生物酶是一种绿色高效的催化剂,在许多工业过程中发挥着重要作用。人工金属酶的出现在一定程度上丰富了催化剂的种类。但无论是生物酶还是人工金属酶,都面临着在极端反应条件下会失活、无法回收利用、储存期短等问题,因此需要寻找合适的载体对生物酶或人工金属酶进行固定化以提高其稳定性。在本文中,我们针对磁性二氧化硅纳米载体具有易分离和易修饰等优点,根据酶的种类不同对磁性二氧化硅纳米材料进行功能化修饰后得到新型的磁性纳米载体,并探究这些载体在生物酶和人工金属酶中固定化的应用价值。主要工作内容及结果如下:1.制备了 Ni-NTA功能化的磁性二氧化硅纳米载体,构建并表达了带有组氨酸标签的4-羟基苯乙酸3-单加氧酶(HpaB,HpaC分别表达),利用镍离子和组氨酸标签间的亲和力将HpaB和HpaC从粗酶液中进行定向固定。固定化后的HpaB和HpaC的酶活是等量游离酶活性的2.9倍,固定化酶的pH稳定性、温度稳定性、储存性均有所提高,在使用了 7次后,仍保留有60.94%的活性。2.构建了铱负载的人工金属酶,该酶催化NAD(P)+生成NAD(P)H,在供氢体的存在下可以实现辅酶的再生。同时制备了生物素功能化的磁性二氧化硅纳米载体,并用该载体对铱负载的人工金属酶进行固定化。固定化后的人工金属酶实现了可重复利用性,稳定性也有所提升,在4℃环境中储存10天后,固定化酶仍保留了 56.61%的活性。固定化后的铱负载的人工金属酶与水杨酸单加氧酶联用后,催化水杨酸生成邻苯二酚的量比未联用的情况下高出约10倍。3.利用链霉亲和素和V02+间的氢键作用力构建了一种制备方式更为简便的钒负载的人工金属酶,该人工金属酶可以催化苯甲硫醚生成苯甲亚砜。用生物素功能化的磁性二氧化硅纳米载体对其固定后,其pH和温度稳定性、储存性、重复使用性均有所提升。