金属有机骨架结构材料(Metal-Organic Framework,MOFs)是一种由金属离子和有机配体通过自组装的方式从而形成的多孔结构的一种特殊晶体材料。近年来,MOFs还可以作为固定化基质,可以固定某些生物大分子,这一特性也越来越引起了人们的研究兴趣。本文使用了 MOFs材料的其中一种叫做沸石咪唑酯框架材料(ZIFs),利用ZIFs材料类别里的ZIF-8固定了两种双酶,分别是DAAO-CAT和TH-DAAO。这也是一直以来研究上的困难点,就是将两种酶一起固定在支持物内部,这是一种可以同时利用两种酶进行连续催化的方法。因为在精确控制酶的摩尔比的情况下,将酶紧密邻近地空间排列是非常困难的。所以通过这种方式来固定双酶,不但在精确控制两种酶的摩尔比的情况下,实现了彼此紧密相邻的两种酶的共固定化。固定之后的DAAO-CAT@ZIF-8在进行酶活测试时,在30℃和40℃时,DAAO-CAT@ZIF-8和TH-DAAO@ZIF-8都是略低于游离酶的活性。随着温度升高,直到70℃和80℃时,此时游离酶已经完全丧失活性,而两种固定酶DAAO-CAT@ZIF-8和TH-DAAO@ZIF-8依然保持着游离酶在30℃时活性的65%左右。可以看出,常态温度下两种固定后的双酶都没有表现出明显的酶活下降,而非常态温度下,也保证了良好的温度耐受性,表现出可观的活性。另外本章还对复合材料DAAO-CAT@ZIF-8和TH-DAAO@ZIF-8做了一系列的表征测试,使用SEM观测其形状变化,可以得知,通过调节Zn2+的浓度和2-甲基咪唑的浓度,或者是调节蛋白质的浓度,都可以直接控制复合材料的的晶体形态。激光共聚焦显微镜的图像可以显示出酶是包封在载体里面,而并不是简单的吸附在载体表面。XRD的图谱可以显示出复合材料的衍射强度比标准ZIF-8低,这也说明由于蛋白质的加入,导致了 ZIF-8晶体的结晶度下降。而BET和傅里叶红外光谱的数据都一致表明了两种双酶的包封的机理不是通过ZIF-8材料的吸附。通过ZIF-8固定的蛋白质,不同于传统的固定化方式。这种方式使蛋白质原位封装进载体,不但比直接吸附的方式更加稳定,酶不容易被释放出,而且对酶的保护作用也更好,使得其有更好的温度耐受性。本文也进一步证明了 MOFs材料在固定生物大分子方面还具有巨大的开发潜力。