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对映体纯环氧化物是一类具有高附加值的有机合成中间体,在医药、农药、精细化工及食品等领域有着广泛的应用,以其作为原料能够合成许多具有价值的化合物,如光学活性材料、手性药物及杀虫剂等。在对映体纯环氧化物的合成方法中,脂肪酶催化烯烃环氧化生成环氧化物是一个新兴的研究热点,它具有高效、经济、绿色、反应条件温和、对映体选择性高等优点。本研究发现黑曲霉脂肪酶（Aspergillus niger lipase,ANL）能够有效地催化环辛烯环氧化,但是在环氧化反应过程中游离脂肪酶失活现象严重且难以重复回收利用,这些缺点造成其工业生产成本较高因此难以大规模生产。为解决以上问题,提高酶的稳定性,降低其催化成本,本研究利用一种生物相容金属有机骨架材料（ZnGlu）和四氧化三铁纳米粒子（MNPs）构建而成的磁性金属-生物分子框架纳米材料（ZnGlu-MNPs）为载体对黑曲霉脂肪酶进行固定化并将其应用于催化环辛烯环氧化。本研究首次研究了磁性金属-生物分子框架纳米材料固定化黑曲霉脂肪酶,并将其酶制剂应用于高效催化环辛烯环氧化反应。本研究通过理性设计制备成一种活性高、稳定性优良、载酶量高、分离回收方便的新型纳米级酶制剂ANL@ZnGlu-MNPs。该研究有助于丰富酶的固定化技术,深化对酶-载体相互作用的认识,为制备对映体纯环氧环辛烷提供了一个新途径。本研究首先采用改进的碱共沉淀法合成了MNPs,然后利用层层静电自组装技术将ZnGlu包裹在MNPs表面,制备得到磁性金属-生物分子框架纳米材料ZnGlu-MNPs,通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析和磁饱和强度等对ZnGlu-MNPs进行结构表征和成分分析,结果表明成功制备得到ZnGlu-MNPs,并且其具有较强的磁性。其次,以制备的ZnGlu-MNPs作为载体,利用载体表面ZnGlu中含有的氨基与含有游离羧基的ANL分子发生酰化反应,从而将ANL固定在ZnGlu-MNPs表面,制备得到一种活性高、稳定性高、易分离回收的新型磁性纳米级酶制剂ANL@ZnGlu-MNPs。通过对不同酶/载体质量比、pH、固定化时间对ANL@ZnGlu-MNPs酶活回收率和载酶量的影响的探究,发现在酶/载体质量比为7:10,固定化pH为7.0,固定化时间为3.5 h时,酶的负载量为118.0 mg/g,酶活回收率达到82.0%。以对硝基苯基棕榈酸酯为模型底物对游离ANL和ANL@ZnGlu-MNPs的酶学性质进行详细的研究发现:游离酶的最适pH为6.0,最适温度为35℃;而固定化酶的最适pH为7.0,最适温度为35℃;同时,由于ANL@ZnGlu-MNPs酶活性中心构象结构的刚性强于游离酶,其热稳定性、pH稳定性、溶剂稳定性都优于游离酶;酶反应动力学研究表明,ANL@ZnGlu-MNPs的Vmax/Km值为0.018 min-1,而游离酶的Vmax/Km值为0.014min-1,这表明表明固定化酶ANL@ZnGlu-MNPs具有更好的底物亲和力,在同等条件下其具有更强的催化能力。酶学性质研究表明,ANL@ZnGlu-MNPs的稳定性和催化活性均较游离ANL有所提高。本研究对ANL@ZnGlu-MNPs催化烯烃环氧化的反应进行了研究。在所选择的底物中,ANL@ZnGlu-MNPs催化环辛烯环氧化的效果较好,产率达50%以上。通过研究固定化酶ANL@ZnGlu-MNPs催化环辛烯环氧化反应中各因素对反应的影响,表明最适底物浓度为150 m M,最适温度为40°C,最适酶添加量为100 mg,最适H2O2加入量为4.4mmol。在上述最适条件下,反应初速度、产率和产物e.e.值分别为16.3 mM?h、56.8%和84.1%。在重复利用10次后,ANL@ZnGlu-MNPs相对活性仍超过51.6%,而且其对映体选择性几乎未受到影响。