作为一种水解酶,脂肪酶在食品工业、医药卫生、环境保护、能源开发等多个领域中广泛应用。由于脂肪酶的“界面活化”特性,脂肪酶在油-水界面处具有高催化活性。因此,脂肪酶催化系统设计的关键任务是构建合适的油-水界面,使脂肪酶能够充分发挥界面活性。乳液系统可以提供大量微观的油-水界面,但乳液界面的构建过程中需要高速搅拌、均质化、使用乳化剂等复杂操作,存在难回收、再利用率低等问题。相比之下,宏观油-水界面是一种更为方便的脂肪酶催化体系,无需乳化形成油滴,可直接作为脂肪酶催化反应的接触界面、反应界面及分离界面。游离酶在实际应用中具有较多缺陷,目前已有较多研究通过固定化技术来提高脂肪酶催化效率,但目前大多数脂肪酶固定化策略侧重于应用特性,忽略了赋予脂肪酶催化体系有利且宏大的油-水界面。因此,本研究提出了一种新型脂肪酶界面催化体系,利用水凝胶、有机凝胶的微观三维网络结构及其在水相、油相中的溶胀特性,使含有脂肪酶底物的油相束缚于有机凝胶网络中,含有脂肪酶液的水相束缚于水凝胶网络中,在杂化凝胶内部形成丰富的油-水界面。本研究采用两步法制备了基于水凝胶-有机凝胶的杂化凝胶,创新性的构建了一种新型杂化凝胶-脂肪酶反应器,并对杂化凝胶-脂肪酶反应器的催化性能和应用性能进行了探究。主要研究内容与结果如下:（1）以在水相、油相中的溶胀性和脂肪酶催化活性为指标,对制备基于水凝胶-有机凝胶的杂化凝胶材料及制备方法进行了筛选,并对制备杂化凝胶过程中的水凝胶单体、引发剂、交联剂浓度进行了优化。结果表明,以N,N-二甲基丙烯酰胺（DMA）作为水凝胶单体、甲基丙烯酸丁酯（BMA）作为有机凝胶单体,经两步法制备的PDMA-PBMA杂化凝胶稳定性高、均匀性好,能够同时具备吸水性和吸油性,证明了其作为脂肪酶反应器的可行性。优化结果为:对于水凝胶,单体DMA与水比例为1:4,引发剂2,2-偶氮二异丁腈（AIBN）浓度为1 wt%,交联N,N’-亚甲基双（丙烯酰胺）（MBA）浓度为2 wt%时,在此条件下所制备的杂化凝胶-脂肪酶反应器酶活力最高。（2）以PDMA-PBMA杂化凝胶作为研究对象,采用扫描电镜、红外光谱、激光共聚焦显微镜等手段对杂化凝胶进行表征,结果显示杂化凝胶内部存在水凝胶、有机凝胶两种网络结构,水相与油相能够同时束缚于网络中,并进一步验证了其作为脂肪酶反应器的可行性。通过荧光显微镜探究脂肪酶在杂化凝胶内部的分布情况,结果表明脂肪酶在杂化凝胶内分布较为均匀,成功负载于杂化凝胶内部。对杂化凝胶-脂肪酶反应器的平衡溶胀性进行评估,结果表明杂化凝胶的吸水、吸油能力相对单纯水凝胶、有机凝胶有所下降,说明杂化凝胶内的亲水网络与亲油网络在一定程度上起到相互约束的作用。探究反应时间、杂化凝胶体积、酶浓度、吸酶液量、底物浓度对杂化凝胶-脂肪酶反应器催化活性的影响,结果表明,反应前期底物溶液进入杂化凝胶内部存在一定阻力,但随时间增长,杂化凝胶的优势增加。酶浓度为1 mg/m L,吸酶液量为凝胶自身质量50%,底物浓度为6mg/m L时,杂化凝胶-脂肪酶反应器的酶催化活性最高。（3）通过对杂化凝胶切分堆叠、扎孔、破碎及在杂化凝胶-脂肪酶反应器催化过程中进行超声等处理手段改善杂化凝胶对底物溶液的扩散阻力影响。结果表明,降低杂化凝胶的宏观体积可以有效提高杂化凝胶-脂肪酶反应器的催化效率;在杂化凝胶-脂肪酶反应器反应过程中进行超声,催化活性有效提高,且最佳超声功率为100 W。反应动力学参数结果表明,杂化凝胶-脂肪酶反应器提高了底物亲和力,但杂化凝胶内部存在传质阻力,影响底物进入及产物排出。探究p H、温度对杂化凝胶-脂肪酶反应器催化活性的影响,结果表明杂化凝胶-脂肪酶反应器的最适p H为7.5,最适温度为40℃;杂化凝胶-脂肪酶反应器在碱性环境和高温环境下稳定性高于游离酶。对杂化凝胶-脂肪酶反应器的储藏稳定性、热稳定性及重复使用性进行了研究,结果显示,杂化凝胶-脂肪酶反应器具备优良的储藏稳定性,在储藏18天后的酶活力为游离酶活的1.5倍;将杂化凝胶-脂肪酶反应器应用于催化反应中,在重复7次后,脂肪酶活性保留了12.7%,PDMA-PBMA杂化凝胶对脂肪酶的物理吸附作用及杂化凝胶在操作过程中的破裂会使得部分脂肪酶漏失,使得多次重复操作后酶活性显著下降。探究了低温环境下杂化凝胶-脂肪酶反应器的催化性能,结果表明,在-20℃条件下,杂化凝胶-脂肪酶反应器仍具备较高催化效率;温度降低到-40℃和-80℃时,仍能保持一定活性。