乙酰胆碱酯酶生物传感器的研究

研究了用尼龙网作为载体来固定乙酰胆碱酯酶,然后用"O"型圈固定酶膜于玻璃电极表面组成生物传感器,用来测定有机磷农药和氨基甲酸酯类农药,考察了固定化条件和最佳测试条件,在底物浓度为2×10-3mol/L,25℃,pH 7.0测定的线性范围为1.0×10-8～1.0×10-4g/L,检测下限为0.8×10-8g/L,样品测试中回收率为86.0%,另外,该传感器稳定性好,寿命长,3个月后仍有较好的性质.     

二氧化硅/壳聚糖大孔复合材料固定化漆酶及其对2,4-二氯苯酚的降解

通过壳聚糖在块体Si O_2大孔材料孔壁上的吸附,制备二氧化硅/壳聚糖大孔复合材料(Si O_2/CS),经戊二醛交联后用于固定诺维信工业漆酶。优化漆酶固定化的实验条件并对比了游离漆酶和固定化漆酶的酶学性质。实验结果表明:在p H值为4.5、漆酶初始浓度为40 mg×m L~(-1)的条件下,固定化4 h效果最佳,固定化酶酶活回收率为85.5%;相对于游离漆酶,固定化漆酶的p H稳定性和热稳定性均得到明显提高,且具有良好的操作稳定性。应用固定化漆酶去除2,4-二氯苯酚(2,4-DCP),研究了降解时间、p H、温度和2,4-DCP初始浓度对其去除率的影响。在优化条件下,固定化漆酶对2,4-DCP(20 mg×L~(-1))的去除率为83.2%,固定化漆酶可重复使用,并且便于从反应体系中分离出来。     

氧化竹纤维固定木瓜蛋白酶

通过高碘酸钠-甲醛法对几种竹纤维氧化改性,制备了良好的竹纤维固定化酶载体,并对木瓜蛋白酶进行固定,考察了固定化酶固定条件、最适微环境以及稳定性。结果表明,在4℃、pH=7.5,给酶量为15 g/L条件下固定24 h,改性竹纤维固定化木瓜蛋白酶具有较高催化活性,活力可达805.5 U/g,其最适催化条件为50℃、pH=7.5,较游离酶有更好的耐热性和耐碱性,重复使用6次后活性仍能达到初始活力的76.9%。     

磁性琼脂糖微球固定化血管紧张素转化酶的制备及性质

采用反相悬浮包埋法制备磁性琼脂糖微球,然后以环氧氯丙烷为活化剂固定血管紧张素转化酶(ACE)。探讨了ACE固定化的影响因素,确定了固定化最适条件:酶溶液蛋白质量浓度为8 g/L,p H=7.8,温度为50℃,固定化时间为2 h,所得的固定化酶的活力达到0.128 U/g;对磁性固定化ACE的性质进行了研究,固定化ACE最适温度为42℃,最适p H=8.3。同时,比较了磁性固定化与游离ACE对p H的耐受力和热稳定性,在p H=5的缓冲液中放置1 h后,固定化ACE和游离ACE酶活力保留率分别为62.1%和40.7%,当p H=9,两者酶活力保留率分别为95.7%和89.2%;60℃时,两者酶活力保留率分别为50.2%和20.7%;-20℃储存30 d后,两者酶活力保留率分别为90.3%和43.0%;连续操作10次后,固定化ACE活力仍保持53.0%。研究表明,磁性固定化ACE在外加磁场的作用下可快速重复回收利用,具有良好的应用前景。     

明胶膜固定化脲酶的制备及性质

以明胶为载体,戊二醛为交联剂,采用包埋-交联联用法制备了明胶膜固定化脲酶,其酶活力为6 07U/g载体,酶活力收率为66 1%。最优固定化条件是包酶量为10mg酶/g明胶,ρ(明胶)=100g/L,φ(戊二醛)=0 5%。研究了固定化酶的性质,并与游离酶作了比较,游离酶的最适pH=7 0,固定化酶的最适pH=6 5;游离酶的最适温度为60℃,固定化酶的最适温度升至70℃;固定化酶与游离酶的米氏常数Km分别为11 7mM和12 4mM;固定化酶在80℃下180min仍保留初始活力的10%,而游离酶几乎完全失活。固定化酶重复使用20次其活力仅下降15%,4℃下贮存35d后仍保持初始活力的55%。     

无溶剂体系丙三醇改性硅烷凝胶及应用于固定化脂肪酶

为了获得适用于食品工业且固定化酶性能优异的固定化材料,规避在固定化材料制备过程中使用影响食品安全性的试剂,在无溶剂体系中以丙三醇改性四乙氧基硅烷(TEOS)获得改性硅烷凝胶。经过试验研究,获得的优化改性工艺条件为原料摩尔比四乙氧基硅烷(TEOS):丙三醇=1:0.25,固体酸催化剂3 g×(50 m L)~(-1) TEOS,反应温度50℃,反应时间72 h。优化工艺获得的改性四乙氧基硅烷亲水性明显增强,在水中的溶解量可达0.58 g×m L~(-1)。使用改性四乙氧基硅烷固定化假丝酵母脂肪酶,酶的催化活性得到良好保留,酶分子的结构刚性得到增强,和游离酶在相同条件下催化L-抗坏血酸棕榈酸酯的合成,改性硅烷凝胶固定化酶表现出比游离酶更好的催化活性。经改性后的硅烷凝胶是食品安全性良好的酶固定化材料。     

DEAE-D/H树脂固定化氨基酰化酶

选用6种弱碱性大孔树脂固定化氨基酰化酶,结果发现DEAE-D/H（二乙基氨基乙基–二乙烯基苯聚合物）树脂固定化效果较好,固定化酶活1 356.41 U/g。考察了不同酶液浓度下的DEAE–D/H固定化酶活收率。研究发现：酶液浓度115 U/mL时,酶活收率最高,为59.49%。具体分析了此固定化酶拆分乙酰–DL–蛋氨酸的最佳操作条件。结果表明,最佳pH值、温度和Co2+浓度分别为6.5、65℃和5×10－4　mol/L。同时考察了固定化酶的稳定性、再生性。固定化酶连续拆分乙酰-DL-蛋氨酸30天,酶活降为最初的72.6%。失活的固定化酶经洗脱、再生后,酶活达1380.64 U/g,达到新树脂固定化效果,证明载体可重复使用。     

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%。     

天冬氨酸酶基因工程菌固定化细胞制备L-天冬氨酸合成条件优化

以反丁烯二酸和氨水为原料,采用天冬氨酸酶基因工程菌固定化细胞生物催化法合成L-天冬氨酸。通过响应面法考察反丁烯二酸浓度、温度、p H对合成L-天冬氨酸的影响。结果表明,固定化天冬氨酸酶基因工程菌合成L-天冬氨酸最佳条件为:底物反丁烯二酸的质量浓度为300 g/L,反应温度为37℃,底物p H为7.5,L-天冬氨酸的产率为96.7%。固定化细胞可连续使用10批次。通过电镜观察发现天冬氨酸酶基因工程菌均匀分布于载体,天冬氨酸酶基因工程菌固定化细胞具有良好的稳定性。     

大孔树脂D380固定化硫酸软骨素裂解酶

目的以大孔树脂D380为载体,戊二醛为交联剂,进行硫酸软骨素裂解酶(ChSase)的固定化,并考察固定化酶的酶学性质。方法分别考察加酶量、吸附温度、吸附时间、吸附pH值、戊二醛交联浓度、交联时间及交联温度对ChSase固定化效果的影响,并分析该固定化酶的最适反应温度、最适反应pH值、米氏常数(Km)及其操作稳定性。结果ChSase的最佳固定化条件为:加酶量150U/g树脂,吸附温度15℃,吸附时间6h,吸附pH值7.0,戊二醛交联浓度0.01%,交联时间3h,交联温度4℃。以此条件制备的固定化酶,其酶结合效率可达79.1%。该固定化ChSase的最适反应温度为45℃;最适反应pH值为7.0;Km达1.46×10-1g/L,较游离酶高;具有较好的操作稳定性。结论以大孔树脂D380为载体固定化ChSase是可行的,所得固定化酶有较高的使用效率和稳定性,适合于工业化生产。     

环氧树脂固定化卤醇脱卤酶的研究

采用环氧树脂ES-103B对卤醇脱卤酶进行固定化,对最优固定化条件及固定化酶的操作稳定性进行了研究。结果最佳固定化条件为:吸附温度为25℃,吸附缓冲液为p H 7.0磷酸钠缓冲液,初始酶质量浓度为0.5 mg/m L,共价时间为24 h。在此优化条件下,固定化酶的酶活回收率为74.5%,酶蛋白固定化效率为94.2%,比活力为518.6 U/g。利用固定化酶催化1,3-二氯丙醇制备环氧氯丙烷,重复使用15批次后,产物收率仍能保持在初始收率的91%以上,具有良好的工业化应用潜力。     

磁性SiO2纳米粒子的制备及其用于漆酶固定化

以氨基修饰的磁性SiO2纳米粒子为载体,通过交联剂戊二醛固定漆酶,对固定化条件进行了优化,比较了固定化酶与游离酶的酶学性质. 结果表明,漆酶固定化的最佳条件为戊二醛浓度8%(w),固定化时间6 h,缓冲液pH值7.0,初始酶液浓度0.15 g/L. 固定化的漆酶的最适pH为4.0,最适温度为20℃. 在60℃条件下保温4 h,固定化漆酶仍能保持酶活力60.9%,在连续10次操作后,酶活力仍能保持55%以上,其热稳定性和操作稳定性均比游离酶高.     

多酚氧化酶的改性蛭石固定化及其催化特性研究

以马铃薯为原料,提取其中的多酚氧化酶,采用改性蛭石为载体,对其进行固定化,研究游离与固定化酶的最适催化温度、pH值,固定化酶的储存稳定性、重复使用稳定性及对苯酚的清除性能。结果表明,改性后蛭石出现了较多沟壑状孔隙,颗粒质感疏松,有利于固定化酶分子;最佳固定化条件为:改性蛭石含量0.4 g,戊二醛浓度2.0%,搅拌时间2 h,在此条件下,酶活力回收率可达到60.67%;游离与固定化酶的最适催化温度均为50℃,最适催化pH值均为7.0;固定化酶4℃下储存28 d后酶活力可保留52.1%,具有较好的储存稳定性;重复使用5次后,仍能保持61.0%的初始活性,说明固定化酶构象较稳定,固定化马铃薯多酚氧化酶对苯酚具有较好的清除性能。     

多酚氧化酶的改性蛭石固定化及其催化特性研究

以马铃薯为原料,提取其中的多酚氧化酶,采用改性蛭石为载体,对其进行固定化,研究游离与固定化酶的最适催化温度、pH值,固定化酶的储存稳定性、重复使用稳定性及对苯酚的清除性能。结果表明,改性后蛭石出现了较多沟壑状孔隙,颗粒质感疏松,有利于固定化酶分子;最佳固定化条件为:改性蛭石含量0.4 g,戊二醛浓度2.0%,搅拌时间2 h,在此条件下,酶活力回收率可达到60.67%;游离与固定化酶的最适催化温度均为50℃,最适催化pH值均为7.0;固定化酶4℃下储存28 d后酶活力可保留52.1%,具有较好的储存稳定性;重复使用5次后,仍能保持61.0%的初始活性,说明固定化酶构象较稳定,固定化马铃薯多酚氧化酶对苯酚具有较好的清除性能。     

金黄节杆菌CYC705腈水解酶催化亚氨基二乙酸的合成

将金黄节杆菌CYC705(Arthrobacter aurescens CYC705)腈水解酶用于生物催化合成亚氨基二乙酸(IDA),从生物催化剂的形式、生物催化反应过程优化和反应体系放大3个方面进行了考察。在氨基载体固定化酶、环氧基载体固定化酶、海藻酸钠固定化细胞、壳聚糖固定化细胞和游离全细胞几种生物催化剂形式中,壳聚糖固定化细胞催化效率最高、稳定性最好。通过反应体系、反应温度、金属离子、底物浓度、固定化细胞投量等因素的优化,确定了最佳的生物催化反应条件:以50 mmol/L p H=6.6磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液作为反应体系,底物亚氨基二乙腈(IDAN)的浓度为200 mmol/L,添加Co Cl2至终浓度为1 mmol/L,反应温度37℃,固定化细胞投量为0.25 g每5 m L反应体积。在该条件下,反应2 h可将IDAN完全转化为IDA。进一步将反应体系放大10倍,催化200 mmol/L的IDAN完全转化为IDA仅需1 h。     

Acinetobacter johnsonii G2细胞的固定化及其非水相介质中催化合成葛根素糖苷

利用海藻酸钠包埋法固定化Acinetobacter johnsonii G2细胞,在非水相介质中生物催化葛根素合成葛根素糖苷,考察了细胞的固定化条件、转化条件以及固定化细胞的操作稳定性。结果表明,最佳固定化条件为:海藻酸钠质量分数为2%,氯化钙质量分数为2%,细胞包埋量的体积分数为50%;最佳转化条件为:温度为40℃,p H为6.47,二甲基亚砜体积分数为20%。在最佳条件下,葛根素在催化体系中质量浓度提高至31.92 g/L,产率达93%,且固定化细胞的重复使用稳定性好。与游离细胞相比,固定化细胞对p H、温度及有机溶剂表现出更强的稳定性,且在非水相介质中催化效率更高。     

乙基纤维素固定化α-淀粉酶的研究

对乙基纤维素固定化α-淀粉酶进行了研究,优化了α-淀粉酶的固定化工艺条件,并比较了游离酶和固定化酶的特性。结果表明,在α-淀粉酶浓度为4g·L-1、乙基纤维素质量分数为0.50%、4℃的条件下,固定化α-淀粉酶的重复操作稳定性最好;固定化α-淀粉酶的最适反应pH值为7.0、最适反应温度为60℃,具有良好的热稳定性、重复使用性和储存稳定性;该固定化方法操作简便,减少了酶变性的可能,最大程度保留了酶的活力。     

磁性聚乙烯醇缩丁醛微球固定化α-淀粉酶

制备出磁性聚乙烯醇缩丁醛微球,并用该微球做载体,采用共价交联法固定α 淀粉酶。最佳固定化工艺条件为:pH=6 07,激活和交联时戊二醛的质量分数分别为4%和0 025%。在最佳固定化条件下所制磁性固定化酶的活力为25426 3U/g微球,蛋白载量为187 2mg/g微球,比活为135 8U/mg蛋白,活性回收率为36 9%。磁性固定化酶的理化性质为:磁性固定化酶的最适温度(60℃)比自由酶(50℃)高,最适pH(6 97)与自由酶相同,磁性固定化酶Km(米氏常数)值(5 7×10-4kg/L)较自由酶Km值(5 0×10-4kg/L)大,热稳定性、pH稳定性及操作稳定性均比自由酶有所提高。     

黏土吸附法固定化脂肪酶的初步研究

为研究天然黏土为载体固定化脂肪酶的可行性,采用羟基化、硅烷化处理,对黏土进行改性,并以此为载体吸附固定化脂肪酶,探讨黏土固定化脂肪酶的条件对酶活及蛋白吸附量的影响,优化固定化脂肪酶条件。研究结果表明:黏土经羟基化、硅烷化改性处理后能显著提高固定化酶活和蛋白固定量,其中硅烷化改性最优;载体固定脂肪酶最优条件为:加酶量50 mg/g,载体粒径180—250μm,pH值为4.0,固定化温度25℃,固定化时间2.0 h;与游离酶相比,固定化酶显示出更广的pH值适应性。黏土固定化脂肪酶重复使用10批次后,仍能保留76.85%的初始活力。以天然黏土为载体固定化脂肪酶,具有较好的实际可应用性及操作稳定性,在较低pH值条件下应用具有一定优势。     

新型双醛淀粉-SiO_2杂化材料固载纤维素酶及其酶学性能研究

利用溶胶-凝胶原理制备氨基化二氧化硅(Si O2-NH2),表面接枝双醛淀粉制备新型固载酶载体(Si O)2-DAS)。红外光谱(FT-IR)、固体核磁共振波谱(CP/MAS 13C-NMR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征Si O2-DAS分子结构。Si O2-DAS固载纤维素酶制备新型固定化纤维素酶,测试固定化纤维素酶的酶学性能,并与经典交联固定化酶(Si O)2-GA)和游离酶的酶学性能进行比较分析。结果表明,成功合成新型Si O2-DAS材料,所得Si O2-DAS固定化纤维素酶与Si O2-GA交联固载纤维素酶和游离酶相比,在较宽的温度和p H范围内保持酶活性。Si O2-DAS和Si O)2-GA两种固定化纤维素酶的米氏常数分别为1.6766 g×L-1和2.3060 g×L-1,游离纤维素酶的米氏常数为1.1856 g×L-1,试验表明Si O)2-DAS对底物的亲和能力更强,并具有良好的重复使用性和贮存稳定性。有关研究可为制备性能优良的杂化基质材料固载酶提供借鉴。