微波辐照下无皂阳离子聚(St-MMA)高分子纳米粒子的制备和表征

讨论了微波辐照下 ,以丙酮 水为分散介质 ,利用阳离子型自由基引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)引发苯乙烯 (St)和甲基丙烯酸甲酯 (MMA)共聚 ,合成出表面带正电荷的P(St MMA)共聚物纳米粒子 ,考察了丙酮用量、单体和引发剂浓度对纳米粒子粒径、粒径分布和乳液稳定性的影响 .结果表明 ,丙酮 水的体积比由 0增加到 1 2 6∶1时 ,粒子的平均水化半径从 12 2 2 1nm降低到 2 4 6 8nm ,粒径分布变宽 ,乳液抗电解质稳定性逐渐增强 ;增加引发剂和共聚单体MMA的浓度 ,粒子的水化半径逐渐减小 ,粒径分散系数增大 .     

可聚合乳化剂制备纳米色料的形貌及其影响因素

以α-烯烃磺酸钠(AOS)为可聚合乳化剂、苯乙烯(St)为非极性单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为极性单体、二乙烯基苯(DVB)为交联剂、十六烷(HD)为助稳定剂,通过细乳液聚合法制备了聚合物包覆蒽醌类染料的纳米色料。利用透射电子显微镜(TEM)、激光粒度仪(DLS)等研究了可聚合乳化剂、极性单体和交联剂的用量对纳米色料形貌的影响。结果表明:该纳米色料具有明显的核壳结构,且乳液的稳定性好。随着乳化剂用量的增加,粒子粒径变小;少量极性单体的加入有助于得到粒径分布较窄的核壳结构纳米粒子,交联剂和单体彼此极性的差异会导致粒子表面粗糙。以St为聚合单体,当DVB的质量小于St质量的30%时,能够得到结构规整的纳米粒子,超过30%时,纳米粒子表面不再光滑。而以MMA为聚合单体,当DVB的质量为MMA的8%~30%时,粒子表面均凹凸不平。     

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.     

单分散磁性纳米粒子固定化猪胰脂肪酶的研究

借助溶热法制备了一种亲水及生物相容良好的Fe3O4磁性纳米粒子,用γ-氨丙基三乙氧基硅烷直接对所得磁性粒子表面改性,然后用戊二醛偶联法制得了固定化猪胰脂肪酶.表征研究显示,所得磁性粒子粒径约200 nm,具有良好的单分散性和磁响应性.考察了戊二醛浓度、给酶量和反应时间对脂肪酶固定化过程的影响,并通过游离酶与固定化酶的比...     

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%.     

固定化金属离子亲和发光二氧化硅纳米粒子的制备及其用于磷酸化蛋白免疫印迹标记

发展了一种能够识别磷酸化蛋白的固定化金属离子亲和发光二氧化硅纳米粒子用于免疫印迹(Western Blot)磷酸化蛋白的标记.首先通过反相微乳液St?ber方法合成了掺杂异硫氰酸荧光素硅烷化衍生物的发光二氧化硅(FITC@SiO2)球形纳米粒子,粒子平均粒径为60 nm.然后通过共聚反应在FITC@SiO2纳米粒子表面...     

氧化铁磁性纳米粒子固定化酶*

纳米粒子作为酶固定化的载体,当其具有磁性时,制备的固定化酶易于从反应体系中分离和回收,操作简便;并且利用外部磁场可以控制磁性材料固定化酶的运动方式和方向,替代传统的机械搅拌方式,提高固定化酶的催化效率。在众多纳米材料中,氧化铁因其在磁性、催化等多方面的良好特性而倍受瞩目。本文对近年来各种氧化铁磁性纳米粒子固定化酶,尤其是固定化脂肪酶和蛋白酶的制备方法及其应用做了较为详细的阐述,对这些氧化铁磁性纳米粒子固定化酶的优缺点和发展前景进行了讨论。     

核苷酸锆固定化脂肪酶的制备及其催化性能

开发了以核苷酸锆纳米颗粒为载体固定化脂肪酶的方法,考察了固定化时间、缓冲液pH值及浓度和酶载量等因素对固定化酶在有机相中催化烯丙醇酮酯交换反应性能的影响.结果表明,一元尿苷酸锆(粒径30～50nm)是较佳的载体,在磷酸缓冲液pH=8.0和浓度为0.03mol/L时,酶与载体质量比为4,固定化6h制得的固定化酶效果最佳....     

基于聚多巴胺的磁性纳米生物催化剂高效催化二氢杨梅素酰化

脂肪酶是一种三酰基甘油水解酶,目前广泛用于油脂化学、食品、有机合成和生物医药等领域.但是,游离脂肪酶在有机反应体系中容易失活,难以从反应体系中回收,导致其循环利用困难和生产成本增加.因此,需要对游离脂肪酶进行固定化,提高酶的稳定性和重复使用性,使其能够大规模用于工业生产.
　　磁性四氧化三铁纳米粒子(MNPs)具有其超顺磁性和大比表面积等性质,但MNPs需表面修饰才能进一步应用.近年来,仿生矿化法制备的聚多巴胺纳米材料受到人们关注.在仿生矿化过程中,单体多巴胺经自聚合作用后形成聚多巴胺,该反应活性高,能对各类有机和无机纳米材料进行表面修饰.而且,聚多巴胺表层中的活性基团能与含有氨基和巯基的生物大分子发生迈克尔加成或席夫碱反应,从而将生物大分子固定在材料表面.
　　本文利用聚多巴胺表面修饰MNPs,对所得聚多巴胺表面修饰的四氧化三铁纳米粒子(PD-MNPs)进行了结构表征.结果表明, PD-MNPs尺寸在14 nm左右.同时,成功将黑曲霉脂肪酶(ANL)固定在PD-MNPs上,结果显示在pH=8、固定化时间为12 h条件下,酶负载量为138 mg/g,酶活回收率达到83.6%,而且固定化酶的pH稳定性及热稳定性、储藏稳定性都优于游离酶.动力学研究表明,固定化酶Km值(63.2 mmol/L)低于游离酶(74.5 mmol/L),固定化酶的底物亲和性增强.进一步研究了固定化酶和游离酶在乙腈、二甲基亚砜、乙醇和[HMIm]BF4这四种溶剂中的溶剂耐受性,结果显示固定化酶的耐受性均强于游离酶.采用红外光谱对游离酶和固定化酶二级结构的分析表明,游离黑曲霉脂肪酶经固定化后,α-螺旋和β-折叠含量分别增加了0.84%和2.74%,使得固定化后α-螺旋和β-折叠中存在的氢键能够更好地保持酶结构刚性,避免因结构改变而引起酶失活,增强了固定化酶在溶剂中的耐受性.
　　二氢杨梅素是一种具有类黄酮结构的天然产物,具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤和保护肝脏等作用,但其脂溶性很差,很难透过细胞膜被人体吸收.本课题组曾首次以乙酸乙烯酯为酰基供体,采用游离脂肪酶生物催化方法成功将二氢杨梅素酰化.本文考察了PD-MNPs固定化脂肪酶在二氢杨梅素酰化反应中的应用.结果表明,与游离酶相比,固定化酶在反应介质二甲基亚砜中的耐受性更强,反应48 h后其催化二氢杨梅素酰化的转化率接近80%,明显好于游离酶(69%).固定化酶催化二氢杨梅素酰化的最适底物摩尔比、温度和酶量分别为10：1(乙酸乙烯酯：二氢杨梅素)、45oC,和40 U.此外,固定化酶在外界磁场作用下能迅速从反应混合物中分离,从而可回收利用,在重复使用10次后,其活性仍保持在初始活性的55%以上,具有良好的工业应用前景.     

CuTAPc-Fe3O4纳米复合粒子及其漆酶固定化研究

漆酶的固定化研究对基于漆酶催化的光纤生物传感器具有十分重要的意义，制备了四氨基酞菁铜(CuTAPc)-Fe3O4纳米复合粒子，并用红外(IR)、场发射扫描电镜(FEG—SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱、粒径仪等对其进行了表征．结果表明形成了以CuTAPc包覆在Fe3O4纳米粒子表面的纳米复合粒子，粒子呈现不规则球形，且分布均匀，粒子平均粒径在50nm左右，用此纳米复合粒子通过戊二醛交联法固定了漆酶，固定后的酶比游离酶具有更好的贮存稳定性及操作稳定性，这为研制高性能的光纤生物传感器打下了较好的基础。     

含环氧基亲水性固定化青霉素酰化酶共聚载体的合成与性能研究

环氧基团可以在温和条件下与酶分子的氨基反应使其固定于载体表面.选用含有活性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)两种单体,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,甲醇水溶液作致孔剂,液体石蜡为主介质,通过反相悬浮聚合技术成功地合成了亲水性大孔GMA-NVP-MBAA三元共聚物载体(GNM).通过调节交联剂的用量和单体NVP与GMA的比例,可以调节载体的孔径、比表面积及在水中的溶胀性能.将巨大芽孢杆菌青霉素酰化酶共价偶联于平均孔径为16.5nm、表面环氧基含量为0.906mmol/g的GNM共聚物载体,制成固定化酰化酶,其表观活性高达625U/g,水解青霉素G钾盐的最适宜温度为50℃,pH值为8.0.固定化酶在4℃保存40d,活性保持不变.经3次使用后,活性达到稳定值(601U/g左右),再经12次使用,活性几乎保持不变.     

P(St-GMA)/Fe3O4磁性聚合物微球的制备及表征

采用沉淀法制备了Fe3O4纳米粒子, 以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为聚合单体, 使用分散聚合法制备了P(St-GMA)/Fe3O4磁性聚合物微球. 分析了Fe3O4粒子的形貌和结构. 研究了制备条件对磁性聚合物微球磁含量的影响. 采用FTIR, XRD, TG及TEM等手段对磁性聚合物微球的微观结构及形貌、磁含量等进行了分析表征. 研究结果表明, 制备的磁性聚合物微球粒径均一, 磁含量高达74%.     

碳纳米粒子:合成及可见光催化降解萘酚绿

以酒石酸和酪氨酸为起始反应物,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成了高发光强度的碳纳米粒子。利用XRD、TEM、FTIR和荧光光谱对碳纳米粒子的物相、形貌和粒径、表面基团及发光性能进行了表征。结果表明,合成的碳纳米粒子为粒径分布集中的球形,粒径10~30 nm,分散性好,表面富含-COOH、-OH等官能团,具有激发波长依赖的光致发光特性。考察了反应温度、酒石酸与酪氨酸质量比对碳纳米粒子发光性能的影响。研究了碳纳米粒子/H2O2催化体系对萘酚绿的降解性能,结果表明:130 mg·L-1的萘酚绿溶液,可见光照射3.5 h降解率可以达到96%。荧光光谱法表征指明降解过程中有羟基自由基生成。     

基于聚多巴胺的磁性纳米生物催化剂高效催化二氢杨梅素酰化（英文）

脂肪酶是一种三酰基甘油水解酶,目前广泛用于油脂化学、食品、有机合成和生物医药等领域.但是,游离脂肪酶在有机反应体系中容易失活,难以从反应体系中回收,导致其循环利用困难和生产成本增加.因此,需要对游离脂肪酶进行固定化,提高酶的稳定性和重复使用性,使其能够大规模用于工业生产.磁性四氧化三铁纳米粒子(MNPs)具有其超顺磁性和大比表面积等性质,但MNPs需表面修饰才能进一步应用.近年来,仿生矿化法制备的聚多巴胺纳米材料受到人们关注.在仿生矿化过程中,单体多巴胺经自聚合作用后形成聚多巴胺,该反应活性高,能对各类有机和无机纳米材料进行表面修饰.而且,聚多巴胺表层中的活性基团能与含有氨基和巯基的生物大分子发生迈克尔加成或席夫碱反应,从而将生物大分子固定在材料表面.本文利用聚多巴胺表面修饰MNPs,对所得聚多巴胺表面修饰的四氧化三铁纳米粒子(PD-MNPs)进行了结构表征.结果表明,PD-MNPs尺寸在14 nm左右.同时,成功将黑曲霉脂肪酶(ANL)固定在PD-MNPs上,结果显示在pH=8、固定化时间为12 h条件下,酶负载量为138 mg/g,酶活回收率达到83.6%,而且固定化酶的pH稳定性及热稳定性、储藏稳定性都优于游离酶.动力学研究表明,固定化酶Km值(63.2 mmol/L)低于游离酶(74.5 mmol/L),固定化酶的底物亲和性增强.进一步研究了固定化酶和游离酶在乙腈、二甲基亚砜、乙醇和[HMIm]BF_4这四种溶剂中的溶剂耐受性,结果显示固定化酶的耐受性均强于游离酶.采用红外光谱对游离酶和固定化酶二级结构的分析表明,游离黑曲霉脂肪酶经固定化后,α-螺旋和β-折叠含量分别增加了0.84%和2.74%,使得固定化后α-螺旋和β-折叠中存在的氢键能够更好地保持酶结构刚性,避免因结构改变而引起酶失活,增强了固定化酶在溶剂中的耐受性.二氢杨梅素是一种具有类黄酮结构的天然产物,具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤和保护肝脏等作用,但其脂溶性很差,很难透过细胞膜被人体吸收.本课题组曾首次以乙酸乙烯酯为酰基供体,采用游离脂肪酶生物催化方法成功将二氢杨梅素酰化.本文考察了PD-MNPs固定化脂肪酶在二氢杨梅素酰化反应中的应用.结果表明,与游离酶相比,固定化酶在反应介质二甲基亚砜中的耐受性更强,反应48 h后其催化二氢杨梅素酰化的转化率接近80%,明显好于游离酶(69%).固定化酶催化二氢杨梅素酰化的最适底物摩尔比、温度和酶量分别为10:1(乙酸乙烯酯:二氢杨梅素)、45 ℃,和40 U.此外,固定化酶在外界磁场作用下能迅速从反应混合物中分离,从而可回收利用,在重复使用10次后,其活性仍保持在初始活性的55%以上,具有良好的工业应用前景.     

高吸水性树脂P(AA-AM-GMA)的合成

以水为分散介质,过硫酸钾为引发剂,丙烯酰胺(AM),丙烯酸钠(AA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体进行三元共聚,利用酰胺基和环氧的加成反应得到原位自交联高吸水性树脂P(AA-AM-GMA),其结构经IR表征。在GMA 30 mmol,n(AM)∶n(AA)∶n(GMA)=10∶82∶8,引发剂占单体质量0.533%,80℃反应3.5 h的最佳反应条件下,P(AA-AM-GMA)的吸水能力最佳,达629倍。     

碳酸钙固定化猪胰脂肪酶的稳定性及催化PDO开环聚合研究

本文研究了不同温度、pH值和储存时间下,游离猪胰脂肪酶与自制碳酸钙固定化猪胰脂肪酶的稳定性,并将固定化猪胰脂肪酶用于催化对二氧环己酮开环聚合。研究结果显示,固定化酶的热稳定性、pH稳定性以及储存稳定性均优于游离酶。当固定化酶用量为单体质量30%,反应温度为80℃,反应时间为72 h时可获得数均分子量为2024 g·mol-1的聚合物。     

光交联Pickering乳液中的粒子稳定剂制备胶体体微胶囊

研究了光敏性聚合物刷修饰二氧化硅纳米粒子的制备及其乳化行为, 提供了一种制备新颖“胶体体”微胶囊的方法. 首先, 在二氧化硅纳米粒子表面引入原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂分子, 通过表面引发ATRP得到含有香豆素侧基聚合物刷光敏性的纳米二氧化硅粒子(SiO₂-PMMA-PCMA); 然后, 以该粒子为乳化剂制备油包水型的皮克林乳液; 最后, 在紫外光的照射下引发香豆素侧基的交联反应从而得到“胶体体”微胶囊. 结果表明, 香豆素单体7-(2-甲基丙烯酰乙氧基)-4-甲基香豆素(CMA)和SiO₂-PMMA-PCMA在紫外光作用下都可以发生交联反应, 以SiO₂-PMMA- PCMA纳米粒子作乳化剂可以制备稳定的皮克林乳液, 光交联后得到的“胶体体”微胶囊的平均粒径约为170 μm.     

十六烷基三甲基溴化铵/山梨醇酐硬脂酸酯微乳液凝胶固定化脂肪酶的催化活性及立体选择性

制备了能在水溶液中长时间稳定存在的十六烷基三甲基溴化铵/山梨醇酐硬脂酸酯（CTAB/Span-60）微乳液凝胶（MBG）,确定了Span-60在乳化剂EM（正丁醇与Span-60的混合物）中的质量分数范围;分别以正己酸与正己醇的酯化反应、α-单硬脂酸甘油酯的水解反应、消旋布洛芬与正辛醇的不对称酯化反应为指示反应,研究了CTAB/Span-60 MBG固定化脂肪酶的催化活性及立体选择性。 结果表明,Span-60在EM中的质量分数小于57%时可形成机械强度较好的CTAB/Span-60 MBG;其固定化脂肪酶在有机溶剂中的酯化活性随EM中Span-60含量的增加先是逐渐增大,35%时最大,后又逐渐小幅度降低,在所考察的Span-60含量范围内均比在CTAB MBG中高;在水溶液中固定化脂肪酶能顺利催化α-单硬脂酸甘油酯的水解反应,24 h后反应转化率不再随反应时间的延长而增加,其水解活性在重复使用9次后仅降低13.68%,表明CTAB/Span-60 MBG固定化脂肪酶能够顺利进行分离并重复使用;此体系的脂肪酶也选择性地催化生成S-构型布洛芬辛酯,产物对映体过量值（eee）随反应的进行缓缓下降,但降幅不大,即其立体选择性要比在CTAB MBG中高。 因此,CTAB/Span-60 MBG作为脂肪酶固定化载体既可用于有机溶剂中又可用于水溶液中的生物合成与生物转化反应,扩大了微乳液凝胶固定化脂肪酶的应用范围。     

碳纳米粒子：合成及可见光催化降解萘酚绿

以酒石酸和酪氨酸为起始反应物,乙二醇为溶剂,采用溶剂热法一步合成了高发光强度的碳纳米粒子。利用XRD、TEM、FTIR和荧光光谱对碳纳米粒子的物相、形貌和粒径、表面基团及发光性能进行了表征。结果表明,合成的碳纳米粒子为粒径分布集中的球形,粒径10~30nm,分散性好,表面富含-COOH、-OH等官能团,具有激发波长依赖的光致发光特性。考察了反应温度、酒石酸与酪氨酸质量比对碳纳米粒子发光性能的影响。研究了碳纳米粒子/H₂O₂催化体系对萘酚绿的降解性能,结果表明：130mg·L^-1的萘酚绿溶液,可见光照射3.5h降解率可以达到96%。荧光光谱法表征指明降解过程中有羟基自由基生成。     

混合溶剂系统中固定化脂肪酶对酮基布洛芬的催化酯化反应

以硅藻土吸附的脂肪酶为催化剂,对外消旋酮基布洛芬[2-(3-苯甲酰苯基)丙酸]进行对映选择性酯化反应;考察了不同的脂肪酶制剂,固定化时所加缓冲液的体积与pH值,酰基受体(醇)的种类以及混合溶剂系统的组成等因素对酶活性的影响.结果表明,在所考察的7种脂肪酶中,以LipaseOF的酪化活性最高;用硅藻土吸附固定化酶时,缓冲溶液的最适pH为7.0左右,每克酶粉加1.0mL缓冲溶液为最佳;固定化酶催化酯化的活性比游离的脂肪酶高.在酮基布洛芬与不同酰基受体(醇)的酶促酯化反应中,以丙醇的反应速度为最快.在由一种主溶剂与一种助溶剂组成的混合溶剂系统中,酶促酯化的速度要比在单一的主溶剂或助溶剂系统中快.当以1gP值较大的环己烷或异辛烷等为主溶剂,甲苯为助溶剂时,脂肪酶催化酮基布洛芬酯化反应的活性最高.