脂肪酶作为一种重要的工业酶,在药物合成、乳品工业等领域具有广阔的应用前景,但在实际应用中游离酶存在价格高昂、稳定性差、难重复使用等缺点。疏水性有机硅纳米载体具有比表面积高、稳定性强、孔体积大等优点,且可与脂肪酶相互作用,使其快速暴露活性位点,增强脂肪酶的活性和稳定性,因此可作为固定脂肪酶的理想载体。以此为出发点,本研究致力于设计合成新型疏水性有机硅纳米粒子,以其为载体固定脂肪酶,提高脂肪酶稳定性并实现重复使用,最终将其应用于乙酰丙酸十二酯的合成。本论文的研究工作主要包括以下三个方面:(1)在水/环己烷双相中成功制备表面含有垂直分散纳米管的疏水性病毒状有机硅纳米花(VOSNs),采用共价结合法制备固定化酶(CALB@VOSNs),并分别对它们进行表征。为了比较无机硅和有机硅材料固定脂肪酶的稳定性,同时制备了病毒状无机硅纳米花(VSNs)用于固定化脂肪酶(CALB@VSNs)。研究发现,CALB@VOSNs的p H稳定性、热稳定性、有机溶剂耐受性和储存稳定性明显优于CALB@VSNs和游离酶。此外,将CALB@VOSNs应用于催化乙酰丙酸(LA)和十二醇的酯化反应,在温度50 ~oC、LA/十二醇的摩尔比1:10、反应时间20 h的条件下,LA转化率达到最大值81.03%,重复使用9次后,LA转化率仍为75.69%,高于相同条件下CALB@VSNs(60.61%)和商业脂肪酶N435(29.83%)的LA转化率。(2)为提高分离效率,以四氧化三铁为核,成功制备了核-壳结构的磁性介孔有机硅纳米花(MMOSNs),采用吸附法制备固定化脂肪酶(CALB@MMOSNs),分别对它们进行表征。研究表明CALB@MMOSNs具有较好的磁响应(28.32 emu/g),同时,相较于游离酶和CALB@MMSNs(以磁性介孔无机硅纳米花为载体制备的固定化酶),CALB@MMOSNs的p H稳定性、热稳定性、有机溶剂耐受性和储存稳定性有明显提高。CALB@MMOSNs催化合成乙酰丙酸十二酯在最优的反应条件下(温度为50~oC、LA/十二醇的摩尔比为1:10、反应时间为22 h),LA转化率为85.05%,重复使用9次后,LA转化率保持为68.94%,高于相同条件下N435(29.83%)和CALB@MMSNs(58.60%)的LA转化率。(3)在外加磁场的条件下,成功制备疏水性的核-壳结构磁性介孔有机硅纳米链(MMOSNCs),通过吸附法制备固定化酶(CALB@MMOSNCs),并分别对它们进行表征。与游离酶和CALB@MMSNCs(以核-壳结构磁性介孔无机硅纳米链为载体制备固定化酶)相比,CALB@MMOSNCs的p H稳定性、热稳定性、有机溶剂耐受性和储存稳定性明显提高。此外,以CALB@MMOSNCs为催化剂合成乙酰丙酸十二酯,在温度50 ~oC、LA/十二醇的摩尔比1:10、反应时间22 h时,LA转化率达到最大值92.62%,重复使用9次后,LA转化率为70.30%,高于相同条件下N435(29.83%)和CALB@MMSNCs(67.40%)的LA转化率。