有机溶剂对介孔材料固定化α-葡萄糖苷酶活性影响

以聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇三嵌段共聚物(P123)为模板剂,1,3,5-三甲基苯(TMB)为扩孔剂,用1,2-双-三乙氧基硅基乙烷(BTESE)和(3-氰丙基)三乙氧基硅烷(CTES)合成介孔材料,并将α-葡萄糖苷酶固载其中,研究常见有机溶剂对该固定化酶活性的影响。结果表明,体积分数分别为25%、25%、25%、25%和10%的乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮和乙腈50 h内日间剩余酶活性分别稳定在90%、45%、40%、25%和42%,可见有机溶剂会对固定化酶的酶活性产生一定影响,但仍保留部分酶活性。     

酶促开环聚合合成PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物

酶促开环聚合(eROP)是以固定化酶为引发剂的聚合方法,固定化酶在反应后期容易分离,还可回收循环利用。首先探究了ε-己内酯的酶促开环聚合中固定化酶Novozym 435用量、聚合温度、聚合时间以及酶的重复使用次数对ε-己内酯转化率的影响;在优化条件下,采用固定化酶Novozym 435和聚乙二醇为共引发剂,引发ε-己内酯聚合,成功合成了聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCL-PEG-PCL)三嵌段共聚物。为其作为药物载体运用到生物医药领域提供了理论依据。     

固定化酶载体材料的优化

在丙烯酰胺（AM,15％～35％）中引入具有生物相容性的共聚单体2-甲基丙烯酸羟基乙酯（HEMA）、聚合稀释剂及线型致孔剂聚乙二醇（PEG6000）以及交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺（bis,0．5％～2．25％）,通过对相关备件的优化,合成性能优良的智能载体材料。提出基于溶胀性能、机械强度和包埋后的固定化酶活力三个重要性能指标的智能高分子水凝胶固定化酶载体材料优选模型。用优化结果固定牛血红蛋白,催化小分子底物H2O2,相对酶活力能达到81．4％,显示出载体材料的优越性。     

预处理固定化脂肪酶膜对酯化反应的影响

考察经多种天然添加剂、活性剂成分及有机相反应前预处理实验室自制固定化酶膜对十二酸十二醇、维生素A/C棕榈酸酯、棕榈酸异辛酯等酯化合成的影响。结果发现:经过明胶、多羟基化合物PVP及含活性剂成分复配乳液PDMS等处理后,酶膜对十二酸十二醇酯化酶活有1.2—1.5倍不同程度提高;相比冻干酶粉完全失活含质量分数98%PEG6000的冻干酶粉催化酯化率在70%以上,结合盐及聚乙二醇高分子化合物对酶保护作用,该方法适于冻干Candida sp.99-125脂肪酶粉的预处理;而在所选常用有机溶剂中酶活性稳定,可用于反应后酶膜的再生。在棕榈酸异辛酯的酯化合成中,复合乳剂PDMS对酶稳定性没有影响,而天然羟基化合物PVP及乳糖明显有利于酶活性的保持、酶重复使用次数的增加。     

触角状环氧链结构对固定化脂肪酶(YCJ01)酶活的影响

为了改善酶的刚性固定化对酶蛋白构象的负面影响,以原子转移自由基聚合法（ATRP）合成了亲水性、柔性、触角状环氧化酶固定化载体PS-acyl-P（AM-co-GMA）,通过改变单体总量与引发剂量比例得到不同链长触角状环氧化酶固定化载体,并将其用于耐有机溶剂脂肪酶（YCJ01）的共价柔性固定化,重点考察了链长对固定化酶酶活的影响。结果表明,链长（增重率不超过3200%）越长,酶活越高。     

海藻酸钠明胶协同固定化黑曲霉脂肪酶

以海藻酸钠明胶为复合载体,采用包埋法制备固定化黑曲霉脂肪酶,考察了海藻酸钠、明胶浓度等因子对固定化效果的影响,比较固定化酶和游离酶对温度、pH等条件的稳定性。结果表明,制备固定化黑曲霉脂肪酶的最优条件为:海藻酸钠、明胶浓度分别为1.25%和0.5%,CaC l2浓度为10%,给酶量为450 IU/g;固定化酶最适温度为35℃,最适pH为9.0,常见有机溶剂和金属离子对固定化酶的活力影响较小。     

聚乙烯亚胺/多巴胺改性氧化硅固定碳酸酐酶

利用聚乙烯亚胺（PEI）/多巴胺（DA）共沉积法改性氧化硅，并以此为载体固定化碳酸酐酶（CA）。考察了PEI/DA质量比、沉积时间对沉积率的影响，用傅里叶红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）对改性前后的微球进行了表征；研究了沉积率、载体用量、酶浓度及戊二醛（GA）浓度对固定化酶活回收率的影响；考察了固定化酶的储存稳定性和重复利用性。结果表明，随PEI/DA质量比增加，沉积率先增加后降低，质量比为1∶1时最大；随沉积时间增加，沉积率线性增长，10 h后PEI/DA体系沉积率为单独DA沉积改性的2.66倍，但沉积时间对N元素含量和酶活回收率影响不大；酶固定化时载体用量存在饱和值，CA和GA浓度的最优值分别为0.8 mg/ml和0.1%(质量)，此时酶活回收率可达78.8%。在25℃下储存30 d后，固定化酶的保留活性为77.2%，而游离酶只有12%；重复使用10次后，固定化酶仍能保持88.3%的相对活性。     

腈水合酶固定化方法和催化特性的研究

以一种能够产生腈水合酶诺卡氏菌为研究对象,针对原来的海藻酸盐包埋法存在的固定化细胞强度较小、通透性较差等问题,改进了对酶的固定化方法,并对固定化腈水合酶的催化特性:最适反应温度、pH值、底物丙烯腈浓度、和表面活性剂性质和丙烯酰胺累积浓度对酶活性的影响等五个方面进行了研究。其中固定化腈水合酶最适反应温度在15~25°C;pH 7.0左右;底物丙烯腈浓度为3%~4%;Triton X-100对酶活性基本无影响,而Tween 80和Tween 60对酶活力有抑制作用;固定化腈水合酶在丙烯酰胺累积浓度为15%~20%之间时,酶活性较好。     

聚丙烯酰胺-聚乙二醇对L-天门冬酰胺酶的包埋研究

以聚丙烯酰胺，聚乙二醇为载体制备了固定化L-天门冬酰胺酶。对固定化酶载体材料——凝胶的溶胀比、机械强度及其影响因素进行了研究。结果表明，单体及交联剂浓度是影响凝胶性能的重要因素，聚乙二醇作为稀释剂能有效控制聚合速率，提高凝胶的溶涨性能和韧性。此外考察了酶负载量、pH值和温度等因素对固定化酶活性的影响。实验结果还表明分批反应6次或存储42天后，固定化酶仍保持较高的活力。     

溶胶-凝胶法固定化木瓜蛋白酶的活性保护

选择糖和脂质体作为溶胶-凝胶法固定木瓜蛋白酶(Papain)过程中的保护剂. 研究了蔗糖、葡萄糖、海藻糖、木糖、麦芽糖及构成脂质体的正癸烷溶液中胆固醇含量、卵/胆比等因素对固定化酶活性的影响. 结果表明,80 mL 20 mg/mL Papain溶液与15 mg木糖、500 mL正癸烷溶液[溶有1.5%(w)胆固醇,卵磷脂/胆固醇质量比为4.5:1]充分混合后制备的固定化酶活性最高. 在优化条件下制备的固定化酶包封率为42.0%,活力回收率为61.2%. SEM分析表明,固定化酶形态呈球状且大小均匀,内孔分布呈蜂窝状. 破膜剂对固定化酶活性发挥的影响研究表明,TritonX-100的效果最好.     

融合蛋白CR2-GDH固定化及不对称还原制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

比较介孔分子筛材料SBA-15、MCM-41、海藻酸钙、改性二氧化硅4种载体固定化融合蛋白CR2-GDH其酶固载量和酶活回收率,选择SBA-15为固定化载体。研究固定化条件对固定化融合酶量的影响以及固定化酶的稳定性,固定化酶在双相体系催化不对称还原反应。结果表明,在pH值为5.5、酶浓度为1.4mg/mL、反应1h条件下,固定化酶量为27.7mg/g。加入25mmol/L的Ca²⁺,固定化酶的酶活回收率由58.6%提高到78.1%。与游离酶相比,固定化酶的热稳定性显著提高,40℃条件下酶活回收率提高19.1%。固定化酶水相中反复使用7批次后,剩余活性仍超过30%,具有较好的操作稳定性。与游离酶相比,固定化酶更耐受烷烃类有机溶剂。在水/有机溶剂双相反应体系中,Ca²⁺/SBA-15固定化酶和游离酶催化相比,产物得率提高23.8%。     

非水介质中PA修饰对辣根过氧化物酶性质的影响

研究了二甲基甲酰胺（DMF）和乙腈（AcN）有机溶剂水混合体系中邻苯二甲酸酐（PA）修饰对辣根过氧化物酶（HRP）催化性质的影响。研究结果表明,PA修饰HRP可以提高该酶在有机溶剂中的稳定性,且有机溶剂的浓度越高PA修饰对HRP稳定性的提高越明显,在50％的DMF和ACN有机溶剂中PA修饰HRP的催化活性分别比HRP高25％和19％。在10％有机溶剂中的动力学数据表明PA修饰HRP可以提高该酶在有机溶剂中对酚类化合物的亲和性和专一性。     

海藻酸钠-明胶协同固定化S-腺苷甲硫氨酸合成酶的研究

以海藻酸钠和明胶为载体,对S-腺苷甲硫氨酸合成酶进行固定化。再用戊二醛对其进一步交联,增强固定化酶的稳定性。考察了海藻酸钠和明胶质量分数、CaCl2质量分数、酶和载体比例以及交联剂戊二醛体积分数等因素对固定化酶的影响。结果表明,最佳固定化条件为:海藻酸钠质量分数2.0%、明胶质量分数1.0%、CaCl2质量分数4.0%、固定化酶量为2.5 g/L凝胶、戊二醛体积分数0.6%。交联固定化酶热稳定性得到大幅度提高,在50℃下保温5 h仍保留72%的活力,而游离酶则完全失活。交联固定化酶在碱性溶液中的稳定性较高,在pH=8.0～9.0的缓冲液中4℃保温10 h酶活性仍保留87%以上。将交联固定化酶用于S-腺苷甲硫氨酸的合成,连续反应8批次后酶活性仍保留65%。     

烷基侧链对Sol-gel固定化脂肪酶酯化活性的影响机理

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)、乙烯基三甲氧基硅烷(VIMOS)、乙烯基三乙氧基(VTEOS)、辛基三甲氧基硅烷(OTMOS)和四甲氧基硅烷(TMOS)为前趋体制备4种不同的固定化脂肪酶,并系统考察了烷基侧链对sol-gel固定化酶胶体结构和酶活性的影响.结果表明,随着烷基侧链的增长和数目的增加,固定化酶活力均逐渐增加,固定化脂肪酶颗粒平均孔径逐渐增大,孔体积逐渐增加,对底物的传质阻力逐渐降低;同时颗粒逐渐由球形变成不定形或团块状结构.脂肪酶活性的增加不仅来源于疏水性烷基侧链引起的脂肪酶的界面激活效应,同时固定化颗粒结构的改变了增加了底物和酶分子的结合,提高了固定化酶的表观活性.     

sol-gel法固定化漆酶及其性质

采用sol-gel法固定化漆酶,最佳固定化条件为:聚乙二醇分子量PEG600;聚乙二醇添加量1.5%;酶液浓度15mg/mL;水/前驱体质量比1:6;缓冲液pH值4.5。固定化漆酶活性保持在游离漆酶的50%以上,最适反应温度为60℃,最适pH值为pH4.5。同时,热稳定性、酸碱稳定性和贮存稳定性都有明显的提高。当以ABTS为底物时,固定化漆酶的K_m值(122.8μmol/L)比游离漆酶的K_m值(32.9μmol/L)高,与底物的亲和力有所降低。     

修饰固定化青霉素酰化酶在非水相中的催化

为提高酶的催化水解活力和稳定性,将青霉素酰化酶组装于介孔泡沫二氧化硅(MCFs)中,并应用于水/有机混合体系催化水解。分别考察了有机介质种类和体积分数、葡聚糖(Dex10k)修饰对固定化酶活力的影响,研究了不同条件下固定化酶的稳定性。实验结果显示:体积分数20%石油醚中,添加Dex10k的介孔泡沫硅固定化酶比活力达209.5U/mg,是缓冲液中MCFs固定化酶活力的196.2%。20%石油醚中,经25次连续操作,固定化酶保持初始活力的71.5%。结果表明:石油醚等烷烃形成的水/有机体系是适合青霉素酰化酶催化的二相体系,且添加Dex10k能提高固定化酶在二相体系中的催化活力及稳定性。     

固定化酶用聚偏氟乙烯分离膜的制备及性能表征

为研究膜技术在生物反应器中的应用,选用聚偏氟乙烯为膜材料,聚乙二醇为添加剂,溶于不同的有机溶剂中,以相转化法成膜,以用于酶固定化。文章讨论了挥发时间、凝固浴温度及铸膜液温度等因素的影响,并对聚偏氟乙烯膜的通透性和固定化性能进行了研究。     

醇脱氢酶在聚乙烯膜表面的固定化研究

以聚丙烯酸（PAA）改性的聚乙烯（PE）膜为载体，研究了醇脱氢酶（ADH）的两种固定化路线，并以甲醛为底物考察了固定化酶的催化性能。路线1用聚乙烯亚胺（PEI）进一步改性，使用戊二醛（GA）固定化ADH。最优固定化pH为6.0，温度为5～15℃，酶浓度为1.0 mg/ml，GA浓度为0.01%(质量)；固定化酶的最适反应pH为6.5，温度为15～30℃，反应速率最高为9.6 μmol/(L·min)；重复利用10次后可保持47.3%的活性。路线2以PAA-PE为载体，用1-(3-二甲氨基丙基)-2-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）为活化剂，固定化ADH。EDC和NHS最优摩尔比为1∶0.5，固定化时间为24 h；固定化酶的最适反应pH为6.5，温度为20～37℃，反应速率为15.58 μmol/(L·min)；重复利用10次后可保持53.8%的活性。     

湿固化聚氨酯胶黏剂的制备及耐水性研究

为提高湿固化聚氨酯胶黏剂的耐水性,通过蓖麻油和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)双重交联改性,制备了一系列湿固化聚氨酯胶黏剂。研究了蓖麻油及KH550用量对胶黏剂稳定性、耐水性和力学性能的影响。结果表明,当蓖麻油占混合软段的质量分数为30%、添加KH550质量分数为10%时,制备的湿固化聚氨酯胶黏剂可稳定贮存6个月,且其固化膜的平衡吸水率小于2.0%,在25℃水中浸泡30 d仍具有良好的力学性能。     

α-淀粉酶在MCM-41介孔分子筛上的固定化研究

采用浸渍法将α-淀粉酶固定在介孔分子筛MCM-41上。考察了吸附时间、给酶量和pH对α-淀粉酶固定化性能的影响,并对固定化酶的活性、稳定性和载体结构等进行了研究。结果表明,在固定化时间为11 h,给酶量为70 mg.g-1,pH=5.9的条件下,固定化酶活性回收率可达48%。与游离酶相比,固定化酶的耐热能力增强,温度达到70℃时,固定化酶相对活性可达到75%,而游离酶只有14%;在pH=3.3～8.0的内,固定化酶相对活性为62%～100%,而游离酶的相对活性为5%～100%,固定化酶具有更宽的pH适应性;此外,固定化酶储存稳定性明显增强,并具有一定的可重复操作性,且固定后载体仍然保持了良好的介孔结构。