论文部分内容阅读
为了提高漆酶在应用体系中的稳定性和重复使用性,本论文以磁性纳米颗粒为载体,通过多巴胺(DA)聚合过程中的原位包埋法制备出磁性Fe3O4纳米颗粒固定化漆酶(Fe3O4-PDA-Lac)和磁性SiO2纳米颗粒固定化漆酶(Fe3O4@SiO2-PDA-Lac),并用于催化降解4-氯苯酚(4-CP)。主要内容及结果如下:(1)首先用热分解法制备出磁性Fe3O4纳米颗粒,以制备的磁性Fe3O4纳米颗粒为核,通过溶胶-凝胶法获得具有核壳结构的磁性SiO2纳米颗粒(Fe3O4@SiO2)。扫描电子显微镜(SEM)的结果表明,Fe3O4@SiO2纳米颗粒呈球状分布、尺寸均一,平均粒径在120 nm左右。Fe3O4@SiO2纳米颗粒的磁响应高(14.68 emu/g),便于从反应体系中回收利用。从X-射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FTIR)的分析结果可知,制备的磁性纳米材料是Fe3O4纳米颗粒和Fe3O4@SiO2纳米颗粒。(2)采用中心复合响应面法优化了Fe3O4-PDA-Lac的制备条件,并考察了Fe3O4-PDA-Lac的酶学性质。当漆酶浓度为0.25 mg/mL,DA浓度为12.74 mg/mL,溶液pH为5.92时,Fe3O4-PDA-Lac的总酶活回收率能达到88.17%。与游离漆酶相比,Fe3O4-PDA-Lac的稳定性明显提高。在4 oC下储存40 d后,Fe3O4-PDA-Lac仍剩余89%的活性,重复使用10次后,酶活性仍保持70%。(3)利用正交试验法优化了Fe3O4@SiO2-PDA-Lac的制备条件,并对其酶学性质进行了探究。与传统的戊二醛(GA)交联法所制备出的磁性SiO2纳米颗粒固定化漆酶(Fe3O4@SiO2-GA-Lac)相比较,在最优制备条件下,Fe3O4@SiO2-PDA-Lac的总酶活回收率可达到43.28%,而Fe3O4@SiO2-GA-Lac的总酶活回收率仅为3.33%。与Fe3O4@SiO2-GA-Lac相比,Fe3O4@SiO2-PDA-Lac具有更宽的pH稳定性范围,并且热稳定性、储存稳定性和重复使用性均显著提高。(4)使用固定化漆酶去除4-CP,并探究溶液pH,漆酶浓度和ABTS介质对4-CP去除率的影响。当溶液pH为6,漆酶浓度为1.2 U/mL,反应8 h后,4-CP去除率为95%。当体系中加入50 umol/L的2,2’-连氮基-双(3-乙基苯并二氢噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS),反应10 min后,固定化酶对4-CP的去除率为99%,由此可知,ABTS可促进固定化漆酶催化降解4-CP。固定化漆酶在重复使用10次后,4-CP的去除率仍可达67%。