基于天然高分子多孔微球的制備及固定化酶性能研究.pdf

1、載體的溫和制備、底物/產(chǎn)物快速傳遞、酶的易回用是酶催化的三個問題，本文采用生物相容性好的天然高分子作為固定化酶載體材料，在溫和條件下成功制備出多孔微球，并應(yīng)用于固定化乙醇脫氫酶研究。多孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)底物產(chǎn)物的快速傳遞，提高了酶的催化活性；載體良好的生物相容性提高了酶的穩(wěn)定性。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）以生物相容性好的多巴胺和 Fe3O4為原料，通過模板反相復(fù)制法制備了多孔磁性微球。制備過程包括Fe3O4@CaCO

2、3模板的合成、多巴胺的滲透、自聚合和模板的去除三個步驟。多孔磁性微球的粒徑、表面形貌和孔結(jié)構(gòu)（平均孔徑、孔體積、比表面積）可通過模板進(jìn)行調(diào)控。制得的多孔磁性多巴胺微球被應(yīng)用于共價固定乙醇脫氫酶（催化甲醛轉(zhuǎn)化為甲醇）。與載酶的PDA-Fe3O4納米粒子相比，酶固定于多孔磁性微球上具有顯著增強(qiáng)的催化活性（絕對酶活162.3 U/mg YADH、甲醇收率95.5％、初始反應(yīng)速率0.15%/s）和理想的穩(wěn)定性（溫度、pH、循環(huán)和儲存穩(wěn)定性）。其

3、中，該固定化酶可通過磁性分離手段輕松實(shí)現(xiàn)回收。
　?。?）以甲殼素和多酚為原料，通過熱誘導(dǎo)相分離法和多酚配位自組裝法制備了功能化多孔微球。首先，通過熱誘導(dǎo)相分離法制備了平均粒徑為111.5μm的多孔甲殼素微球。隨后，利用TA和Ti-BALDH的強(qiáng)配位作用在多孔微球表面形成功能性涂層。TA和甲殼素的氫鍵作用使得TA-Ti涂層牢固吸附于微球表面。鑒于功能性多孔微球的生物相容性、多孔性和表面活性，功能性多孔微球被應(yīng)用為固定化酶載體。載酶

4、的功能性多孔微球具有高的催化性能（102.8 U/mg YADH）。此外，功能性多孔微球還被應(yīng)用于催化還原和重金屬離子吸附領(lǐng)域。
　　（3）以甲殼素和蟲膠為原料，通過一步法制備了復(fù)合天然高分子多孔微球。首先，甲殼素和蟲膠分子在特點(diǎn)條件下共同溶解，隨后通過熱誘導(dǎo)相分離法得到復(fù)合多孔微球。考察了蟲膠的添加量對微球形成和多孔性的影響。制得的多孔微球應(yīng)用于固定化酶研究發(fā)現(xiàn)，固定化酶的穩(wěn)定性和催化活性均得到顯著增強(qiáng)。其中，相比于純甲殼素微球