热敏型载体循环吸附释放生物酶催化剂

来源 :南开大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:chouchouzhuzhu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
催化剂可分为均相催化剂与非均相催化剂两大类。均相催化剂的转化率和选择性通常都较高(转化数的世界纪录:4550000),但是它回收困难、不易循环使用。非均相催化剂易与产物分离、易于回收和再利用,但活性与选择性一般不及相应的均相催化剂。如何实现均相催化剂与非均相催化剂的优势互补——既具有均相催化剂的高活性,又具有非均相催化剂的易回收性?这成为当前催化领域的热门话题。本文根据人工分子伴侣结合释放蛋白质的机理,提出了一种新的解决问题的方法:在反应状态时,载体与催化剂几乎无相互作用,催化剂均相催化反应;反应结束后,改变条件使载体吸附催化剂,形成非均相催化剂,易于回收;再把回收的非均相催化剂投入到新的反应体系中,改变条件使载体将催化剂释放出来,催化剂继续均相催化反应;如此循环往复。本文成功实现了热敏型载体Au@PNIPAM循环吸附释放生物酶催化剂(木瓜蛋白酶和过氧化氢酶),证明了该方法的可行性。采用柠檬酸钠还原法合成了纳米金粒子,采用RAFT聚合法合成了热敏型聚合物PNIPAM,采用配体取代反应合成了Au@PNIPAM。XPS、核磁、红外、热重和紫外-可见光谱表征证明成功合成了Au@PNIPAM,动态光散射和透射电镜表征证明Au@PNIPAM具有良好的热敏性。热敏型载体Au@PNIPAM对木瓜蛋白酶的吸附率与温度有关。25°C时,载体呈亲水性,吸附酶较少;温度升高至50°C,载体呈疏水性,可以吸附超过90.0%的酶。再降温至25°C,Au@PNIPAM释放出大部分吸附的酶。此过程可循环进行。将“Au@PNIPAM+木瓜蛋白酶”体系投入到水解酪蛋白反应体系中。先在25°C时催化反应,相对活性达到93.4%。然后升温至50°C,Au@PNIPAM吸附大部分酶形成非均相催化剂,从而容易回收。再将回收的固体投入到新鲜的缓冲溶液中。在25°C下,Au@PNIPAM释放出80.7%的酶,形成新的“Au@PNIPAM+木瓜蛋白酶”体系,继续催化水解酪蛋白,相对活性为83.1%。进入第三轮反应,Au@PNIPAM释放出62.0%的酶,相对活性为62.6%。该方法同样可成功用于过氧化氢酶。20°C时,Au@PNIPAM吸附过氧化氢酶达到平衡时,吸附率只有5.1%。向“过氧化氢酶+Au@PNIPAM”体系中加入底物过氧化氢,体系的相对活性为98.3%。反应结束后,升温至50°C,Au@PNIPAM对过氧化氢酶的吸附率超过90%。通过离心,将过氧化氢酶/Au@PNIPAM分离出来,并转移至20°C的新鲜的缓冲溶液中。载体Au@PNIPAM释放了74.4%的过氧化氢酶,形成了第二轮“过氧化氢酶+Au@PNIPAM”体系,它的相对活性为78.0%。到了第三轮,49.5%的过氧化氢酶被Au@PNIPAM释放,体系的相对活性超过50%。Au@PNIPAM中的纳米金仅仅起到一个核的作用,对于循环吸附释放催化剂并无帮助。而且金的价格昂贵,不适于在实际应用中大面积推广。因此,本文研究用较为便宜的物质替代它,合成了以纳米SiO2为核的热敏型载体SiO2@PNIPAM。但SiO2@PNIPAM对木瓜蛋白酶的吸附率不高,在最佳条件下也只有36%。SiO2@PNIPAM不适合用于循环吸附释放催化剂。此外,本文研究了介孔材料SBA-15固载木瓜蛋白酶的性能。相比于游离酶,固载在羧基改性SBA-15上的木瓜蛋白酶对底物酪蛋白有更强的亲和力,其催化效率也更高。对比离子液体[Simim+][Cl]修饰前后的SBA-15发现,[Simim+][Cl]有益于提高固定化木瓜蛋白酶的活性。
其他文献
20 0 0年 1 0月 ,日本迎来了实施人体器官移植法后的第三年。 2 0 0 1年 ,人体器官移植法的修正案很可能会提交日本国会讨论 ,是继续遵守现行法律的框架 ,还是放宽限制 ,可以
本博士论文利用等离子体和表面科学技术研究负载金属催化剂的结构与尺度效应,制备和表征的负载催化剂包括Pd、Pt、Au、Ag、Co及Co-Rh体系,考察的催化反应则涵盖Suzuki偶联、
目的探讨神经酰胺合酶2(CerS2)过表达对肝癌细胞HepG2细胞周期的影响及可能机制。方法化学合成人源CerS2基因CDS区并构建重组穿梭质粒pDC315-CerS2-绿色荧光蛋白(GFP),采用Ad
在物理教学中培养学生创新意识和创新精神,应努力探索教改之路,充分发挥课堂主渠道作用,可在激发学生学习兴趣,创设问题情境,突出学生主体地位,加强实践能力培养,加强学法指
2008年12月.RMJM顺利胜出苏州工业园区教育发展投资有限公司举办的国际竞赛这是公司成立环球教育工作室后于国内报捷的首个项目。苏州独墅湖高教区公共学院的设计注重塑造弹性
目的:查找医院检验科存在的生物安全隐患,并采取预防措施,杜绝医院内感染的发生。方法:改进并逐步完善生物安全体系,健全各种规章制度,加强工作人员及卫生员的培训,做好个人防
近年来,BIM技术在我国建筑行业的应用越来越广泛.BIM技术主要集中应用在施工方案模拟、工程量统计等项目上,在施工总承包项目管理中的应用较为缺乏.本文主要对 BIM 技术在施
结合纳米生物技术,发展新材料和原位实时分析化学新方法,用于生物活性分子和细胞的分析检测和监测,可在很大程度上推动生物医学等领域的发展。本学位论文中,我们在简要综述磁
目的:研究翼状胬肉对角膜散光及视力的影响。方法:对翼状胬肉手术治疗的72只眼(50例)进行视力、屈光度、角膜曲率及对胬肉进入角膜缘长度的测定,对62只患眼进行手术前后屈光度的
建筑行业最近几年来发展非常迅速,逐渐成为了国民经济的支柱型产业。本文以建筑质量监督管理综述为开篇,揭示出了建筑质量监督管理存在的不足,并提出了相应的对策,以期促进建筑行