【摘 要】
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高聚物材料在酶的固定化领域扮演着越来越重要的角色,在生物燃料电池以及生物传感器等方面有着潜在的应用前景。如何制备结构可控、易于功能化并具有良好生物相容性的高聚物载体,是高聚物在酶固定化领域应用的一个关键技术。本论文主要是通过筛选合适的新型高聚物材料,通过分子设计、功能化等方法,构建性能优良的酶固定化载体。主要研究工作如下:1.水溶性聚氨酯纳米粒子的制备、表征及在酶的固定化中的应用研究。以4,4-二
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高聚物材料在酶的固定化领域扮演着越来越重要的角色,在生物燃料电池以及生物传感器等方面有着潜在的应用前景。如何制备结构可控、易于功能化并具有良好生物相容性的高聚物载体,是高聚物在酶固定化领域应用的一个关键技术。本论文主要是通过筛选合适的新型高聚物材料,通过分子设计、功能化等方法,构建性能优良的酶固定化载体。主要研究工作如下:1.水溶性聚氨酯纳米粒子的制备、表征及在酶的固定化中的应用研究。以4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）为硬链段,聚四氢呋喃（PTMG）为软链段,引入二羟甲基丙酸（DMPA）作为阴离子亲水基团成功地合成出了尺寸分别为500、200和50nm的亲水性聚氨酯纳米球;利用微过氧化物酶（MP-11）作为模型分子通过电化学和光谱学等多种表征手段探讨了水溶性聚氨酯纳米球作为生物大分子固定载体的应用前景。结果表明:固定在水溶性聚氨酯纳米球上的MP-11可实现与电极间的直接电子转移,对过氧化氢和氧气保持良好的催化活性,粒径为50 nm的聚氨酯球与MP-11的相互作用的稳定性明显高于其它粒径的聚氨酯纳米粒子。2.壳聚糖纳米粒子的制备和表征。以壳聚糖（CHIT）和三聚磷酸钠（TPP）为原料,利用离子凝胶法制备纳米壳聚糖颗粒。详细研究了壳聚糖分子量大小、脱乙酰度的高低以及与三聚磷酸钠的质量配比、反应体系的p H值等因素对壳聚糖纳米粒子制备的影响,最终确定了不同尺寸纳米壳聚糖的最佳制备条件:壳聚糖经Na NO2氧化降解的时间为3 h;溶解CHIT的溶剂为体积分数为1%乙酸;CHIT浓度为2 mg/m L,p H值等于4.5;TPP浓度为0.8 mg/m L;CHIT与TPP的溶液的体积比为100/8,反应时间为3h。通过调节壳聚糖分子链的长短和脱乙酰度的大小可获得粒径分布为5 nm-1μm,性质稳定且分布均匀的壳聚糖纳米粒子,对制备得到的纳米壳聚糖的形态表征方法主要为透射电镜、红外光谱等。3.小尺寸壳聚糖纳米粒子在酶的固定化应用中的研究。依照第二章优化后的参数,合成了小尺寸的壳聚糖纳米粒子,以微过氧化物酶（MP-11）作为模型分子通过电化学等方法,探讨了小尺寸壳聚糖纳米球作为生物大分子固定载体的应用前景。结果表明:固定在小尺寸壳聚糖纳米粒子上的MP-11可实现与电极间的直接电子转移,对过氧化氢和氧气保持良好的催化活性。
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