15932.基于金屬有機(jī)配位作用酶固定化載體設(shè)計與制備

1、基于金屬有機(jī)配位作用酶固定化載體設(shè)計與制備基于金屬有機(jī)配位作用酶固定化載體設(shè)計與制備DesignPreparationofEnzymeCarriersBasedonMetalganicCodination一級學(xué)科：化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè)：化學(xué)工藝研究生：王曉莉指導(dǎo)教師：姜忠義教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一五年五月摘要以自然界中普遍存在的金屬有機(jī)配位作用為基礎(chǔ)，耦合多酚類物質(zhì)的多功能性，設(shè)計制備了多種固定化酶載體，使固定化酶保持高活性的同時具

2、有良好的穩(wěn)定性，系統(tǒng)考察了金屬有機(jī)配位在載體形成過程中的作用以及對載體結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要研究內(nèi)容如下：第一部分，基于兒茶酚與鈦離子和海藻酸與鈣離子兩種配位作用制備了雙交聯(lián)凝膠球。合成的兒茶酚改性海藻酸能同時螯合Ti4和Ca2離子。鈦離子配位提高了鏈間作用力，抑制了凝膠溶脹并提高了凝膠的機(jī)械強(qiáng)度，使固定化酶具有較好的循環(huán)和儲存穩(wěn)定性。第二部分，基于兒茶酚與鈦離子配位作用層層組裝得到雜化微囊。兒茶酚接枝率越高或組裝層數(shù)越多，形成的配合物

3、就越多，微囊囊壁越厚，同時微囊的機(jī)械性能越高，熱穩(wěn)定性越好。酶可包埋于囊腔內(nèi)，也可共價于囊壁表面。與游離酶相比，固定化酶具有較高pH和溫度穩(wěn)定性。第三部分，基于海藻酸與鈣離子配位作用，耦合模板介導(dǎo)下的界面反應(yīng)，制備超薄含酶微囊，酶既是微囊的形成組分也是活性組分。利用與鈣離子配位，將改性海藻酸組裝于碳酸鈣模板表面?？疾烊コ０暹^程中，微囊內(nèi)壓力變化?？疾觳煌笓诫s量對微囊結(jié)構(gòu)和性能的影響。含酶微囊具有較高的生物活性，良好的抗pH和抗溫度變

4、化穩(wěn)定性及長時間儲存穩(wěn)定性。第四部分，基于兒茶酚與鋅離子配位作用耦合雙硬模板法，制備具有粗糙表面的超薄氧化鈦微囊。ZIF8和碳酸鈣為硬模板分別調(diào)控囊壁和囊腔的結(jié)構(gòu)。兒茶酚與Zn2配位作用確保了ZIF8顆粒的組裝。微囊粗糙的表面利于底物吸附，確保了固定化酶對底物的親和性。氧化鈦微囊具有較高的機(jī)械穩(wěn)定性和抗菌特性，使固定化酶具有良好的循環(huán)和儲存穩(wěn)定性。第五部分，基于兒茶酚改性明膠構(gòu)建含三種脫氫酶的微囊型多酶系統(tǒng)用于催化CO2轉(zhuǎn)化。三種酶分別