亲水性离子液体[EMIM]BF4对固定化β-葡萄糖醛酸苷酶催化活性的影响

以壳聚糖为固定化载体,采用吸附交联法制备固定化β-葡萄糖醛酸苷酶;以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIM]BF4)/缓冲溶液均相体系为介质,研究了亲水性离子液体[EMIM]BF4对固定化酶生物催化甘草酸(GL)合成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)的影响.实验结果表明,当均相体系中[EMIM]BF4的体积分数为16%,pH为5.4,反应温度为50℃及摇床转速为200 r/min时,酶活力达到最高,并且明显优于纯缓冲溶液体系中的最高酶活.重复利用性实验结果表明,与纯缓冲液介质体系相比,固定化酶在含亲水性离子液体[EMIM]BF4的均相介质中表现出较好的操作稳定性.表观动力学参数和活化能数据表明,亲水性离子液体[EMIM]BF4在催化体系中能够增强酶和底物GL的亲和力,有效稳定酶-底物的过渡态,并降低反应活化能,而使固定化β-葡萄糖醛酸苷酶表现出较高的催化活性.     

固定化酶扩散-反应问题的近似解

固定化酶在生物技术领域具有重要的理论和实际意义。由于固定化酶内部存在扩散传质阻力,因此固定化酶系统的化学反应速率不同于游离酶的反应速率。固定化酶反应动力学一般是基质浓度的非线性函数。通过求解固定化酶扩散 反应微分方程,可以得到固定化酶有效因子,而有效因子是固定化酶反应系统设计和模拟的重要参数,也是评定固定化酶系统性能优劣的重要因素之一。有效因子的计算通常采用将扩散 反应微分方程离散化的方法,例如正交配置法求解[1,2]。本文基于大参数的假设,在寻求固定化酶扩散 反应问题近似解的基础上,导出计算固定化酶有效…     

酶生物传感器中酶的固定化技术

综述了近年来国内外酶生物传感器的进展,介绍了制作酶生物传感器的关键技术——酶的固定化。固定化方法主要有吸附法、包埋法、共价键合法和交联法。固定化材料分为无机材料、有机聚合物材料、凝胶以及生物材料等。探讨了固定化方法和固定化材料对酶的固定化及酶生物传感器性能的影响,并结合自己的工作展望了酶生物传感器的发展方向和趋势。     

一种简化的重氮化法制备固定化酶的载体合成方法

重氮化法是固定化酶时常用的一种方法。用多孔玻璃等无机物作载体时,一般是先用g-氨丙基三乙氧基硅烷与多孔玻璃等载体反应[1,2],生成烷基胺玻璃,然后与对硝基苯酰氯反应,产物经过还原,生成带有芳胺的衍生物,最后进行重氮化。本文通过烷基胺与对氨基苯甲酸反应,直接生成芳胺的衍生物,比常用的方法缩短了一步。通过在新合成的载体上对木瓜蛋白酶进行固定化,研究了固定化条件对酶活力回收的影响,最适固定化条件如下:pH为7.0,时间为6h,酶量为240mg/g载体,并比较了固定化酶和溶液酶的有关性质,考察了固定化酶的操作稳定性。结果表明,用这种方法合成的载体固定化酶,其对热稳定性、操作稳定性及产率都比较理想。     

吸附-纤维素覆膜联合固定化酶

以食品工业中常用的木瓜蛋白酶为模式酶, 建立了吸附-纤维素覆膜联合固定化酶方法. 通过对吸附载体类别、 纤维素种类及溶剂、 保护剂种类及其浓度、 干燥方式及时间等的优化, 得到最佳的吸附-纤维素覆膜联合固定化酶工艺. 以硅藻土或HPD-417(大孔树脂)作为吸附载体, 甲基纤维素(分子量40000~50000)丙酮溶液作为覆膜溶液, 加入6%(质量分数)的聚乙二醇或麦芽糖作为覆膜保护剂, 于4 ℃干燥9 h, 制得固定化木瓜蛋白酶, 硅藻土吸附-纤维素覆膜固定化酶酶活回收率达到96.50%, HPD-417吸附-纤维素覆膜固定化酶酶活回收率达到93.92%. 对吸附-纤维素覆膜固定化酶的性质进行了研究, 发现纤维素覆膜后固定化酶具有良好的热稳定性, 于80 ℃下保存12 h后, 固定化酶活残余率仍然能保持90%左右; 在pH=4.5~9.5的范围内, 固定化酶的稳定性较好; 连续使用9次后, 固定化酶活残余率仍能保持95%左右.     

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.     

酶的固定化及其应用

酶的固定化研究始于1960年代中期,从1970年代初开始酶的固定化技术研究发展很快,至1980年代初,每年约发表1000篇以上的文献和近200篇专利,所报道的固定化方法达100种以上[1].1980年代中以后,酶和细胞固定化研究的发展速度开始减慢,从而有人认为,对酶的固定化技术应予以重新评价     

静电纺丝纳米纤维膜固定化酶及其应用*

静电纺丝是一种简单有效的制备聚合物纳米纤维的技术,在组织工程、药物控释和传感器等方面具有广泛的应用。采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和易于分离回收等优点,可以作为一种优良的酶固定化载体,目前在酶固定化领域受到了广泛的关注。本文综述了近年来静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的研究进展,在阐述静电纺丝纳米纤维膜制备技术的基础上,详细介绍了纳米纤维膜表面担载法和包埋法固定化酶的原理和方法,分析了不同固定化方法的优缺点,并讨论了静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的应用前景,对静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的发展方向进行了展望。     

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。     

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.