基于雙功能高分子設計制備有機-無機雜化固定化酶載體.pdf

1、設計和制備有機一無機雜化載體是包括酶工程在內(nèi)的諸多領域的研究熱點和前沿。本文借鑒生物礦化思想,以充分發(fā)掘和合理拓展高分子材料的功能為出發(fā)點,篩選、設計并制備了同時具有成型功能和誘導礦化功能的高分子,基于雙功能高分子制備不同結構的有機-無機雜化載體,并用于固定化酶研究。
　　 利用吸附-包埋相結合的方法制備碳酸鈣-海藻酸雜化凝膠用于葡萄糖醛酸苷酶(GUS)的固定。將吸附GUS的碳酸鈣顆粒包埋于海藻酸凝膠中,可有效抑制酶泄漏。同時海

2、藻酸可調控無機組分碳酸鈣的形貌,抑制其晶型轉變,使之維持中孔結構和較強的吸附能力。固定于碳酸鈣-海藻酸雜化凝膠的GUS顯示出良好的循環(huán)使用穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性。
　　 選擇生物高分子精蛋白(Pro),模擬硅藻細胞的細胞膜(高分子)-細胞壁(無機)結構,構建精蛋白-聚苯乙烯磺酸鈉-氧化硅((PSS/Pro)n-1/Pro/Silica)雜化微囊用于固定化過氧化氫酶(CAT)。Pro在雜化微囊構建過程中實現(xiàn)兩種功能:在CaC03顆粒表

3、面與PSS通過層層自組裝(LbL)形成高分子囊膜;誘導仿生硅化,在最外層形成氧化硅外殼。研究發(fā)現(xiàn),將LbL自組裝與仿生硅化相結合制備的雜化微囊機械強度高,酶泄漏率低,是理想的固定化載體。
　　 通過氧化-氨化-還原系列反應對海藻酸進行氨化改性,合成雙功能高分子Ⅰ型胺化海藻酸(NH2-Alg(Ⅰ))并誘導仿生硅化,制備Ⅰ型胺化海藻酸/氧化硅(NH2-Alg(Ⅰ)/silica)雜化凝膠固定化CAT。NH2-Alg(Ⅰ)在水溶液中自

4、發(fā)形成膠束,改變合成條件(氧化劑比例、氨化劑類型)可調控膠束直徑,并最終決定雜化凝膠的尺寸和形貌。通過改變pH值、NH2-Alg(Ⅰ)濃度、前驅體濃度、離子強度等條件可調控NH2-Alg(Ⅰ)/silica的生成量。包埋于雜化凝膠中的CAT對高溫和極端酸堿環(huán)境的耐受能力提高,同時儲存穩(wěn)定性也增強。
　　 通過碳二亞胺接枝反應對海藻酸進行氨化改性,合成雙功能高分子Ⅱ型胺化海藻酸(NH2-Alg(Ⅱ))并誘導仿生硅化,制備Ⅱ型胺化海