納米管-納米粒子雜化海藻酸凝膠固定化醇脫氫酶.pdf

1、海藻酸(ALG)鈣凝膠具有生物相容性好、價格低廉、材料易得、制各簡便等優(yōu)點,已成為使用最為廣泛的酶固定化載體之一.但其突出缺點是結(jié)構(gòu)松散、孔徑大,酶泄漏嚴重,且易發(fā)生溶脹.這些缺點嚴重限制了海藻酸凝膠固定化酶的使用壽命和進一步的應用. 為克服上述缺點,本研究根據(jù)酶固定化載體設(shè)計中"親疏平衡"和"剛?cè)嵯酀?的思想,在海藻酸凝膠中添加不同親疏水性、結(jié)構(gòu)形態(tài)的納米管(碳納米管,CNTs；二氧化硅納米管,SiNTs)和納米粒子(二氧化硅

2、膠體,SG；石墨)制備出新型的無機.有機雜化凝膠:海藻酸一碳納米管雜化凝膠(ALG-CNTS gel),海藻酸一二氧化硅納米管雜化凝膠(ALG-SiNTs gel),海藻酸.硅膠顆粒雜化凝膠(ALG-SG gel)和海藻酸.石墨雜化凝膠(ALG-graphite gel),并通過SEM,EDX,FTIR、SEM,DMA和BET等多種表征手段對空白及雜化海藻酸凝膠的結(jié)構(gòu)形態(tài)、物化性質(zhì)進行了研究.并通過非穩(wěn)態(tài)擴散模型研究底物NADH在空白及

3、雜化海藻酸凝膠的擴散行為.研究結(jié)果表明,雜化后,凝膠的機械強度顯著增強,底物在凝膠中的有效擴散系數(shù)也大大提高. 首先采用先吸附、后包埋的方法將模型蛋白(牛血清白蛋白,BSA)包埋于空白及雜化海藻酸凝膠中,通過對各種凝膠在固定化過程中BSA泄漏率的研究發(fā)現(xiàn),由于雜化介質(zhì)對BSA分子和水分子的吸附,雜化海藻酸凝膠中的BSA泄漏率顯著下降,且凝膠中BSA泄漏率從高到低依次為:ALG>ALG-graphite>ALG-SG>ALG-CN

4、Ts>ALG-SiNTs. 采用篩選出的ALG-SiNTs和ALG-SG雜化海藻酸凝膠進一步包埋酵母醇脫氫酶,并對空白及雜化海藻酸凝膠中酶泄漏率、酶促反應最適溫度和pH值、酶催化活性、動力學性質(zhì)、循環(huán)使用和儲存穩(wěn)定性進行了研究.研究結(jié)果顯示,與空白海藻酸凝膠相比,ALG-SiNTs雜化凝膠中的酶泄漏率降低了50﹪.此外,ALG-SiNTs雜化凝膠固定化酶與底物的親和力、酶活保持率、貯存和循環(huán)使用穩(wěn)定性均顯著高于空白海藻酸凝膠和A