响应面法优化磁性壳状固定化脂肪酶制备工艺研究

目的 优化磁性壳状脂肪酶固定化工艺,并利用磁性固定化脂肪酶快速筛选荷叶中具有脂肪酶抑制作用的活性成分。方法 采用一锅法制备Fe₃O₄-壳聚糖作为固定化载体,采用响应面设计法优化以聚乙二醇二缩水甘油醚为交联剂的脂肪酶固定化工艺,确定反应pH、温度、加酶量和时间,并进行固定化脂肪酶表征与活性测定;固定化脂肪酶与荷叶样品液反应30 min后,磁分离,甲醇洗脱后采用高效液相色谱法(high performance liquid chromatography, HPLC)分析。结果 以固载率、酶活、酶活回收率为响应值,确定最佳制备工艺为pH 8.1、反应温度40℃、酶质量浓度2.55 mg/mL、反应时间2.3 h,固载率均值为85%、酶活均值为5.44 U/mg、酶活回收率均值为81%;利用固定化脂肪酶快速筛选发现荷叶中荷叶碱与2-羟基-1-甲氧基阿朴啡具有较高的脂肪酶抑制活性。结论 本研究优选的脂肪酶固定化制备流程简捷,脂肪酶利用率提高,易分离,有助于荷叶等药食两用原料中脂肪酶抑制成分的快速筛选研究。     

磁性聚合物微球固定化发酵液中脂肪酶

脂肪酶是一类功能多样且应用广泛的酶,但是由于游离酶活性易损失且难以分离回收,通常不适合实际应用。为了解决实际应用中游离脂肪酶的稳定性和重复使用性较差的问题,首先使用近平滑假丝酵母发酵生产脂肪酶,然后合成了聚酰胺-胺树枝状大分子接枝的聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球[Fe₃O₄@poly(methyl methacrylate)/polyamidoamine, Fe₃O₄@PMMA/PAMAM],并用多种方法对其进行表征。进一步将Fe₃O₄@PMMA/PAMAM作为载体用于固定化脂肪酶,最优固定化条件为戊二醛用量0.6 mL、固定化时间5 h、固定化pH 8.0、固定化温度35℃,所得的固定化脂肪酶活性为864 U/g,酶活力回收率为74.29%。与发酵液中的游离脂肪酶相比,固定化脂肪酶的热稳定性和pH稳定性均明显增强。在连续循环使用10次后,固定化脂肪酶仍能维持72.23%的酶活性。4℃下贮存30 d后,固定化脂肪酶仍能保留71.44%的酶活性。     

Fe3O4@海藻酸钠-壳聚糖固定化乳糖酶技术及其酶学性质研究

以磁性Fe₃O₄@海藻酸钠-壳聚糖复合材料为载体，采用包埋法对乳糖酶进行固定化处理探究其酶学特性，并过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线衍射仪(XRD)对效果进行表征。结果表明：各材料间相互作用稳定，固定化最佳工艺条件为海藻酸钠质量分数4.0%，壳聚糖质量分数1.0%,Fe₃O₄质量分数2.0%，游离乳糖酶质量分数3.5%,CaCl₂质量分数4.0%，处理时间60 min。固定化后，乳糖酶活性回收率达94.04%。固定化后乳糖酶pH稳定性和热稳定性均有提高，回收利用率高，储存稳定性和操作稳定性良好，在35℃下处理3 h即可使山羊乳中乳糖含量降低至0.5%以下，达到无乳糖水平，为工业化应用提供了技术支撑。     

用于分离血红素的磁性壳聚糖复合材料的制备及表征

以壳聚糖、Fe₃O₄和AlCl₃·6H₂O为原料,制备了一种铝离子配位螯合的新型磁性壳聚糖复合材料,利用吸附法成功分离出血红素。以复合材料Al@CTS@Fe₃O₄对血红素的吸附量为指标,从Fe₃O₄用量、AlCl₃·6H₂O浓度以及戊二醛用量来优化磁性壳聚糖复合材料的制备工艺,并使用FTIR、SEM、XRD对制备出的材料进行表征。结果表明：当Fe₃O₄用量为1.15g、AlCl₃·6H₂O浓度为0.72mol/L和戊二醛用量为2.80mL时制备出的复合材料对血红素吸附量最大为5.429mg/g。FTIR和XRD分析表明壳聚糖与Fe₃O₄和Al³⁺复合成功。电镜下观察磁性壳聚糖复合材料表面呈不规则形状,比较粗糙且有大量孔...     

中空磁性Fe3O4纳米球/MXene复合棉织物的制备及其电磁屏蔽性能

为优化导电织物对电磁波的阻抗匹配性，减少电磁波的二次污染，在棉织物中引入磁损耗材料中空Fe₃O₄纳米球，并通过层层组装的方法将其与过渡金属碳化物/氮化物(MXene)结合制备中空磁性Fe₃O₄纳米球/MXene复合棉织物，探究中空磁性Fe₃O₄纳米球对复合棉织物电磁屏蔽性能的影响规律和作用机制。借助超景深显微镜、扫描电子显微镜和矢量网络分析仪对中空磁性Fe₃O₄纳米球/MXene复合棉织物的形貌结构和电磁屏蔽性能进行表征与分析。结果表明：通过水热合成制备的Fe₃O₄具有中空球状形貌和尖晶石晶体结构，颗粒尺寸较为均匀，为(271.9±4.6) nm;随着Fe₃O₄/MXene负载循环次数的增加，复合棉织物的方阻逐渐减小，最低为(10.5±1.7)Ω/,并展现出较好的透气性；复合棉织物的电磁屏蔽性能也逐渐增强，最高电磁屏蔽效能可达...     

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。     

磁性纳米颗粒Fe_3O_4固定化纤维素酶的光谱学研究

本文主要进行纤维素酶的固定化研究。使用氨水沉淀剂,磁性微粒Fe3O4采用共沉淀的方法制备,并作为载体对纤维素酶进行固定化,多次重复试验以及傅里叶红外验证了纤维素酶在该载体上的固定,采用投射电镜观测了固定化酶颗粒的粒径也外貌,还研究了酶的活性,固定化纤维素酶最佳的活性在pH值为3.94~5.50左右,制备的固定化纤维素酶具有较好的存储性、热稳定性以及PH值的宽泛性,本文为纤维素酶的开发和利用提供了一条新的研究途径。     

一步法合成Fe3O4@DESs纳米颗粒用于蛋白质的萃取研究

本研究以3种低共熔溶剂(DESs)为溶剂,结合共沉淀法合成不同的Fe₃O₄@DESs纳米颗粒。研究了基于Fe₃O₄@DESs的磁性固相萃取法(MSPE)对4种蛋白质(溶菌酶、牛血红蛋白、牛血清白蛋白、卵清蛋白)的萃取效果。实验表明,Fe₃O₄@氯化胆碱-尿素对溶菌酶的萃取效果最好,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和透射电子显微镜(TEM)对Fe₃O₄@氯化胆碱-尿素的性质和形貌进行了表征。在洗脱实验中,溶菌酶在Fe₃O₄@氯化胆碱-尿素颗粒上的洗脱率可达94%～98%。在重复性实验中,Fe₃O₄@氯化胆碱-尿素经15次循环使用后,溶菌酶的萃取率仍保持在90%以上。结果表明,合成的Fe₃O₄@氯化胆碱-尿素纳米颗粒非常适用于溶菌酶的萃取,是一种稳定、可重复利...     

棉织物的磁性固定化纤维素酶抗起毛起球整理

以磁性壳聚糖微球为载体,与戊二醛进行共价交联反应制备磁性固定化纤维素酶.考察了影响固定化纤维素酶活力的固定化条件,及其稳定性和重复使用性,并应用于全棉针织物抗起毛起球整理.结果表明,在pH值7.0,温度50℃,EDC和戊二醛的质量分数分别为0.25%和2.5%,游离纤维素酶与载体质量比为80 mg/g的条件下,纤维素酶的固定化效果最好,其固载率为91%,酶活回收率达65%.与游离酶相比,固定化纤维素酶的pH值稳定性和储存稳定性均有显著提高,连续使用12次,酶活仍保持在75%.全棉针织物经磁性固定化纤维素酶处理后,其抗起毛起球等级较原织物提高1.5级.     

纳米磁性壳聚糖微球固定化Alcalase碱性蛋白酶的制备及酶学性质研究

以自制磁性壳聚糖微球作固定化酶载体,考察给酶量、pH、戊二醛浓度和交联时间对固定酶酶活和酶活回收率的影响,并研究固定化酶的酶学性质及其微观结构。结果表明:给酶量112 000 u/g载体,pH 8.5,戊二醛体积分数8%,交联时间11 h条件下酶活达最高(86 779±119.26)u/g,酶活回收率达(77.48±0.11)%。固定化酶和游离酶最适pH分别为11和10.5,最适温度皆为60℃,且固定酶pH和温度稳定性明显高于游离酶;重复使用5次固定酶酶活保持(80.89±0.20)%;由米氏常数可知固定酶具有更强的底物亲和力;电镜显示Fe3O4磁核和磁性壳聚糖微球皆为表面光滑球形的纳米粒子,高比表面积能提供更多酶结合位点;红外光谱证明Fe3O4已被壳聚糖包埋,振动样品磁强计检测固定化酶具有良好磁响应性。     

Fe3O4磁性纳米粒子固定化微泡菌褐藻胶裂解酶AlgL17的研究

本论文旨在优化微泡菌褐藻胶裂解酶AlgL17固定化条件,以期探索出高效的固定化条件。以单宁酸功能化的四氧化三铁磁性纳米粒子作为载体,对褐藻胶裂解酶AlgL17进行固定化条件优化。测定固定化酶的最适反应温度和最适反应pH,并对固定化酶进行傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)检测。结果表明,褐藻胶裂解酶AlgL17最佳固定化条件为:加酶量2.7 U、载体量25 mg、固定时间5 h,固定化酶的最适反应条件为:温度35℃、pH8.5。FTIR和SEM结果显示,褐藻胶裂解酶AlgL17固定在载体表面。四氧化三铁磁性纳米粒子可以成功固定褐藻胶裂解酶AlgL17,固定化后的褐藻胶裂解酶具有工业应用的前景。     

纤维素/壳聚糖磁性气凝胶的冻融法制备及其对染料吸附性能

为开发一种高效可再生的磁性生物质基吸附剂,以微晶纤维素(MCC)和壳聚糖(CS)为凝胶网络框架、纳米Fe3 O4为掺杂剂,通过悬浮液滴和冻融结合法制备MCC/CS磁性气凝胶.借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射等表征其微观形貌及化学结构,并探讨了对染料刚果红的去除效果.结果 表明:在加入1.0 g纳米Fe3 ...     

Fe3O4@ZrO2磁纳米粒子在酪蛋白磷酸肽富集中的应用

本实验将制备好的Fe₃O₄@ZrO₂磁性纳米粒子作为载体,对经胰蛋白酶消化后的酪蛋白磷酸肽（Casein Phosphopeptides,CPP）进行高效地选择性富集。实验以CPP的N/P（摩尔比）以及磁纳米粒子吸附量为评价指标,进行单因素实验以便选取较优的实验因素,分析酪蛋白水解度、吸附pH、吸附时间、吸附温度及肽溶液初始浓度这五个因素对Fe₃O₄@ZrO₂磁性纳米粒子选择性吸附CPP的能力的影响,优化CPP富集的技术参数。结果表明,磁性材料最佳富集工艺系数为:酪蛋白的水解度为22%,反应pH=4.5,吸附温度为30 ℃,吸附时间为50 min,肽溶液初始浓度为50 mg/mL;在此条件下,可得到N/P（摩尔比）为4.87的CPP,磁纳米粒子的吸附量为94.37 mg/g,且用NaOH(pH13)溶液进行解析,CPP的洗脱率可达95%以上。综上,Fe₃O₄@ZrO₂磁性纳米粒子呈现出优异的选择性富集CPP的潜力,对高质量高纯度CPP 的生产具有重要的指导意义。     

金磁微粒模拟酶电化学增强体系快速检测尿酸的含量

本文通过自组装方法合成金磁微粒（Fe₃O₄@Au）,并利用透射电子扫描电镜（TEM）对其结构和形貌进行表征。基于金磁微粒催化H₂O₂氧化分解体系,构建快速、灵敏、低成本的新型电化学传感器。研究结果表明,氨基化的Fe₃O₄可以有效固载金纳米粒子。检测最佳体系组合为:温度为60 ℃,金磁微粒添加量为1.20 mg/mL,扫描速率为0.1 V/s,缓冲溶液pH=5.5;在最佳试验条件下,所构建的尿酸传感器具有较高的灵敏度,在尿酸浓度为0.1~10 mmol/L范围内提供良好的线性电化学响应,线性方程为:y=13.267x+6.044,决定系数R2为0.9952,最低检出限为0.087 μmol/L;对现有市售新鲜牛奶进行加标回收试验,加标回收率在97.9%~110.2%以上。因此,该方法对检测尿酸具有潜在的应用价值。     

聚乳酸/壳聚糖/Fe3O4超细纤维膜对酸性蓝MTR的吸附性能及机制

为制备易回收、可生物降解的染料吸附材料,将聚乳酸(PLA)、壳聚糖(CS)和四氧化三铁(Fe₃O₄)共混溶于三氟乙酸(TFA)溶液中,通过静电纺丝技术制备得到PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜,研究了PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜的表面形貌、孔隙结构、表面元素及其对酸性蓝MTR的吸附动力学和吸附机制。结果表明:PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维内外均有孔隙结构,纤维的直径为(158±81) nm,比表面积为14.7 m ²/g,平均孔径为15.6 nm,且共混静电纺丝并未改变CS中C—NH₂和Fe₃O₄中Fe元素的化学状态;PLA/CS/Fe₃O₄超细纤维膜对酸性蓝MTR的平衡吸附量为156 mg/g,吸附动力学实验数据与Lagergren准二级吸附动力学模型吻合较好,表现为化学吸附机制。     

磁性氧化石墨烯/聚丙烯胺盐酸盐微胶囊在染料吸附中的应用

针对染整过程中产生的废水量较大,对环境造成污染的问题,通过层层自组装(LBL)的方法,利用带有相反电荷的四氧化三铁-氧化石墨烯(Fe₃O₄-GO)和聚丙烯胺盐酸盐(PAH)制备磁性微胶囊,用于染色废水的吸附研究。分析了Fe₃O₄-GO及(PAH/Fe₃O₄-GO)_n微胶囊的形貌与化学结构。考察了(PAH/Fe₃O₄-GO)₂微胶囊对阳离子染料亚甲基蓝的吸附行为及吸附机制。结果表明:当染料的质量浓度为0.2~3.0 mg/mL时,(PAH/Fe₃O₄-GO)₂微胶囊对染料的吸附在20 min内可达到最大吸附量;在25 ℃,pH=12条件下,(PAH/Fe₃O₄-GO)₂对染料的吸附率可达96.5%;Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型能更好地描述(PAH/Fe₃O₄-GO)₂微胶囊对亚甲基蓝的吸附过程,计算得到理论最大吸附量为219.996 mg/g。     

Fe_3O_4/海藻酸盐微胶囊固定化细胞生长特性

采用脉冲电场液滴制备工艺,以海藻酸钠、壳聚糖为载体材料,纳米Fe3O4粉末为磁性材料,地衣芽孢杆菌为细胞模型,制备具有超顺磁性的微尺度载细胞微胶囊。以地衣芽孢杆菌的生长量为考察指标,考察不同磁含量、磁场引力、粒径和初始菌浓等因素的影响。实验结果表明,磁性材料Fe3O4的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响。制备磁性固定化地衣芽孢杆菌微胶囊的最适条件为:Fe3O4含量0.003g/mL,初始接种密度为1.5倍菌浓(6.25×106个/mL),微囊的平均粒径为350μm,磁场环境的引入对地衣芽孢杆菌的生长无明显影响。论证了磁性壳聚糖/海藻酸钙微胶囊固定化细胞工艺进行在线分离,连续化操作的可行性。     

丝瓜络基碳材料的电磁波吸收性能

为开发具有电磁损耗的新型纤维状电磁波吸收材料,采用天然丝瓜络作为碳质纤维的基材,通过原位杂化将Fe₃O₄负载到纤维的表面和内部孔隙中。借助扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、磁滞回线和电磁参数分析等对材料的结构和性能进行表征。结果表明:丝瓜络基碳材料具有特殊的中空结构,生成的Fe₃O₄颗粒在纤维表面和内部孔隙中均匀分布,介电损耗、磁损耗和纤维结构间的协同作用增强了材料的电磁波损耗;当FeCl₃浓度为2 mol/L,处理温度为700 ℃时,在2~18 GHz范围内,厚度为3 mm的试样在9.97 GHz处的电磁波损耗达到了-24.37 dB,在7.33~10.33 GHz频段内电磁波损耗小于-10 dB。丝瓜纤维通过合适的炭化及磁性颗粒负载工艺,可制备出性能优异的电磁波吸收材料。     

磁性壳聚糖固定化转谷氨酰胺酶的研究

本文研究了磁性壳聚糖固定化转谷氨酰胺酶的最佳条件及固定化酶的酶学性质.以Fe3O4为磁性内核,液体石蜡为分散介质,Span-80为乳化剂,采用反相悬浮包埋法制备了磁性壳聚糖微球,并对其形貌的进行观察,结果显示该载体呈规则的球状、表面平滑,平均粒径为5μm,利于磁性微球在反应体系中的分离和酶的固定.以此磁性壳聚糖微球为载...     

Flow injection chemiluminescent determination of clenbuterol using GoldMag particles as carrier

A novel flow injection chemiluminescent (CL) enzyme immunoassay for clenbuterol analysis based on GoldMag particles is described. GoldMag is a new type of super-paramagnetic Fe₃O₄/Au composite particle used as a carrier in a flow injection CL system. Clenbuterol conjugated with ovalbumin (OVA) was immobilized onto GoldMag particles and the particles fixed in a micro-channel by an external electromagnetic field. The clenbuterol test sample and clenbuterol polyclonal antibody (Ab) were injected into the channel and incubated with GoldMag particles. Clenbuterol, immobilized on the magnetic particle surfaces, competes for polyclonal antibodies with clenbuterol in the test sample. The free Ab or Ab combined with the clenbuterol sample was washed away and the magnetic particles conjugated with Ag-Ab left in the micro-channel. Horseradish peroxidase (HRP)-labelled goat anti-rabbit immunoglobulin G (IgG) was added and reacted with clenbuterol polyclonal antibodies; excess goat anti-rabbit-HRP was then washed off. When chemiluminescent reagents were injected into the channel, emitted light from the magnetic particle surface was measured and recorded using a photomultiplier-based apparatus. The linear range of this novel method was 0.01-0.1 ng g^-1 and recovery of clenbuterol was 85-105% with a RSD of 3.2% (n = 11).