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。     

以壳聚糖为载体固定化青霉素酰化酶的研究

介绍了以壳聚糖为载体固定化青霉素酰化酶需首先制备壳聚糖颗粒 ,使用戊二醛、甲醛、乙二醛 3种活化剂处理所得的壳聚糖颗粒 ,确定了以戊二醛为活化剂交联其上的氨基共价结合青霉素酰化酶的固定化方法。从戊二醛的浓度、pH值、固定化时间、固定化pH值、酶用量等条件摸索了最佳固定化条件 ,获得了酶活力为4 0 0 0 0U/ (g·h)、回收率为 5 0 %左右的固定化青霉素酰化酶。     

复合蛋白酶交联酶聚集体制备枸杞蛋白多肽

该研究利用交联酶聚体技术制备出复合蛋白酶交联酶聚体固定化酶,以酶活回收率为指标,通过单因素实验得到复合蛋白酶交联酶聚集体最佳制备条件：风味蛋白酶与木瓜蛋白酶比例为3∶1,沉淀剂硫酸铵浓度为60%,戊二醛浓度0.5%,交联时间为50分钟,交联pH为7.5。此时最大酶活回收率为80.32%。相比单一蛋白酶,复合蛋白酶交联酶聚集体具有更好的热稳定性和pH稳定性,同时表现出良好的连续多次水解枸杞蛋白的性能。以蛋白水解度为指标,优化后复合蛋白酶交联酶聚集体最佳水解条件为：温度为60℃,pH为6,酶浓度为10 mg/mL,水解时间为100 min,在此条件下枸杞蛋白水解度为41.21%,比游离复合蛋白酶提高了6.9%。     

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。     

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%。     

介孔纳米孔道中单维交联酶策略固定青霉素酰化酶

为解决酶固定化过程中稳定性较差的问题,将单维交联酶策略引入青霉素酰化酶的固定化中,通过在介孔泡沫硅载体(MCFs)表面初步吸附作用将酶固定,再用对本醌对酶分子进行交联,从而制得单维交联酶聚体。实验结果显示:单维交联酶聚体(CLEA)的稳定性有明显提高,最适温度从游离酶的45℃上升到55℃,催化温度的适用范围更宽,在50℃下热处理25 h仍保持74.4%活力,在测试操作稳定性方面,连续操作15次,其酶活保持在61.9%。     

以壳聚糖-戊二醛为载体柔性固定假丝酵母脂肪酶candida rugosa lipase

以壳聚糖-戊二醛(Chitosan-GA)为载体固定假丝酵母脂肪酶candida rugosa lipase(CRL)最高酶活可达240μ·g~(-1)。Chitosan-GA固定化酶循环使用4次后保留了20%左右的初始酶活力。固定化酶在水相中保存185d后保留了40%以上初始酶活力。固定化酶在有机溶剂(正庚醇)中浸泡120h后固定化酶酶活保留32.2%,而游离酶只保留原始酶活的8.5%。Chitosan-GA载体固定化脂肪酶在水相和有机相中的保存稳定性都好于游离酶。     

氨基树脂固定化S-腺苷甲硫氨酸合成酶的研究

以氨基树脂为载体对S-腺苷甲硫氨酸(SAM)合成酶进行固定化,优化了酶的固定化条件并对固定化酶的性质进行了研究。优化的固定化条件为:戊二醛体积分数5%、SAM合成酶添加量20mg·g-1、固定化时间5h。所制备的固定化SAM合成酶的酶活力为476.8U·g-1,酶活力回收率为74.5%。与游离SAM合成酶相比,固定化SAM合成酶的稳定性大幅提高,在50℃孵育5h酶活力仍保留61.2%,而游离SAM合成酶则完全失活;在pH值为6.0~6.5、8.0~9.5的缓冲溶液中,固定化SAM合成酶也更加稳定;固定化SAM合成酶连续催化反应10批次,酶活力保留86.3%;固定化SAM合成酶在4℃储存30d,酶活力保留81.4%。固定化SAM合成酶米氏常数KATPm=0.14mmol·L-1,KLm-Met=0.28mmol·L-1。     

基于乳化液体系脂肪酶球形酶的制备

在含有脂肪酶的油包水(W/O)乳化液体系中添加交联剂,经乳化交联后通过离心分离得到脂肪酶球形酶颗粒,考察了不同交联剂、交联时间和酶液质量浓度对球形酶活性的影响,得到制备脂肪酶球形酶的适宜条件为:以体积比1∶1的体积分数25%戊二醛溶液与体积分数3%聚乙烯亚胺溶液,在室温下反应5 min而形成的Glu-PEI共聚物为交联剂,交联2 h,酶质量浓度为50 g/L时形成的球形酶酶活残留率最高达到86.3%。     

青霉素酰化酶在高磁性无机复合材料上的固定化研究

利用共沉淀方法制备出饱和磁化强度为66.2emu/g的Fe3O4,通过溶胶-凝胶进行氨基功能化改性后饱和磁强度仍高达27.2e-mu/g,其剩磁和矫顽力均为0。对不同反应工艺制备的磁性复合载体进行固定化青霉素酰化酶（PGA）,当戊二醛的浓度为0.02%时,固定化酶的起始表观酶活为3198.38 IU/g,当戊二醛的浓度为0.1%时,进行持续间歇8次使用后,活性为起始活性的86.1%。     

Systemic Concocting of Cross-Linked Enzyme Aggregates of Candida antarctica Lipase B (Novozyme 435) for the Biomanufacturing of Rhamnolipids

In the present study, Candida antarctica lipase B was immobilized on amine-functionalized silica microspheres as cross-linked enzyme aggregates (CLEA) and utilized for the biomanufacturing of rhamnolipids (RL). Lipase CLEA synthesized under optimized conditions of 2.0:1.0 by volume of silica microsphere/enzyme concentration, a 1.0:2.5 (v/v) ratio of enzyme/2-propanol, 7 mM glutaraldehyde concentration, when incubated at pH 9.0 and 40 °C, for a cross-linking time of 30 min were observed to exhibit superior biocatalytic properties and a maximum enzyme load of 770 U g⁻¹. Lipase CLEA exhibited enhanced pH stability in acidic and alkaline media and increased temperature resistance as compared to free lipase. Both free and CLEA lipases were used to synthesize RL in different solvent systems. After 12 h, from initiation of the esterification, the degree of esterification (molar conversion yield) reached 46% and 71% in the batch mode. ¹H and ¹³C nuclear magnetic resonance (NMR) and high-performance liquid chromatographic (HPLC) analysis confirm RL production by CLEA lipase. The CLEA showed greater confrontation to enzyme-mediated bioprocess approach as compared to its soluble counterpart and exhibited excellent RL production and catalytic activity even after its tenth successive reuse.     

H-732阳离子交换树脂催化酯化反应

以H-732阳离子交换树脂为催化剂进行了酯化反应研究,合成了丁二酸单乙酯和乙酰水杨酸,通过单因素实验和正交实验优化了反应工艺。单因素实验结果表明：催化剂用量为丁二酸酐质量的20%、乙醇与丁二酸酐的摩尔比1.8∶1、反应时间2 h、反应温度90 ℃时,丁二酸单乙酯产率最高为68.76%;在丁二酸单乙酯的合成体系中加入分离出的副产物丁二酸二乙酯可以抑制副反应的发生,大大提高单酯的产率（90.79%）。正交实验结果表明：乙酸酐与水杨酸的摩尔比为3∶1,催化剂用量为水杨酸质量的14.50%,反应时间2 h、反应温度60 ℃时,乙酰水杨酸产率最高为77.57%;催化剂连续使用5次时,催化能力才有明显下降,对连续使用过5次的催化剂重新活化后催化能力无明显降低。     

Poly(allyl glycidyl ether-co-ethylene glycol dimethacrylate) copolymer beads as support for covalent immobilization of l-aminoacylase

Porous epoxy-activated copolymer beads were synthesized as support for the covalent immobilization of Aspergillus melleus l-aminoacylase. Here, a series of copolymer bead were synthesized using either glycidyl methacrylate (GMA) or allyl glycidyl ether (AGE) as monomer units and ethylene glycol dimethacrylate (EGDM) as cross-linking agent. The effect of monomer used and the effect of amount of cross-linking agent on covalent immobilization of aminoacylase were studied. Furthermore, the effect of porogen on immobilization of aminoacylase was also evaluated. AGE-co-EGDM copolymer beads gave higher binding of aminoacylase than GMA-co-EGDM copolymer beads. AGE-co-EGDM copolymer beads synthesized with lauryl alcohol as porogen and having 150% cross-linked density (i.e. AGE-(L)-150) gave maximum enzyme binding. Under optimum conditions, AGE-(L)-150 copolymer beads gave about 130 U/g of aminoacylase activity which corresponds to 72.24% of activity yield. Immobilized aminoacylase showed a broader pH, higher temperature and extended storage stability.     

11-钨锌杂多酸盐催化合成乙酸乙酯

合成了K8[CdZnW11O39（H2O）]、K8[NiZnW11O39（H2O）]和K8[CuZnW11O39（H2O）]3种具有Keggin结构的钨锌混配型杂多酸盐催化剂,以无水乙醇和冰乙酸为原料,催化合成乙酸乙酯。探讨了酸醇物质的量的比,催化剂的用量,反应时间和反应温度对酯化率的影响及催化剂的重复使用情况。结果表明反应最佳条件为：酸醇摩尔比为2.0,催化剂用量为原料质量的1%,反应时间为6.0 h,反应温度80℃,催化剂在连续使用5次情况下活性无明显下降。     

蓖麻油催化裂解制备癸二酸的清洁工艺研究

传统的蓖麻油裂解制备癸二酸工艺因使用稀释剂邻甲酚和催化剂铅氧化物而导致严重的环境污染。以对环境温和的液体石蜡作稀释剂,筛选环境友好型催化剂制备癸二酸,开发清洁生产工艺,研究发现,采用氧化铁作催化剂可取得良好的裂解反应效果。最佳工艺条件为：催化剂用量为蓖麻油质量的1.00%,V(稀释剂)∶V(蓖麻油)=4∶1,V(碱液)∶V(蓖麻油)=1∶1,反应温度280 ℃,反应时间4 h。在此条件下,癸二酸收率达67.2%,分离后纯度达到99.0%。表明氧化铁作为催化剂配合液体石蜡作稀释剂可望开发一条蓖麻油裂解制备癸二酸的清洁生产工艺。     

无硫高膨胀体积膨胀石墨的制备

采用化学氧化法,以粒径为180 μm的天然鳞片石墨为原料,在混酸（乙酸酐-磷酸-高氯酸）混合固体助氧化剂（高锰酸钾-重铬酸钾）体系下制得无硫可膨胀石墨。确定最佳合成条件为：m（鳞片石墨）∶V（混酸）∶m（高锰酸钾）∶m（重铬酸钾）=1（g）∶4（mL）∶0.1（g）∶0.1（g）,50 ℃反应60 min,40 ℃干燥2 h。在此条件下得到初始膨胀温度为 200 ℃的无硫可膨胀石墨,在500 ℃下的最大膨胀体积高达665 mL/g。通过SEM、FT-IR、XRD及TGA测试对鳞片石墨、可膨胀石墨和膨胀石墨进行结构、形貌、官能团分析。结果表明：可膨胀石墨片层间距增大,成功插入高氯酸、磷酸、乙酸酐;且经膨化后,得到纯度较高、孔隙较发达且片层晶体结构未改变的无硫高膨胀体积膨胀石墨。     

碘催化合成水杨酸乙酯的研究

本实验以碘为催化剂,由水杨酸和乙醇合成了水杨酸乙酯.考察了酸醇物质的量比,催化剂用量,反应温度和反应时间对产品产率的影响.实验结果表明,在醇酸物质的量比为6:1,催化剂用量为水杨酸的25(mol)%,反应时间6.0h,反应温度为75～85℃时,水杨酸乙酯的产率为34.62%.     

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。     

甲醇直接氧化合成二甲氧基甲烷催化剂的研究

二甲氧基甲烷是重要的有机化工原料,在溶剂、化工中间体、制氢和燃料添加剂等领域应用广泛,以甲醇为原料一步合成二甲氧基甲烷是C1化工的研究新热点。以TiO₂为载体,通过负载V₂O₅并采用Ti(SO₄)₂改性制备V₂O₅/TiO₂-SO₄^2-催化剂,在温度（135～150） ℃、V（CH₃OH）∶V（O₂）∶V（N₂）=1∶（1.5～4）∶（7～20）和原料气流量(5 000～8 000) mL·(g·h)^-1条件下,将甲醇直接氧化合成二甲氧基甲烷。结果表明,甲醇转化率为48%,二甲氧基甲烷选择性为80%。