酶固定化技术已被广泛的应用于工业生产,主要用于克服酶的稳定性差和重复使用性能差等缺点,可显著地提升生产效率,同时降低生产成本,是一种环保绿色的技术。孔道捕获法作为固定化技术中一种重要的固定化方法,已有大量的的多孔材料被开发,用于工业酶的固定化,但是现有的策略往往难以同时解决循环使用能力差和底物/产物的扩散限制问题。生物矿化,是指在生物体内的有机物质的调控下,将溶液中的离子转变成为无机固相矿物并引导其定向结晶的过程。因为生物矿化反应过程的温和性（可发生于常温常压和中性p H的水环境中）,生物矿化技术近年来逐渐的被引入到酶固定化领域,以提升酶的热稳定性和化学稳定性等。基于上述两种酶固定化技术的优势,本论文将生物矿化技术与孔道捕获法酶固定化技术联动,开发了一种普适性的可进一步提升已有固定化酶使用寿命和使用次数的方法。技术的核心在于在孔道的受限空间中,被固定化的酶外围氨基和孔道内壁氨基催化硅氧烷的水解和交联,从而在酶和管道内壁引入“无机胶水”,进一步加强固定化酶与管道内壁的相互作用,其优点包括:1)“无机胶水”层的可控引入;通过控制反应物（硅前驱体）的浓度,反应温度（低温可极大降低硅氧烷水解和缩聚的速度）和反应时间可以有效控制“无机胶水”层的厚度,使其在基本不影响酶活性的基础上不干扰底物在孔道中的扩散和传输;2)酶与管道内壁相互作用的强化可有效解决酶泄漏的问题,从而进一步提升原有固定化酶的重复使用能力和次数;3)无机涂层在酶外围的可控附着可有效稳定酶的三维空间结构和构象,从而提升酶的结构稳定性,赋予其进一步抵抗外部环境变化的能力,如温度,溶剂,蛋白酶等;4)处理成本低,可规模化或对已有酶固定化体系原位处理,具有很强的实用性和可操作性,为技术的实际应用提供了良好可能。为了论证两种技术联动的可行性,本文通过酸刻蚀技术制备出了具有介孔孔径且孔径可调的金属-有机框架材料（Metal-Organic Frameworks,MOF）,并以其作为多孔载体;随后以具有不同尺寸、大小和功能的工业酶,包括:葡萄糖氧化酶（Glucose oxidase,GOx）,疏棉状嗜热丝孢菌来源脂肪酶（Thermomyces lanuginosus lipase,TLL）和青霉素G酰化酶（Penicillin G acylase,PGA）作为模式蛋白,建立并验证了基于介孔MOF固定化酶的生物矿化强化方法。在最适固定化条件下,GOx、TLL和PGA的固定化效率分别为51.91%,60.63%和53.52%,与游离酶相比,固定化酶对高温、有机溶剂和反复冻融操作的抵抗性均得到了提升,在10次连续循环使用后的相对酶活力在20-75%之间。而经过生物矿化强化处理后的固定化酶对高温、有机溶剂和反复冻融操作的抵抗性被进一步地提升,在连续多次使用后的相对酶活力较生物矿化处理前得到了10-30%的提升。进一步,本文所建立的生物矿化性能强化方法同样适用于市售的多孔载体固定化酶体系。本文选取了市售氨基大孔树脂LXTE-705,以GOx为模式蛋白,验证了生物矿化对已有固定化体系的强化能力。在最适固定化条件下,GOx在氨基大孔树脂上的固定化效率为93.55%,固定化酶经过生物矿化处理后的热稳定性可提升25%,在5次连续循环使用后的相对酶活力提升了28%。本论文基于硅氧烷试剂水解反应实现的生物矿化,可以在温和的条件下可控进行。由于其处理成本低,并且可对已有的酶固定化体系进行原位处理,使得这种通过生物矿化强化处理的方法在工业规模上也是可行的,具有很强的实用性和可操作性,为技术的实际应用提供了良好可能。