磁性微球用于乳糖酶的固定化研究.pdf

1、磁性高分子微球是最近發(fā)展起來(lái)的一種新型功能高分子材料，它是有機(jī)一無(wú)機(jī)納米復(fù)合粒子，具有磁性，在外加磁場(chǎng)作用下很容易進(jìn)行分離和磁性導(dǎo)向，現(xiàn)作為酶、細(xì)胞、藥物等的載體被廣泛地應(yīng)用到了生物工程、細(xì)胞學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。將殼聚糖和磁性納米粒子結(jié)合制備磁性殼聚糖微球，具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。磁性殼聚糖微球因其表面具有與生物活性物質(zhì)反應(yīng)的活性羥基和氨基，可被廣泛用于生物活性物質(zhì)的載體，同時(shí)又因其具有磁性，在外加磁場(chǎng)作用下能快速分離，使原來(lái)昂貴

2、、低效的分離技術(shù)變得低廉、高效。本文選用殼聚糖制備的磁性微球作為固定化乳糖酶的載體材料。固定化的乳糖酶可以重復(fù)回收使用，既節(jié)約酶的消耗量，又為自動(dòng)化生產(chǎn)管理提供了便利的條件。 本論文主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容： 以氯化亞鐵、氯化鐵、氫氧化鈉為主要原料，采用化學(xué)共沉淀法合成了Fe304磁性粒子，并對(duì)Fe304粒子的平均粒徑、分散穩(wěn)定性、相對(duì)磁性大小進(jìn)行了測(cè)試與表征。用正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化了Fe304微粒的合成工藝條件，得到制備F

3、e304粒子的最佳實(shí)驗(yàn)條件為Fe2+/Fe3+的物質(zhì)的量之比為2：1、共沉淀時(shí)的pH值為11、熟化溫度為90℃、表面活性劑(PEG)的用量為40ml，此時(shí)制得的Fe304粒子粒徑最小，為78nm，F(xiàn)e304溶液的分散穩(wěn)定性最好，相對(duì)磁性最強(qiáng)。從Fe304的掃描電鏡圖可以看出，F(xiàn)e304微粒晶體顆粒為納米級(jí)。 以Fe304磁性粒子為內(nèi)核，液體石蠟為分散介質(zhì)，Span.80為乳化劑，戊二醛為交聯(lián)劑，采用反相懸浮交聯(lián)法制備磁性殼聚糖微

4、球(M-CS)，探討了交聯(lián)時(shí)間、反應(yīng)溫度、殼聚糖濃度、Fe304/CS質(zhì)量比、戊二醛用量、分散介質(zhì)用量等因素對(duì)磁性殼聚糖微球性能的影響，并對(duì)其形態(tài)、粒徑、分散性、磁響應(yīng)性進(jìn)行了初步表征。磁性殼聚糖微球在外加磁場(chǎng)下具有強(qiáng)磁性能，在自然狀態(tài)下具有良好的懸浮穩(wěn)定性。殼聚糖與Fe304納米粒子形成的復(fù)合微粒呈球狀，納米粒子被包裹在微球內(nèi)，為核殼結(jié)構(gòu)，且微球表面較平滑，單分散性好。制備的M-CS粒徑介于1lam～151am之間，該粒徑利于微球在反

5、應(yīng)體系中分散和磁分離。將磁性殼聚糖微球(M-CS)用于乳糖酶的固定化。考慮加酶量、磁性微球本身的性質(zhì)、緩沖液的pH值、固定化時(shí)間對(duì)固定化效果的影響，確定了最佳固定化條件。與游離酶相比，固定化酶有更寬的pH適用范圍；游離酶的最佳催化溫度為40℃，固定化酶最佳催化溫度為45℃，比游離酶提高了5℃，固定化后的乳糖酶的溫度耐受性有所提高；固定化后的乳糖酶的米氏常數(shù)比游離酶下降，說(shuō)明乳糖酶在固定化后其結(jié)合底物的能力有所增強(qiáng)；固定化酶反復(fù)使用5次后