霉素酰化酶固定活性的影响,以及悬浮聚合时水油相比例的不同所合成的载体对固定化酶性能的影响。当丙烯酸和二乙烯基苯摩尔比为84.2:4时合成的载体固定青霉素酰化酶的酶活为2784U/g,而水油相比为2.75:1（丙烯酸和二乙烯基苯摩洋比为84.2:5）时固定青霉素酰化酶活达到2183U/g。固定青霉素酰化酶可使青霉素转化,得到半合成青霉素的中间体6-氨基青霉烷酸,由此可制成高效、广谱、服用方便的新青霉素。     

含环氧基团的聚合物载体合成方法的改进及其固定化青霉素酰化酶

 以 Span-60 和 Tween-20 为复合分散剂, 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, 用反相悬浮聚合技术成功制备了含环氧基团的聚合物载体, 并用红外光谱和低温氮吸附对聚合物载体进行了表征. 以 Span-60 和 Tween-20 为复合分散剂, 替代原有的 Span-60 和硬脂酸钙复合分散剂, 大幅度减少了后处理过程中所需的时间和溶剂用量, 使固定化青霉素酰化酶的活性从 215 U/g 提高到 320 U/g. 与游离酶相比, 该固定化酶具有较好的操作稳定性, 在 pH = 5~11 和不高于 50 oC 的环境中具有较好的稳定性. 固定化酶的水解反应动力学过程与游离酶相同, 均遵循米氏反应动力学, 而且活性与底物浓度密切相关. 当底物浓度为 6.5% 时, 固定化酶的活性最高, 达到 353 U/g.     

含环氧基的交联聚合物载体的制备方法对固定化青霉素酰化酶活性的影响

 以甲基丙烯酸缩水甘油酯为单体，N，N′－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用两种方法合成了大孔、珠状的交联聚合物固定化酶载体．用红外光谱、扫描电子显微镜及N2吸附等方法测定了其结构、比表面积、孔径分布和表观活性．结果表明，以液体石蜡为主介质、甲醇水溶液为致孔剂合成的聚合物GM1（60）作载体时，固定化酶水解青霉素G的活性达537U／g；以正庚烷与四氯乙烯混合溶剂为介质、甲酰胺为致孔剂合成的聚合物GM2（60）作载体时，固定化酶的活性较低，为426U／g．在37℃下连续进行10次间歇操作（每次反应10min）后，前者活性降至487U／g，保持了初始活性的90．7％；后者活性降至378U／g，保持了初始活性的88．7％．二者催化活性的不同是由于两种方法制备的载体在结构与性能上存在着明显的差异．GM1（60）载体孔径大，水中溶胀性能好，对青霉素酰化酶的偶联作用强，固定化效果显著．     

含氨基和环氧基双功能基的聚合物刷磁性微球的制备及对青霉素G酰化酶的固定化

在内部分散超顺磁性Fe3O4纳米粒子的二乙烯苯交联聚丙烯酸微球表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂,引发聚合向微球表面分别引入P(GMMA-r-DMAEMA-r-GMA)、P(GMMA-r-DMAEMA)和P(GMMA-r-GMA)无规共聚物刷(GMMA为甲基丙烯酸甘油单酯,DMAEMA为甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯,GMA为甲基丙烯酸缩水甘油酯),聚合物刷中GMMA链节的作用是使聚合物刷具有亲水性,DMAEMA引入氨基,GMA引入环氧基.研究了青霉素G酰化酶在这些载体上的固定化和其酶活性.结果表明,同时引入环氧基和氨基的P(GMMA-r-DMAEMA-r-GMA)刷磁性微球固定化青霉素G酰化酶的活性和活性收率都最高,其固定化动力学比只含环氧基P(GMMA-r-GMA)刷磁性微球的好.固定化酶比自由酶更耐热,固定化酶的最佳pH值比自由酶的略高,固定化酶重复使用10次后其活性保留70%.     

介孔材料的修饰及固定青霉素酰化酶的稳定性研究

利用扩孔剂的作用合成出较大孔径(12 nm)的介孔材料SBA-15, 并进行表面氨基修饰, 以此为载体, 以戊二醛为交联剂, 对青霉素酰化酶进行组装固定, 并对固定化青霉素酰化酶(PGA)的稳定性进行了深入的研究. 实验结果表明, PGA与载体交联后仍保持活性. 热稳定性研究结果表明, 制备的固定化青霉素酰化酶在低于60 ℃时保持稳定; pH在6~11范围内保持稳定; 固定化酶重复使用10次之后, 仍具有高达90%的残留活力.     

亲水性交联聚合物载体的合成表征及其固定化α-淀粉酶

选用丙烯酰胺(AM)、N-羟基琥珀酰亚胺为单体(NHS),以N,N/-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,以乙醇水溶液为制孔剂条件下进行反相悬浮聚合,得到珠状共聚物载体,该载体是一种新的酶载体形式,在国内外的相关文献中均未见报道.用红外光谱、扫描电子显微镜测定其结构和表观活性.结果表明,在固定单体配比[W(AM)/W(NHS)=10∶1]和致孔剂用量的情况下,测得交联剂用量为4%时,交联聚合物载体的溶胀性最好(287.5%);交联剂用量为5%时,交联聚合物载体固定化α-淀粉酶表现出高的表观活性(522.53U/g).测得固定化酶载体表现出良好的操作稳定性.比较固定化酶和游离态酶的最适反应温度发现,固定化酶的最适反应温度(70℃)比游离态酶高20℃;固定化酶的最适反应pH值范围较游离态酶广.     

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.     

青霉素酰化酶在甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物上的固定化

 用共价键合法将青霉素酰化酶固定化在珠状多孔的甲基丙烯酸缩水甘油酯（GM）共聚物上，研究了固定化反应时间、温度、pH值和酶液用量对固定化青霉素酰化酶的表观活性、表观偶联效率、活性回收及稳定性的影响．将GM共聚物载体加入到磷酸缓冲液（0．1mol／L，pH10．8）与青霉素酰化酶液（每克干载体用酶液1ml）的混合溶液中，在30℃下反应72h，单位质量（干重）固定化酶的表观活性为348U／g，表观偶联效率为66．7％，活性回收为31．7％．     

Beaded reactive polymers 3 effect of triacrylates as crosslinkers on the physical properties of glycidyl methacrylate copolymers and immobilization of penicillin G acylase

Various glycidyl methacrylate (GMA) copolymers were synthesized by suspension polymerization, using pentaerythritol triacrylate (PETA), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), and trimethylolpropane trimethacrylate (TRIM) as crosslinking comonomers. These copolymers were evaluated for the immobilization of penicillin G acylase. Broad pore-size distribution that was observed was in the range 5-300 nm. Both surface area and pore volume increased with increase in the mole fraction of crosslinking comonomer (increasing crosslink density). The pore volume of the copolymers was more than doubled by including lauryl alcohol as porogen. Binding of penicillin G acylase (PGA) was quantitative on highly crosslinked copolymers. The expression of bound PGA was better on the relatively more hydrophilic GMA-TMPTA and GMA-PETA copolymer supports compared to the GMA-TRIM copolymers. Among the different copolymers studied, GMA-TMPTA copolymer 7411 exhibited highest activity of immobilized penicillin G acylase (167.4 IU/g) with 35.1% expression.     

介孔材料MCFs的合成及组装青霉素酰化酶的性质研究

介孔材料由于具有纳米级规则孔道和巨大的比表面积而在催化、吸附及分离等方面存在较大的应用价值．近年来,由介孔分子筛如MCM-41和SBA-15州等组装功能性材料已成为研究的热点．酶作为高效催化剂有许多优点,但在溶液中易失活,使用后无法回收,有的酶在溶液中还存在自水解问题：将酶组装在介孔材料中制成固定化酶则可解决上述问题．目前已成功地将辣根过氧化物酶     

不同介孔材料固定青霉素酰化酶的稳定性研究

介孔材料由于具有在2～30nm之间可调的纳米级规则孔道、大比表面积和强吸附性能而成为固定化酶的优良载体．将酶固定于介孔材料的孔道中制备成的固定化酶与溶液酶相比,有易于与产物分离,并可回收和反复使用,可降低生产成本,减少酶的自水解和保持酶的活性．青霉素酰化酶（Penicillin acylase,PGA,EC．3．5．1．11）又称为青霉素酰胺酶或青霉素氨基水解酶,该酶属于球蛋白,分子量较大,由2个亚基组成：分子量为19500的含有侧链结合位点的亚基和分子量为60000的含有催化位点的亚基．     

Di-functional magnetic nanoflowers: A highly efficient support for immobilizing penicillin G acylase

The novel di-functional magnetic nanoflowers (DMNF) which had both epoxy groups and hydrophilic catechol as well as phthaloquinone groups capable of covalently coupling of penicillin G acylase (PGA) were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscope (TEM), vibrating sample magnetometer, N₂ adsorption, and so on. The studies showed that DMNF possessed “hierarchical petal” structure of nanosheets had specific saturation magnetization of 39.7 emu/g and average pore diameter of 25.4 nm as well as specific surface area of 17.28 m²/g. For hydrolysis of penicillin G potassium catalyzed by the PGA immobilized on DMNF with enzyme loading of 106 mg/g-support, its apparent activity reached 2,667 U/g, which benefited from the “hierarchical petal” and large pore structure of the magnetic DMNF leading to high enzyme loading and fast diffusion of substrate molecules to the immobilized PGA to reaction. The apparent activity of the immobilized PGA could keep 2,408 U/g (above 90% of its initial activity) after repeating use for 10 cycles. The magnetic immobilized PGA exhibited excellent operational stability due to covalently coupling of the enzyme molecules between the support by covalent interaction of the amino groups of PGA and the reactive groups of epoxy, catechol, and phthaloquinone groups on DMNF. Furthermore, the PGA displayed good acid and alkaline resistance as well as thermal stability by immobilization using DMNF.     

亲水性含环氧基磁性聚合物微球的制备与性能表征

选择甲酰胺作磁性Fe3O4微晶的分散剂,通过设计反相悬浮聚合体系,合成了粒径分布窄、球状亲水性含环氧基磁性聚合物(MGM).利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和低温N2吸附以及化学分析方法对聚合物进行了性能表征.结果表明,合成的MGM呈球形,且粒度分布较窄,粒径为0.13~0.28 mm的粒子占91%;甲酰胺分散Fe3O4,微晶表面的亲水性进一步增强,单体甲基丙烯酸缩水甘油酯和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联共聚生成的胶粒能够包埋Fe3O4微晶形成胶核,胶核聚集形成均匀、稳定的MGM微球.MGM中Fe3O4含量为6.17%时,比饱和磁化强度σs达6.5 emu/g;其比表面积、平均孔径和孔容分别为117.6 m2/g,15.6 nm和0.46 cm3/g,表面环氧基团含量为0.53 mmol/g.MGM借助自身的活性环氧基团在十分温和的条件下共价偶联青霉素酰化酶(penicillin G acylase EC 3.5.1.11,简称PGA),制备的固定化酶在37℃下催化水解青霉素G钾生成6-氨基青霉烷酸(6-APA)的表观活性达502IU/g,并且在使用过程中没有出现磁聚集现象.     

青霉素酰化酶在含铁MCM-41介孔分子筛上的固定化研究

制备了具有长程有序结构、孔径分布狭窄的含铁MCM-41介孔分子筛，利用直接法和共价结合法将青霉素酰化酶固定在分子筛表面。结果表明，两种方法制备的固定化酶对青霉素G水解反应的表观活性分别为782U/g和256U／g；经6次连续操作使用，二者保持初始活性的49．4％和81．2％，后者的操作稳定性好于前者。共价结合法制备的固定化酶活性较低，是由于Fe—MCM-41表面修饰后比表面积和孔径明显减小所致。     

大孔交联甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物的合成及其结构性能研究(Ⅰ)

甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）为单体，三烯丙基氰尿酸酯（TAC）为交联剂，在致孔剂甲苯、正庚烷存在下，用悬浮聚合法制得一系列大孔共聚物（GT）。测定了共聚物的孔结构性能，讨论了不同交联剂及致孔剂用量和配比对共聚物结构的影响，并初步讨论了特大孔共聚物的形成机理。