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仿生纳米涂层是指受自然界生命现象、原理等启发,在温和条件下(常温、常压、中性pH)制备的纳米涂层。由于仿生纳米涂层形成条件温和、结构可控,可为酶分子提供良好的物理化学微环境。本研究针对工业酶催化过程中固定化酶稳定性较差、产物难以连续合成等问题,将仿生纳米涂层引入固定化酶制备过程中,有效提升了固定化酶稳定性,进而构建了填充床式微反应器,实现了酶促合成6-氨基青霉烷酸的连续、高效进行。主要研究内容如下:第一部分,基于多巴胺仿生涂层对堇青石蜂窝陶瓷表面修饰,固定青霉素G酰化酶(PGA),并构建固定化酶微反应器。聚多巴胺中儿茶酚基/醌基与酶分子共价结合,提高PGA的稳定性。在40 oC反应条件下反应195 min后,PGA/聚多巴胺/堇青石仍保持84.01%的初始酶活。第二部分,以多巴胺修饰的堇青石蜂窝陶瓷为载体固定化PGA,利用该涂层诱导正硅酸乙酯(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)在其表面进行水解缩聚,形成有机硅纳米涂层,进而构建固定化酶微反应器。有机硅纳米涂层能有效保护酶分子,提高其结构稳定性。在极端pH条件下(pH 6.0和pH 10.0)均表现出良好催化活性。在40 oC下反应195 min后保持89.72%初始酶活。经过15次循环,有机硅/PGA/聚多巴胺/堇青石的活性仍能保持73.05%初始酶活。第三部分,利用AB-8大孔树脂物理吸附PGA,随后利用单宁酸(TA)和钛(IV)配位在其表面涂覆TA-TiIV涂层。TA-Ti IV纳米涂层的多羟基基团有效提高了树脂表面亲水性、网络结构有效防止了酶泄露并提升了极端条件下固定化酶稳定性。储存68天后,TA-Ti IV-capped PGA@Resins仍有103.7%初始酶活;循环20次后,仍有81.51%初始酶活。