Cu-PABA固定化漆酶对偶氮染料的脱色与降解研究

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游离漆酶对外部环境敏感,在水溶液中易失活且回收困难,致使漆酶难以大规模应用。多数研究致力于将漆酶固定化,忽视了过度保护对漆酶活性的限制。本文选用以Cu2+为中心的金属有机物骨架(Cu-PABA)固定化漆酶,既解决了游离漆酶易失活的问题,还促进了漆酶固定化后活性的表达。本文确立了Cu-PABA固定化漆酶(漆酶@Cu-PABA)的最佳制备条件;对漆酶@Cu-PABA进行各项表征,探究了骨架中Cu2+促进漆酶活性表达机理;研究了漆酶@Cu-PABA的稳定性及酶学参数;探究了漆酶@Cu-PABA在不同条件下对偶氮染料直接红31的去除,以及降解染料的回用性和降解途径。主要结论如下:(1)通过单因素实验及多因素优化后,得到漆酶@Cu-PABA的最佳制备条件:摩尔比(Cu2+:PABA)为1.25:1,PVP用量为0.3g,溶剂中甲醇浓度为20%,酶加量为1.75 mg/m L,固定化时间为2.917小时,p H为5.16。(2)漆酶@Cu-PABA一系列表征结果表明,漆酶成功包封于Cu-PABA中,且漆酶的引入未改变Cu-PABA的晶体形态;Cu-PABA中的Cu2+参与了漆酶的催化氧化反应且有促进作用,催化速率提升了1.7倍。(3)与游离漆酶相比,漆酶@Cu-PABA的Km值增大,vmax减小,与底物亲和力降低;漆酶@Cu-PABA的最适温度和p H均未发生改变,稳定性得到显著提升;漆酶@Cu-PABA存储30天,仍能保留88%的初始活性。(4)漆酶@Cu-PABA对直接红31的最佳降解条件:p H为5,温度为45℃,反应6小时去除率可达92%;漆酶@Cu-PABA重复使用10次,对直接红31的去除率仍可保留70%;LC-MS表征结果表明,漆酶通过高度非特异性的自由基机制氧化直接红31,降解产物有苯胺,苯酚,对二苯酚,2,2-二萘胺,萘,萘胺等。
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