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漆酶是一种绿色的生物催化剂,以氧气为最终电子受体催化氧化多种有机酚、胺类等污染物。但是,游离态的漆酶在实际使用过程中存在稳定性差、酶活低和难回收等问题限制了其工业化的应用。其次,在不添加外源介体的情况下漆酶难以催化氧化一些非酚类的有机污染比如染料,这同样限制了漆酶的应用范围。针对上述问题,结合课题组之前的研究成果,本论文使用过硫酸钾、乙酰丙酮(AA)和漆酶作为三元复合体系引发聚丙烯酰胺凝胶在壳聚糖铜小球内部合成,得到了固定化漆酶-介体凝胶小球微反应器,实现了同步固定漆酶与介体的目的。扫面电镜与氮气吸附脱附实验证明该微球具备核壳结构,壳聚糖铜作为外壳提供一定的机械强度而内部为分布均匀的凝胶孔道结构(孔径集中在8-15 μm)且存在介孔孔隙(2-8 nm)。微反应器的酶固载率高达93.5%,同时具备良好的热稳定性和化学稳定性,其表面显正电的壳聚糖铜材料还可实现对阴离子染料的预富集作用。以孔雀石绿(MG)染料的循环脱色实验考察微反应器对污染物的降解性能,发现相比游离漆酶和无(AA)介体的固定化酶,微反应器表现出了更稳定的催化性能(作用时间长达17个循环,是游离漆酶介体体系的三倍)。最后,小球具有良好的机械性能和水力条件,能够胜任实际的废水处理。 在筛选适合酶活表达的溶剂的过程中发现羧酸盐缓冲溶液相比硫酸溶液对漆酶酶活有极大的抑制作用。借助稳态动力学抑制模型和开路循环电压法测定不同溶剂下MG降解过程中的电势变化,推测可能的抑制机理为醋酸分子与漆酶内部的催化基团结合降低酶氧化还原电势,从而改变对污染物的降解途径。发光菌毒性实验结果表明,广泛使用的介体1-羟基-苯并-三氮唑(HBT)和丁香醛连氮(SYR)均会显著增加MG降解产物的毒性。这为选择合适的漆酶溶剂提供了指导意义。在硫酸溶液下详细考察了漆酶-AA体系对孔雀石绿的脱色机理。通过稳态动力学抑制实验发现低底物浓度下,AA对漆酶降解MG存在抑制现象,且抑制类型随着AA浓度的增加发生变化。通过使用紫外、液相质谱和红外光谱对孔雀石绿的降解产物分析,发现AA可再次被酶激发参与到中间产物的降解过程极大了提升漆酶对底物的催化转化能力此外。