功能化石墨烯固定化脂肪酶拆分手性化合物的研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ytrewq123456
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石墨烯,作为一种二维周期蜂窝状点阵结构的碳源材料,其单层厚度仅为0.35nm,只有一个碳原子大小,成为世界上最薄的二维纳米材料。石墨烯优异的电学,热学和机械性能使其具有较广阔的应用前景。自2004年被发现,立即引起了全世界科学人士的广泛关注,而2010年的Nobel物理学奖也颁给了它的发现者。本论文中,以石墨为材料制备出氧化石墨,热膨化处理得到石墨烯,混酸超声制备功能化石墨烯,应用FTIR﹑XPS﹑XRD﹑AFM﹑TEM等测试手段对中间产物进行了表征。最后,以功能化石墨烯作为载体,对脂肪酶进行固定化,并以(R,S)-1-苯基乙醇为模版物,对其催化性质进行了考察。主要内容如下:1,功能化石墨烯的制备。以天然鳞片石墨为原料,采用Staudenmaier法制备出氧化石墨,产物经过高温热膨化处理,即得到片层石墨烯。但是这种方法所得的石墨烯具有较多的缺陷部位,并且这些缺陷部位具有较高的活性,因此我们运用混酸中超声的方法对其进行功能化,使其表面接枝上羧基官能团。通过原子力电子显微镜(AFM)对其表征,发现所制功能化石墨烯为1-2层。2,载酶并用于手征性物质的拆分。本课题实验中,在MES(无水吗啉乙磺酸, pH=6.2)中以NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)及EDC HCL(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺盐酸盐)为活化交联剂,,先对功能化石墨烯表面的羧基进行活化处理,再以交联法在PBS(磷酸缓冲溶液,50mM,pH=8.0)中成功将脂肪酶固定在功能化石墨烯上,BCA差减法测定脂肪酶固载量为0.2mg脂肪酶/mg功能化石墨烯。3,以手性化合物(R,S)-1-苯基乙醇为模版物质,应用固定化脂肪酶在有机溶剂中对其拆分,分别从溶剂的选择﹑酰基供体的选择﹑底物与酰基供体摩尔比等多个方面对其进行了考察,最终确定了最佳拆分条件。运用高效液相色谱外标法(手性柱)对间隔样品体系进行分析可知:在固载酶浓度为10mg/ml﹑底物浓度50mM﹑酰基供体浓度300mM,在温度50℃,100rmp的水浴超床中反应38h,底物转化率可达到50%,底物的对应体选择率达到99%。
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