【摘 要】
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经高分子材料修饰过的磁性纳米载体具有生物相容性好,表面活性羟基增加以及固定化酶能力增强等优势,该种高分子磁性载体是近年研究的热点之一。本文开发了一种具有高固定化率、高稳定性的淀粉基磁性纳米固定化酶载体。本文的研究内容如下:1、淀粉基磁性纳米载体及固定化酶的制备以乙醇溶剂法制备羧甲基淀粉（Carb oxy methyl starch sodium,CMS）,以共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,以糊化法
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经高分子材料修饰过的磁性纳米载体具有生物相容性好,表面活性羟基增加以及固定化酶能力增强等优势,该种高分子磁性载体是近年研究的热点之一。本文开发了一种具有高固定化率、高稳定性的淀粉基磁性纳米固定化酶载体。本文的研究内容如下:1、淀粉基磁性纳米载体及固定化酶的制备以乙醇溶剂法制备羧甲基淀粉（Carb oxy methyl starch sodium,CMS）,以共沉淀法制备Fe3O4纳米粒子,以糊化法对Fe3O4进行包覆制备Fe3O4/CMS载体。利用交联法固定化脂肪酶（Thermomyces lanuginosus lipase,TLL）、青霉素酰化酶（Penicillin G acylase,PGA）及菠萝蛋白酶（Bromelain,BR）制备固定化酶,研究发现不同酶其固定化过程中交联剂浓度、交联时间、酶添加量、固定化温度、固定化时间不尽相同。2、Fe3O4/CMS固定化酶的结构表征及酶活表征经傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射、X射线光电子能谱、振动磁强计、透射电镜等结构分析表征,表明了CMS成功包覆于Fe3O4上且TLL、PGA、BR三种酶成功固定于Fe3O4/CMS上。经酶活表征发现相比游离酶,固定化酶的最适温度和p H、热稳定性、p H稳定性、有机溶剂耐受性及操作稳定性都有所提升。3、Fe3O4/CMS固定化酶的酶促反应Fe3O4/CMS/TLL可高效催化虎杖苷巴豆酸酰化反应,当最佳反应条件为2-THF、巴豆烯酸酯:虎杖苷摩尔比11:1、酶添加量100 U、反应温度45℃时,反应初速度和转化率可达6.25 mmol·L-1·h-1、95.64%;Fe3O4/CMS/PGA可高效催化合成阿莫西林反应,当最佳反应条件为在50%丙酮中、D-对羟基苯甘氨酸甲酯:6-青霉烷酸摩尔比为3:1、酶添加量为25U、反应温度35℃时,反应的底物转化率和合成水解比可达67.46%、1.33%;Fe3O4/CMS/BR可高效催化酪蛋白水解反应,当最佳反应条件为在水溶液中、酶量36 U、反应温度50℃时,酪蛋白水解率可达72.43%。对Fe3O4/CMS固定化酶的性质研究发现,固定化酶的Km值变大,Vmax值变化不同,这意味着固定化对酶与底物的亲和力变化具有不同的适应性。本研究不仅丰富了纳米固定化酶技术的理论研究,更为淀粉基磁性纳米载体在固定化酶领域的应用提供了借鉴,具有重要的理论研究和工业化应用意义。
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