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固定化酶因比游离酶具有较好的热稳定性、酸碱稳定性、重复利用性以及催化产物易分离等优点,已被广泛应用于生物催化、生物传感器、生物芯片、生物探针以及食品工程、环境保护、能源开发等众多领域,为酶工程领域中最为活跃的研究方向之一。本文以L-脯氨酸为模板,利用仿生合成的方法制备二氧化硅微球,以其为载体固定化脂肪酶,并研究了固载脂肪酶的酶学性质。以L-脯氨酸为模板,仿生合成二氧化硅微球。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、热重分析仪(TGA)、快速表面/孔结构分析仪、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及X-射线衍射仪(XRD)对产物进行表征。FE-SEM、FT-IR表征结果显示SiO2微球的形成过程为：在L-脯氨酸的模板分子作用下TEOS水解生成含有大量-NH2和-Si-OH的SiO2杂化微球,该SiO2杂化微球经600℃煅烧得到SiO2微球；TGA表征结果显示SiO2微球具有良好的热稳定性；XRD表征结果表明SiO：微球为无定型结构；氮气吸附表征结果显示SiO2微球具二维圆柱形孔道介孔结构。依据表征结果,进一步对二氧化硅微球的形成机理进行了探讨。以二氧化硅微球为载体固定化脂肪酶。由FT-IR表征可知脂肪酶固载于二氧化硅微球的二维圆柱形孔道介孔内。分别考察了酶液浓度、温度、pH以及吸附固定时间对固定化效果的影响。结果显示,制备固定化脂肪酶的相对最佳条件为：酶液浓度5mg/mL,吸附温度30℃,反应时间7h,pH8.0,最高固载率可达82.3%,酶活1067U/g载体。采用响应面实验设计方法对酶液浓度、吸附时间、pH三个条件进行了优化,得到三个条件的最佳组合为：酶液浓度为4.96mg/mL,吸附时间为7.77h,pH为7.26,在此条件下,脂肪酶的理论固载率为87.48%。研究了以L-脯氨酸为模板仿生合成制备的二氧化硅微球作为载体得到的固定化脂肪酶的基本酶学性质。固定化酶的最适反应温度为40℃,比游离酶高了10℃,且在30℃～50℃范围内仍保持较高的活力,固定化酶比游离酶具有更广泛的催化反应温度范围,脂肪酶经固定化后热失活现象有所减弱。游离酶最适pH为7.5,在pH7～8范围内活性较高,固定化酶的最适pH为8.0,在pH7.5～8.5范围内能保持较高的活性(相对酶活大于80%),说明酶经固定化以后受微环境pH的影响较小,适用pH范围明显宽于游离酶。金属离子对固定化酶活力的影响与游离酶基本相似,但是对固定化酶的激活和抑制作用变的更为不显著,Mg2+、Cu2+对酶活力影响很小,相对酶活力均保持在90%以上,而Ba2+、Ba2+、和Cr3+对酶的影响很大,相对酶活力均下降到50%以下,其中Zn2+对酶的影响最大。另外,固定化脂肪酶表现出较高的有机溶剂耐受性、较好的反应稳定性以及良好的储藏稳定性。