用于脂肪酶固定化的磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体的制备研究

通过改进St?ber法制备出磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2复合载体。具体制备流程为:将磁性纳米Fe_3O_4溶胶、正硅酸乙酯(TEOS)与分散剂超声分散混合,使其形成W/O的混合体系,然后将该混合溶液缓慢均匀加入至一定温度的乙醇和氨水混合液中搅拌反应一段时间,洗涤烘干得到磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2复合载体。用X-射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、震动样品磁强仪(VSM)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分别对载体进行表征。结果表明,用此种方法合成的复合载体Fe_3O_4晶型结构不变、粒径为25～30 nm、包裹厚度3～5 nm、粒径均一、易分散,具有超顺磁性,复合载体的比饱和磁场强度较Fe_3O_4只减弱0.8 emu/g。磁性纳米Fe_3O_4-SiO_2载体固定化脂肪酶催化脂肪反应的酯化率达到了36.78%,能满足酶分子固定化实际使用时对磁性和不同粒径的需求。     

脂肪酶在磁性纳米粒子上固定化及其酶学性质研究

以Fe_3O_4纳米粒子为载体,碳化二亚胺为交联剂,共价结合制备固定化脂肪酶,探讨脂肪酶固定化影响因素,并对固定化脂肪酶性质进行研究;运用TEM测定其粒径,用FTIR检测脂肪酶—Fe_3O_4磁性纳米粒子耦联。结果表明,脂肪酶固定化适宜条件为:200 mg磁性纳米粒子,加入2 ml 2.5mg/mL脂肪酶磷酸盐缓冲液(0.1mol/L,pH7.5),在4℃超声分散45 min,固定化酶最适pH为7.0,最适温度为45℃,均与游离酶相似;与游离酶相比,该固定化脂肪酶热稳定性明显提高,并具有良好操作和存储稳定性。     

Fe_3O_4-SiO_2载体制备和脂肪酶固定化条件优化

通过共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了Fe3O4-Si O2磁性纳米粒子,将Fe3O4-Si O2磁性纳米粒子表面进行氨基化修饰得到磁性纳米复合载体,用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对载体进行了表征。通过考察加酶量、戊二醛浓度,固定化时间和温度等因素对蛋白固载率和脂肪酶活力的影响,获得了脂肪酶固定化的最适条件。在0.02g/m L脂肪酶液加入量为8.30m L,戊二醛浓度为8.20%时,在温度24℃条件下,固定化4h,制备的固定化脂肪酶酶活3449U/g。     

磁性纳米粒固定化脂肪酶的制备及稳定性研究

高温热解制备磁性Fe_3O_4纳米粒并修饰羧基后作为载体,以EDCl作为游离羧基活化剂、NHS为活性羧基稳定剂,对脂肪酶进行共价固定化和稳定性研究。结果表明:制备的磁性纳米粒直径约21 nm,羧基修饰量为0.90×10~(-4) mmol/mg。优化的固定化条件为:对1 m L含铁5 mg/m L的羧基化Fe_3O_4纳米粒溶液,EDCl和NHS用量均为5.8×10~(-4) mmol,脂肪酶添加量为7 mg,反应时间1 h,得到的固定化酶冻干粉表观比酶活为1.03 U/mg。与游离脂肪酶相比,该固定化酶具有很好的存储、p H和热稳定性,循环水解橄榄油6次后,酶活回收率仍可保持65%。     

生物可用型纳米磁珠的制备和改性研究

纳米磁珠在生物医学领域应用日益广泛,但仍存在尺寸不均、分散性差、改性过程中强磁性难以保持和功能化程度偏低等缺点。为克服上述缺点,首先制备尺寸均匀的Fe_3O_4超细强磁核,再先后利用正硅酸乙酯、3-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行功能改性,分别得到硅羟基化磁珠Fe_3O_4@SiO_2和氨基化磁珠Fe_3O_4@SiO_2—NH_2,最后研究Fe_3O_4制备及改性过程中其磁性、分散稳定性、功能化程度的影响因素。结果表明,在室温及氮气保护下,氨水量50mL,浓度1mol/L时,Fe_3O_4磁性最强,达到56eum/g,乙醇中稳定分散8d;正硅酸乙酯量0.5mL时,所得硅羟基化磁珠磁性为30eum/g,在乙醇中可稳定分散12d;甲苯中70℃下,所得氨基化磁珠磁性仍有25eum/g,乙醇中可稳定分散14d,且其氨基接枝率达2.306mmol/g,高于文献报道值;因而,该研究所得的改性纳米磁珠具有更好的分散性及更强的磁性,且其表面携带丰富的羟基或氨基活性基团,更易与各种有机活性分子作用,具有广阔的生物医药应用前景。     

基于阳离子改性的四氧化三铁的结构与性能优化

为提高空气气氛下阳离子改性的四氧化三铁(Fe_3O_4)的结构与性能,进一步优化了聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性的Fe_3O_4的制备工艺。利用X射线衍射仪、粒度分析仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计等进行表征与测试,研究了利用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子的过程中,PDDA在Fe_3O_4晶粒成型的不同阶段进行改性对最终产品质量的影响。结果表明:当PDDA在Fe_3O_4晶粒成型后直接进行改性,其包覆厚度适宜,包覆率约为2.01%;包覆外观均匀,表现为Fe_3O_4纳米粒子均匀分散于PDDA中;得到的磁性复合纳米粒子磁性最强,可高达3.47×10~5A/m。     

磁性壳聚糖微球固定化黄嘌呤氧化酶及其酶学性质的研究

本文利用化学共沉淀法制备Fe_3O_4磁性颗粒,并以此为磁核通过乳化交联法制备磁性壳聚糖微球,以环氧氯丙烷对微球表面进行活化,用于黄嘌呤氧化酶的固定化研究。以微球表面的环氧基密度为活化指标,确定了活化过程的最适工艺条件:环氧氯丙烷体积分数为40%,Na BH4浓度为0.60 g/L,NaOH浓度为1.20 mol/L。对微球进行结构表征,结果表明:壳聚糖成功包裹了Fe_3O_4磁性粒子,且已活化微球的表面具有环氧基活性基团;Fe_3O_4磁性粒子、未活化和已活化磁性壳聚糖微球的中径分别为2.16、20.30和24.69μm。活化结束后,将黄嘌呤氧化酶固定在磁性微球上。以酶活为指标,确定最适固定化工艺为:时间1 h,温度30℃,pH8.0。对固定化黄嘌呤氧化酶的酶学性质研究,结果表明:酶的最适作用温度为48℃,最适作用pH为8.5,酶具有良好的热稳定性、pH稳定性及操作稳定性。     

磁性纳米粒子修饰碳纳米管复合材料对菠菜中9种有机磷农药吸附性能研究

本实验采用了Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管得到吸附性能较好的磁性纳米复合材料,利用气相色谱法测定菠菜中9种有机磷农药的含量,并比较了改性介孔碳、石墨烯、活性炭、碳纳米管、Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管复合材料和Fe_3O_4纳米粒子等不同吸附材料对菠菜中9种有机磷农药吸附能力。Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管磁性纳米复合材料通过透射电镜扫描进行表征,并探讨了Fe_3O_4纳米粒子修饰碳纳米管磁性纳米复合材料对菠菜中9种有机磷农药吸附稳定性和回收率。结果表明,改性碳纳米管对菠菜中9种有机磷农药的吸附能力最强,且稳定性良好和回收率较高,其回收率最大可以达到93.5%。     

金磁微粒的制备及其催化性能

采用水热法快速制备Fe_3O_4纳米粒子,并通过表面氨基化与金纳米粒子自组装方法构建金磁微粒(Fe_3O_4@Au),优化金磁微粒的制备工艺,并表征其性能。结果表明,1%浓度的葡萄皮浸泡液制备金纳米粒子,其粒子平均粒径为7 nm,氨基化的Fe_3O_4纳米粒子可以有效固载金纳米粒子,最优制备工艺为:Fe_3O_4混悬液添加量2 m L,温度60℃,时间60 min。金磁微粒饱和磁化强度为61 emu/g,且具有良好的催化性能。     

粒径对Fe3O4@Con A吸附脱脂乳中乳铁蛋白的影响

以Fe~(2+)和Fe~(3+)制备的磁性纳米粒子,通过X-射线衍射测定其晶格、傅里叶变换红外光谱测定其非极性化学键确定合成的磁性纳米粒子为Fe_3O_4、扫描电镜结果表明转速为100 r/min磁性纳米粒子形貌不统一、200 r/min磁性纳米粒子呈椭球形。将伴刀豆蛋白A分别修饰到两种磁性纳米粒子表面,激光粒度仪度分别测定了修饰后Fe_3O_4@Con A的平均粒径分别为(82.49±20.34)nm和(9.77±0.02)nm,振动磁强计测量结果表明修饰后Fe_3O_4@Con A磁强度分别为3.68 emu/g和5.36 emu/g。二种粒径的Fe_3O_4@Con A从脱脂乳中回收乳铁蛋白的洗脱液的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis,SDS-PAGE)结果表明,200 r/min制备的Fe_3O_4@Con A对脱脂乳中回收乳铁蛋白的专一性优于100 r/min的Fe_3O_4@Con A。     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁纳米复合物的应用研究进展

还原氧化石墨烯/四氧化三铁(RGO/Fe_3O_4)纳米复合物是一种新型的磁性纳米材料,集Fe_3O_4和RGO的优点于一体,具备高比表面积、高稳定性、超顺磁性等优越的机械、电、热、光学特性,充分展现其在理论研究以及实际应用方面的价值和潜力。本文对近几年RGO/Fe_3O_4磁性纳米复合物材料在磁性固相萃取、锂电子电池、传感器材料、电磁波吸收、催化剂、酶的固定化、药物传输以及磁控开关方面的应用研究进展进行了综述,重点综述了RGO/Fe_3O_4磁性纳米复合材料在磁性固相萃取方面的应用研究,分析对象包括染料、金属离子、农兽药、增塑剂、抗生素以及生物大分子,展现出其在分离富集领域的巨大应用潜力。最后,提出RGO/Fe_3O_4纳米复合材料在研究中存在的问题,并对该材料的研究发展方向进行了展望。     

改性镁铝水滑石固定化脂肪酶控制废纸浆中胶粘物的研究

用NaOH/H_2O_2混合溶液对镁铝水滑石进行改性,以改性后的水滑石为载体对脂肪酶进行固定,并将固定化的脂肪酶用于造纸工业中胶黏物的控制,探究改性条件对酶的固定化及胶黏物去除的影响。结果表明,改性温度对酶的固定化影响较大。最优改性条件下酶的结合效率高达83.47%,胶黏物的去除率可达63.32%。对固定化的酶进行重复使用率的研究,表明固定化酶在胶黏物去除方面的重复使用率可达80%以上。     

金磁纳米颗粒的制备及其在表面增强拉曼光谱快速检测黄曲霉毒素B1中的应用

本文采用纳米Fe_3O_4颗粒作为磁性核心,先用四乙氧基硅烷、再用3-巯丙基三乙氧基硅烷和3-氨丙基三乙氧基硅烷修饰Fe_3O_4颗粒,形成表面带-NH_2和-SH的Fe_3O_4/SiO_2纳米颗粒,进一步通过-NH_2的静电吸附和Au-S键的作用将金纳米颗粒组装在Fe_3O_4/SiO_2表面,形成具有核壳结构的Fe_3O_4/SiO_2/Au金磁纳米颗粒,并用透射电子显微镜镜(TEM)、能量色散X射线光谱仪(EDX)、紫外可见分光光度计(UV-vis)等技术对金磁纳米颗粒进行了形貌观测及性质表征。利用Fe_3O_4/SiO_2/Au金磁纳米颗粒作为拉曼活性基底,用表面增强拉曼光谱仪对黄曲霉毒素B1(AFB1)进行直接快速检测,发现无外磁体浓缩的情况下AFB1的检测限大于10.0μg/m L,在外磁体浓缩金磁纳米颗粒的情况下检测限降低100倍(≤0.1μg/m L),检测线性范围0.1μg/m L~10.0μg/m L,检测的样品回收率为84.35%~91.98%,相对标准偏差在4.88%~9.90%之间。     

固定化全细胞葡枝根霉YF6合成生物柴油的研究

以聚氨酯为葡枝根霉（Rhizopus Stolonifer）YF6全细胞固定化载体,以2％全脂豆粉、0．5％菜籽油为主要氮碳源,150r／min振荡培养48h后,再加入0．1％的大豆油继续培养24h;滤出固定化茵丝载体,真空干燥,制成干燥的固定化YF6全细胞催化剂。在醇油摩尔比为3：1,甲醇分3次等量加入（可避免脂肪酶在甲醇溶液中失活）,反应温度35℃,固定化酶加量3％条件下,其催化酯化反应的酯化率达到89％左右。该生物催化剂不仅能催化菜籽油、大豆油等植物油经酯化反应生成脂肪酸甲酯,而且也能催化高酸值废弃油酯化反应形成生物柴油。     

Fe_3O_4@Au模拟酶快速检测亚硫酸盐的研究

以水热法合成磁性Fe_3O_4微粒,通过对其表面氨基化修饰与金纳米粒子自组装方法构建金磁微粒(Fe_3O_4@Au),并表征其性能。Fe_3O_4@Au纳米微粒能够有效地催化过氧化氢氧化底物2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS),产生颜色变化。利用亚硫酸根离子具有较强的还原性,可使氧化的显绿色的ABTS+褪色为ABTS的原理,建立一种亚硫酸根的快速比色检测方法,优化检测体系,分析其回收率和选择性。结果表明,氨基化的Fe_3O_4纳米粒子可以有效固载金纳米粒子,金磁微粒饱和磁化强度为43emu/g。检测体系最优条件为:H_2O_2浓度0.1mol/L,催化温度70℃,反应时间60s。在优化条件下,亚硫酸根浓度在0.0001～0.02mol/L范围内具有良好的线性关系,线性相关系数R~2值为0.9872,检测限为1.47μmol/L,样品回收率为95.26%～110%,选择性良好。该研究对食品中亚硫酸盐的检测具有潜在的应用价值。     

磁性Fe_3O_4协同海藻酸钠固定化葡萄糖氧化酶

采用以化学共沉淀法制备出的Fe_3O_4纳米粒子与海藻酸钠结合,制备出磁性微球,再以戊二醛作为交联剂固定化葡萄糖氧化酶,研究了该材料对葡萄糖氧化酶的固定化条件以及磁性固定化酶的酶学性质。结果表明,制备固定化葡萄糖氧化酶的最佳条件为:海藻酸钠浓度为1.5%,海藻酸钠与Fe_3O_4的质量比为5:4,CaCl_2浓度为2%,戊二醛浓度为0.5%,交联时间为1.5 h;最适反应温度提高为40℃,最适反应pH值提高为6.5;热稳定性有一定提高;重复使用5次后,相对酶活仍剩余58.91%。磁性海藻酸钠固定化葡萄糖氧化酶会提高酶的稳定性,有利于工业化生产。     

碳纤维负载Fe_3O_4复合材料制备与吸波性能分析

为了获得能够在宽带范围内吸收电磁波的低密度材料,采用多巴胺修饰的方法对碳纤维进行改性,通过负载Fe_3O_4磁性颗粒制备了一种吸波复合材料。探究了Fe~(3+)浓度、反应时间和煅烧温度对改性效果的影响,并测试了该吸波复合材料的表面形态和吸波性能。试验发现:当Fe~(3+)浓度0.3 mol/L,反应时间8 h,煅烧温度700℃时纤维的改性效果最为理想;Fe_3O_4纳米粒子能均匀分布在碳纤维表面;制备出的吸波复合材料的最大反射率在11.7 GHz时达到-55.4 dB,有效吸收带宽12.1 GHz。认为:负载纳米Fe_3O_4磁性颗粒可以有效地提高碳纤维对电磁波的吸收。     

基于磁性纳米材料和适配体的荧光传感器检测牛奶中黄曲霉毒素M_1

根据荧光共振能量转移原理,利用磁性纳米材料的磁性分离技术及荧光猝灭能力,构建了基于磁性纳米材料和适配体的荧光传感器,用于高灵敏检测牛奶中黄曲霉毒素M_1(aflatoxin M_1, AFM_1)。标记羧基荧光素(carboxy-fluorescein, FAM)的适配体通过静电作用吸附在Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面,并与Fe_3O_4发生能量共振转移,导致荧光猝灭;当体系中存在AFM_1时,适配体与AFM_1特异性识别并形成折叠结构,适配体从Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面脱附,使得荧光信号恢复,据此可实现对FAM_1的定量检测。该研究对所制备的Fe_3O_4磁性纳米颗粒进行表征,透射电镜结果表明,Fe_3O_4磁性纳米颗粒粒径在10～15 nm。在优化的实验条件下,该传感器的线性范围为0.05～0.70μg/L,检测限为0.02μg/L。利用荧光传感器检测牛奶中AFM_1的回收率为82.5%～102.3%。     

磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒的制备及对CW-2细胞膜流动性的影响

目的:制备磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒,并研究其对CW-2细胞膜流动性的影响。方法:以磁性Fe_3O_4纳米微粒为内核,负载具有抑制肿瘤增殖作用的带鱼酶解小肽,通过共沉淀法合成磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒,采用X射线衍射、透射式电子显微镜、原子力显微镜等方法对该纳米粒子结构进行表征;利用荧光偏振法研究该微粒在非磁场与交变磁场中对CW-2人结肠癌细胞膜流动性的影响。结果:共沉淀法合成的磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒呈球形,粒径约10 nm,分布较均匀,颗粒之间有黏连现象,形成缠绕弯曲的线状。与单体磁性Fe_3O_4纳米微粒相比,带鱼酶解小肽的包覆增强了纳米铁微粒的分散稳定性;该粒子最佳使用p H值范围是6.5~9.0,比较适合于在生物体系中应用。细胞膜流动性检测显示24 h时实验组CW-2细胞膜荧光偏振度P值显著减小、平均微黏度η值减小,表明磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒可使CW-2细胞膜流动性增大,作用呈量效关系。结论:磁性Fe_3O_4纳米带鱼肽微粒在交变磁场中增强了带鱼酶解小肽的抗肿瘤活性。     

CoFe_2O_4/Co_3Fe_7-Co纳米核壳结构的微波吸收性能

利用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的CoFe_2O_4纳米颗粒,再通过H_2热还原法在颗粒表面形成Co_3Fe_7-Co磁性金属纳米壳层,研究不同退火温度、相同还原温度下不同样品的静态和动态磁性.结果表明,还原后样品的饱和磁化强度以及分别代表介电损耗和磁损耗的复数介电常数的虚部和复磁导率的虚部都得到提高,且通过线传输理论计算得到,纳米核壳结构CoFe_2O_4/Co_3Fe_7-Co可有效提高材料的微波吸收性能.