乙二胺四乙酸二酐对草酸脱羧酶的修饰改性

为提高草酸脱羧酶(Oxdc)在预防治疗泌尿系结石症方面的稳定性和应用性能,采用乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)对Oxdc进行化学修饰,并初步优化了修饰条件:当修饰反应时间为8 h、EDTAD/Oxdc的摩尔比为50:1、反应p H为7.0、反应温度为37℃时,修饰率为71.91%,酶活回收率为75.42%。聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)和超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)联用分析证明Oxdc和EDTAD共价结合成功。紫外-可见吸收光谱(UV)和圆二色性光谱(CD)分析结果表明,修饰后Oxdc的空间结构发生了一定程度的改变。同时,部分酶学性质研究表明,经EDTAD修饰后的Oxdc较游离的Oxdc,最适p H向碱性方向偏移了约1.5个单位,耐热性和耐胰蛋白酶酶解的能力均显著增强。此外,修饰后的Oxdc在草酸钙上的吸附量明显提高。结果说明修饰后的Oxdc的稳定性显著增强,应用性能有所改善。     

手性脯氨酸类离子液体化学修饰猪胰脂肪酶催化性能研究

通过化学修饰同时提高脂肪酶包括选择性在内的酶学性能具有重要意义。以N-乙酰-脯氨酸作为手性源制备的四种离子液体对猪胰脂肪酶（PPL）进行化学修饰，通过三硝基苯磺酸法（TNBS）测定了修饰度，采用水解4-硝基苯酚棕榈酸酯的反应测定酶活。正如预期的一样，所有修饰酶的酶学性能均得到显著改善。其中修饰酶的热稳定性、有机溶剂耐受性、不同温度和pH下的耐受性甚至对映体选择性均得到同时提升。结果也表明，离子液体的组成及构型对修饰酶的酶学性能有较大程度的影响，经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL各项催化性能明显优于[BMIM][N-AC-D-pro]，而经过[N-AC-L-pro][Cl]和[N-AC-D-pro][Cl]修饰的PPL催化性能差异较小。经过[N-AC-L-pro][Cl]修饰后PPL展现出最高的酶活，达到原酶的2.5倍。经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL展现出最佳的酶学性能，在酶活提高了1.0倍的同时，热稳定性提高了2.6倍（50℃，2.5 h），对映体选择性提高了1.5倍，在强极性质子溶剂甲醇中的稳定性也提升了1.3倍，且在不同温度、pH下也展现出了较好的稳定性与耐受性。通过荧光光谱和圆二色谱表征证明，手性离子液体成功嫁接到PPL的表面，引起脂肪酶构象的改变，从而促使酶的催化性能发生改善。通过该研究，手性离子液体被证实为是一种可用于酶分子改造并提升选择性在内各项催化性能的新型且有效的修饰剂。     

葡聚糖修饰漆酶的制备及其催化特性和稳定性

将经NaIO₄氧化处理的葡聚糖（500×10³）连接在漆酶分子上以提高漆酶在酸性溶液环境中的稳定性。HPLC和SDS-PAGE分析表明葡聚糖修饰漆酶的分子量在200×10³以上。荧光光谱和圆二色性光谱分析表明修饰漆酶保持了天然漆酶的三级和二级结构。酶催化反应显示修饰漆酶与天然漆酶具有类似的底物亲和性和催化活性，而其在酸性条件下的稳定性显著提高。通过葡聚糖修饰使得漆酶在pH 3,50℃下的酶活半衰期从0. 07 h提高到17. 1 h，在含30%（体积）乙腈, pH 3下的酶活半衰期从0. 11 h提高到10. 3 h。在不同pH下测定修饰漆酶在216 nm处的圆二色性光谱，结果显示偶联葡聚糖增强了漆酶分子的结构稳定性，提高了其在高温及有机溶剂存在下的催化活性。     

手性脯氨酸类离子液体化学修饰猪胰脂肪酶催化性能研究

通过化学修饰同时提高脂肪酶包括选择性在内的酶学性能具有重要意义。以N-乙酰-脯氨酸作为手性源制备的四种离子液体对猪胰脂肪酶(PPL)进行化学修饰,通过三硝基苯磺酸法(TNBS)测定了修饰度,采用水解4-硝基苯酚棕榈酸酯的反应测定酶活。正如预期的一样,所有修饰酶的酶学性能均得到显著改善。其中修饰酶的热稳定性、有机溶剂耐受性、不同温度和pH下的耐受性甚至对映体选择性均得到同时提升。结果也表明,离子液体的组成及构型对修饰酶的酶学性能有较大程度的影响,经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL各项催化性能明显优于[BMIM][N-AC-D-pro],而经过[N-AC-L-pro][Cl]和[N-AC-D-pro][Cl]修饰的PPL催化性能差异较小。经过[N-AC-L-pro][Cl]修饰后PPL展现出最高的酶活,达到原酶的2.5倍。经过[BMIM][N-AC-L-pro]修饰后的PPL展现出最佳的酶学性能,在酶活提高了1.0倍的同时,热稳定性提高了2.6倍(50℃,2.5 h),对映体选择性提高了1.5倍,在强极性质子溶剂甲醇中的稳定性也提升了1.3倍,且在不同温度、pH下也展现出了较好的稳定性与耐受性。通过荧光光谱和圆二色谱表征证明,手性离子液体成功嫁接到PPL的表面,引起脂肪酶构象的改变,从而促使酶的催化性能发生改善。通过该研究,手性离子液体被证实为是一种可用于酶分子改造并提升选择性在内各项催化性能的新型且有效的修饰剂。     

新型层状交联酶聚集体的制备条件优化与性质研究

以假丝酵母脂肪酶（Candida sp.lipase）为研究对象,开发了一种新型层状交联酶聚集体。用蛋白或氨基酸对纳米氧化锌粒子进行修饰,继以交联剂交联后作为核芯,酶分子再交联在纳米核表面形成层状结构。实验结果表明牛血清白蛋白（BSA）是纳米氧化锌适宜的修饰剂。并且对纳米芯层状交联酶聚集体（BSA-N-LCLEAs）其他制备条件进行了优化,优化后BSA-N-LCLEAs制备条件为：沉淀剂硫酸铵饱和度为58%,交联剂戊二醛浓度为3.5%,交联温度和时间分别为0℃和2 h。BSA-N-LCLEAs酶活收率较传统CLEAs提高了196.5%。扫描电镜表征表明BSA-N-LCLEAs较传统CLEAs孔道大幅增加。纳米芯层状CLEAs的pH稳定性和热稳定性也都比传统CLEAs有所提高,并将该固定化酶用于催化维生素E琥珀酸酯的合成,反应五批次后反应产率还能达90%左右,说明该新型交联酶聚集体具有良好的催化活性和操作稳定性。     

磁响应交联糖化酶聚集体的制备及催化特性

提出了一种采用羧基磁性纳米粒子制备杂化磁响应交联酶聚集体（M-CLEAs）的方法。表面羧基修饰的约10 nm的磁性纳米粒子与酶分子表面的氨基位点通过静电相互作用,形成复合物,在磁场作用下可将磁性纳米粒子-酶复合物从溶液中分离,经戊二醛交联即形成M-CLEAs。传统的表面氨基修饰的磁性纳米粒子与酶需在沉淀剂作用下,从溶液中分离,而后采用戊二醛共交联,而本方法无须沉淀剂,过程更为简化。以糖化酶为对象,对该过程的影响因素（交联时间、pH、酶浓度、戊二醛浓度等条件）进行了探索,并对制得的M-CLEAs的酶学性质进行了较为详细考察。结果表明,最优制备条件为：酶浓度1 mg·ml^-1,磁流体浓度10 mg·ml^-1,戊二醛浓度0.25%（质量体积比）,在pH 6.0下交联反应6 h,最终载酶量可达80 mg·g^-1、比活为50 U·mg^-1。制得的固定化酶pH稳定性、热稳定性和储存稳定性均显著改善,可实现糖化酶重复使用10次,仍保留接近60%的酶活。     

8-(6-氨基己烷)-氨基-NADH的制备和表征

采用1,6-己二胺对烟酰胺辅酶(NADH)的腺嘌呤C8位点进行定点修饰,通过DEAE-Sepharose层析分离得到产物8-(6-氨基己烷)-氨基-NADH. 经优化制备过程和分离条件,其收率可达60%. 在pH 2.2~8.0内系统考察了修饰产物的pH稳定性,结果表明在不同种类的缓冲液中,修饰后辅酶的稳定性均有显著提高,在pH 6.5的柠檬酸盐和pH 8.0的磷酸盐缓冲液中,半衰期分别延长11和5倍. 通过利用乳酸脱氢酶(LDH)和谷氨酸脱氢酶(GDH)测定修饰前后辅酶的活性,发现相同反应条件下修饰后辅酶的反应速率分别是天然NADH的3.0~3.8倍(LDH)和1.3~1.4倍(GDH).     

固定化漆酶对二氯酚的脱氯作用

采用活性炭吸附与海藻酸钙凝胶包埋相结合的方法使Coriolus versicolor漆酶固定化.利用固定化漆酶对2,4-二氯酚进行脱氯反应,其最适pH值为4.5、最适温度为40℃.与游离酶相比,固定化酶反应的pH值和温度范围更宽,其稳定性得到了明显改善.使用柱式固定化酶反应器处理2,4-二氯酚,在批式反应工艺条件下,当底物浓度为1 mmol•L^-1、反应3～5 h, 2,4-二氯酚的去除率可达99.5%以上（脱除的氯离子浓度达0.5 mmol•L^-1）.连续8批反应的结果表明：固定化漆酶性能稳定、催化效率高,在环境污染废水治理方面具有良好的应用前景.     

磁性硅基壳聚糖微球固定化柚苷酶水解柚皮苷的研究

本文在磁性Fe3O4外包覆一层SiO2,再在其外包裹壳聚糖制备出磁性硅基壳聚糖微球（MSC）,对MSC进行环氧基修饰后用于柚苷酶的固定化研究,并对磁性硅基壳聚糖微球固定化柚苷酶水解柚皮苷的pH、温度、操作和储藏稳定性进行了考察。通过单因素实验,确定了环氧基修饰的磁性硅基壳聚糖微球（MSCE）固定化柚苷酶的最佳工艺条件为：pH 3.0,温度30 ℃,时间4 h、给酶量57.48 U/mL。在此条件下,MSCE固定化柚苷酶的载酶率、酶活回收率和酶比活力分别为31.29%、88.92%和409.33 U/g。与游离柚苷酶相比,MSCE固定化柚苷酶用于水解柚皮苷具有良好的pH稳定性和温度稳定性,重复使用8次后仍具有53.36%的相对酶活力,4 ℃条件储存一个月后仍具有80.97%的相对酶活力。     

石墨烯量子点纳滤膜的仿生修饰及稳定性研究

亲水修饰是提高纳滤膜抗污染性能的重要方法。采用氯化胆碱（ChC）对石墨烯量子点（GQDs-TMC）纳滤膜进行后处理仿生修饰,模拟细胞膜上磷酰胆碱的两性离子抗污染表面。红外光谱（FTIR）和表面元素分析（EDS）表明ChC以共价键结合在纳滤膜分离层上。提高反应温度和氯化胆碱溶液浓度,可以增加纳滤膜的仿生修饰程度。ChC的季铵基团与GQDs-TMC纳滤膜分离层羧基基团形成两性离子结构,提高了仿生修饰（GQDs/ChC-TMC）纳滤膜的亲水性,降低了表面电势,提高了对染料分子和二价盐离子的截留率,并且显著增强了抗污染性能。经过酸、碱和氧化剂溶液浸泡处理及高温纳滤膜分离实验,GQDs/ChC-TMC纳滤膜的渗透率和截留率均未发生较大改变,表明仿生纳滤膜具有优异的化学稳定性和耐热稳定性。     

Hydrogels of modified ethylenediaminetetraacetic dianhydride gelatin conjugated with poly(ethylene glycol) dialdehyde as a drug‐release matrix

Hydrogels have been recognized as versatile biomaterials in biomedical applications. This article describes the synthesis and characterization of a poly(ethylene glycol) (PEG) dialdehyde derivative, the modification of gelatin with ethylenediaminetetraacetic dianhydride (EDTAD), and the conjugation of PEG dialdehyde for enhanced hydrophilicity, biocompatibility, and flexibility. Hydrogels of gelatin conjugated with various percentages of PEG dialdehyde (10–30%), 35% EDTAD‐modified gelatin, and 12% PEG dialdehyde conjugated with 31% EDTAD‐modified gelatin with or without 1% chlorhexidine were prepared. For all the synthesized gel formulations, the swelling kinetics and drug release in pH 7.4 and pH 4.5 buffers at 37°C were studied. Gels of PEG‐conjugated gelatin, 35% EDTAD‐modified gelatin, and 12% PEG conjugated with 31% EDTAD‐modified gelatin, with or without 1% chlorhexidine, showed significantly improved swelling ratios in comparison with gelatin. The drug release was unaffected by an increase in the percentage of PEG conjugation with gelatin. Complete drug release was recorded within 48 h in the pH 4.5 buffer, whereas in the pH 7.4 buffer, the drug release was accomplished within 128 h. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 91: 1059–1067, 2004     

Synthesis and characterization of pH‐and salt‐sensitive hydrogel based on chemically modified poultry feather protein isolate

Hydrogels were synthesized from poultry feather protein by crosslinking ethylene diamine tetraacetic dianhydride (EDTAD)‐modified feather protein isolate (FPI) with glutaraldehyde (Glu). Different molar ratios of EDTAD/FPI were used to obtain FPI of different degrees of acylate modification. Differential scanning calorimeter measurements of glass transition temperature suggested that hydrogel formation was based on the hydrogen bond between EDTAD‐modified FPI segments. The swelling properties of modified FPI hydrogel were investigated in deionized water and in solutions of different salt contents (i.e., ionic strengths) and pH. An optimal swelling ratio (SR) of 63 g/g was obtained when molar ratios of EDTAD/FPI and Glu/FPI were 0.12 and 0.008, respectively. SR decreased substantially with increase in ionic strength, and at a given ionic strength, SR increased with solution pH in 4.0 to 10.0 range. The water transport mechanism of the hydrogel was also pH dependent and was controlled by Fickian diffusion and polymer relaxation. At higher pH value, the water transport profile became more dependent on polymer relaxation than at lower pH. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

Synthesis and properties of fish protein-based hydrogel

The novel use of fish protein (FP) in the manufacture of a superabsorbent hydrogel was investigated. Following the introduction of a large number of hydrophilic groups into fish protein by modification with ethylenediaminetetraacetic dianhydride (EDTAD), proteins were cross-linked by sulfhydryl-disulfide interchange reaction between the endogenous sulfhydryl groups and disulfide bonds to produce an insoluble gel structure. The water uptake of 76% EDTAD-modified FP hydrogel was 540 g water/g dry gel at 214 × g, and it depended on pH and ionic strength of the solution. The structural changes in proteins consequent to modification were also investigated. EDTAD-FP hydrogels had increased rigidity after glutaraldehyde treatment but displayed diminished water uptake characteristics.     

甜菜碱类离子液体化学修饰猪胰脂肪酶提升其酶学性能

设计并合成了不同链长、不同阴离子的甜菜碱离子液体对猪胰脂肪酶（porcine pancreatic lipase,PPL）进行化学修饰。所有修饰酶的各项酶学性能都有了明显提高,修饰剂的链长和阴离子对修饰效果有一定的影响;经[BetaineC₁₆][H₂PO₄]修饰的PPL表现出最佳的酶学性能,其酶活是原酶的3.4倍,在60℃下保存45min后的酶活是原酶的8.7倍,在强极性非质子溶剂二甲基亚砜中储存2h后稳定性提高了1.7倍,催化α-苯乙醇转酯化反应的对映体选择性提高了2.0倍。动力学测试结果表明修饰酶较原酶有更高的底物亲和力。荧光光谱表征表明,随着修饰度的增加,荧光强度逐渐降低。圆二色谱表征表明离子液体修饰剂的引入引起了PPL二级结构的变化,修饰后酶的α-螺旋含量降低,β-折叠含量上升,使酶的活性和稳定性得以提升。证实以甜菜碱类离子液体作为修饰剂可以同时有效提升脂肪酶的各项酶学性能,为酶的化学修饰拓展了一种新型、高效的修饰剂。     

快速溶胀pH敏感明胶水凝胶的研究

明胶具有生物降解性及良好的生物相容性,已被广泛用于照相、食品及医药工业。为开发明胶的新用途,用乙二胺四乙酸酐(EDTAD)成功地对明胶进行了乙酰化改性,研制出了酰化明胶水凝胶,用紫外-可见分光光度法确定了酰化反应的工艺条件为:调节w(明胶)=1%水溶液的pH到12,在室温下反应2~3 h。酰化后明胶溶液的等电点向低pH方向移动,改性明胶所生成的水凝胶达到溶胀平衡所需的时间大幅度减小,平衡溶胀率呈几十甚至几百倍提高,且当m(EDTAD)∶m(明胶)<1∶15时,随着酰化剂用量的增加,改性明胶水凝胶的平衡溶胀率最高可达110左右。且水凝胶具有pH敏感性和离子强度敏感性,pH敏感点为pH≈4。     

Functionally‐modified egg white albumen hydrogels

Hydrogels were prepared by using egg white albumen (EWA) before and after chemical modification of its lysyl residues with ethylenediamine tetraacetic dianhydride (EDTAD) to incorporate carboxylic groups. This resulted in an increase in swelling ratio of the EWA hydrogels. The swelling ratio increased dramatically in deionized water substantially, more than in pH 7.4 buffer solution. The effects of medium pH, temperature and swelling were investigated, along with crosslinking of the gel network by glutaraldehyde (GLA), as well as acetone treatment. The gels denatured by acetone showed an insignificant increase in swelling ratio for the gels crosslinked with GLA during gel preparation, which is in contrast to the gels crosslinked subsequent to gel formation. The swelling behavior was positively affected by temperature and time. However, an insignificant effect of pH was observed due to electrostatic screening of the carboxylic groups by sodium ions in the buffer solution. Availability of various functional groups on EWA has resulted in adsorption of metals (Cu⁺² ions) and non‐metals (PO₄^?2 anions). Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

改性活性碳纤维对苯胺吸附特性分析

开展了等离子体改性活性碳纤维对苯胺吸附性能的理论和实验研究。通过改变等离子体改性功率和改性时间,探寻最佳改性条件;采用BET、XPS、FTIR、热重测试对改性前后活性碳纤维理化特性进行了表征分析。结果表明,在等离子改性功率为22W,时间为3min时为最佳改性条件;改性后的活性碳纤维对水溶液中苯胺的去除率可达79.3%,去除率提高了8%。微观上等离子体改性使得活性碳纤维表面含氧官能团含量增加,增强对溶液中苯胺的吸附效果。吸附实验结果表明,改性前后活性碳纤维对苯胺的吸附在溶液pH为6时,吸附效果最佳;但达到同一去除率时改性活性碳纤维的速度更快,并且平衡吸附容量也更大。采用准一级和准二级动力学模型对该吸附过程进行描述,其改性前后均用准二级动力学拟合效果更好,表明活性碳纤维结构的特殊性使其对苯胺的吸附以化学吸附为主。活性碳纤维的等离子体改性提高了其对水溶液中苯胺的吸附速度和容量,增强去除效果降低了苯胺对环境的危害。     

草酸二甲酯加氢合成乙二醇Cu/SiO_2催化剂的稳定性试验研究

合成气经草酸二甲酯加氢制乙二醇技术在工业应用过程中存在一些技术难题,其中草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的稳定性是制约该技术发展的瓶颈。以Cu/SiO_2草酸二甲酯加氢催化剂A为研究对象,通过2 600 h的稳定性实验研究,考察反应温度对草酸二甲酯转化率、乙二醇选择性以及产物中乙醇酸甲酯含量的影响,为合成气经草酸二甲酯制乙二醇技术的工业应用优化提供重要的技术支持。结果表明,当反应压力2.8 MPa、空速(0.3~0.5)h-1、氢酯物质的量比120~140和反应温度216℃时,草酸二甲酯转化率近100%,乙二醇选择性大于95.0%,产物中乙醇酸甲酯质量分数小于0.5%,Cu/SiO_2催化剂A稳定性较好。     

汞盐在Fe(Ⅲ)-草酸盐络合物体系中的光化学还原研究

进行了Fe（Ⅲ）-草酸盐配合物体系对含Hg（Ⅱ）的模拟废水的光化学还原处理研究，当pH=5.0时，Hg（Ⅱ）光化学还原效率最好.在实验选择的[Fe（Ⅲ）]和草酸盐浓度范围内，Fe（Ⅲ）和草酸盐浓度的增加能提高Hg（Ⅱ）的光化学还原效率.CH3OH也能提高Hg（Ⅱ）的光化学还原效率.     

微孔聚丙烯膜表面壳聚糖季铵盐的共价修饰及其抗菌性能

为了赋予微孔聚丙烯膜（MPPM）抗菌能力,增强其抗污染性能,本文通过丙烯酸的光引发接枝聚合、壳聚糖与聚丙烯酸的酰胺化反应、壳聚糖胺基与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的开环加成,成功地在MPPM膜表面通过共价修饰技术构建了壳聚糖季铵盐修饰层。构建过程通过FTIR、XPS和荧光素二钠盐染色分析得到了证实。静态水接触角和吸水量实验结果表明,制得的修饰膜具有优异的表面润湿性和吸水性,吸水量可达11.23mg/cm²,为未修饰MPPM的1123倍。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为代表,采用平板活菌计数法考察了修饰膜的抗菌性能和抗菌稳定性。研究结果表明,修饰膜具有良好的抗菌活性,对大肠杆菌的抗菌率可达98%,对金黄色葡萄球菌的抗菌率可达100%,且抗菌效果稳定,在水处理领域具有潜在的应用前景。