以生物催化技术替代传统化学催化被认为是解决日益严重的环境污染,资源、能源短缺问题的最佳策略,也为高效捕获并吸收环境中的CO₂提供了新的思路。然而,酶的稳定性很差且难以重复使用,极大限制了生物催化的应用前景。针对以上问题,本文构建了聚乙烯亚胺（PEI）接枝的纳米二氧化硅载体,并将其运用于碳酸酐酶（CA）和磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPcase）的固定化修饰,旨在增强酶稳定性并实现其循环利用。本研究在商品化纳米二氧化硅粒子的表面共价接枝PEI得到纳米载体SNPs-PEI,并以BSA为模型蛋白考察了SNPs-PEI对蛋白质的吸附能力。研究结果表明,SNPs-PEI能够高效的吸附固定蛋白质,最大BSA吸附量可达260 mg/g,约为同等条件下PGMA-PEI吸附量的10倍,证明SNPs-PEI是一种性质优良的酶固定化载体。在上述研究的基础上,以SNPs-PEI为载体通过静电相互作用对CA进行固定得到SNPs-PEI@CA并探究了固定化酶催化活性及稳定性等性质。结果表明,SNPs-PEI@CA的催化活性为游离酶的76.0%并展现出了更好的热稳定性、酸碱耐受性、储藏稳定性。经过8次循环使用后,SNPs-PEI@CA仍能保持66.7%的初始活性。由于PEI对CO₂的吸附转化作用增强了固定化酶催化CO₂水合的能力,使固定化酶（60.7%）具备了与游离酶（66.5%）十分接近的CO₂水合效率。同样,以SNPs-PEI为载体静电吸附固定PEPcase得到SNPs-PEI@PEPcase,然后探究了底物浓度对酶活性的影响以及固定化酶催化活性、稳定性等性质。结果表明,SNPs-PEI@PEPcase的催化活性可达游离酶的3倍以上,稳定性也显著增强。经过8次循环使用后,SNPs-PEI@PEPcase能够保持35.7%的初始活性。最后以CO₂为直接底物,成功验证了PEI对CO₂的吸附转化作用,即PEI能够模拟CA的催化效果将CO₂转化为PEPcase的反应底物HCO₃^-,从而协助其完成酶级联反应。本课题的研究成果为CA及PEPcase的固定化提供的参考依据,为解决CO₂问题提供了新的思路,同时也为进一步研究CA/PEPcase共固定体系奠定了理论基础。