静电纺制备PMMA纳米纤维及其固定化酶的研究

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静电纺丝技术是制备纳米纤维的一种有效方法,其制备的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、且易于分离和回收利用、结构丰富、持久耐用等优点。漆酶是一种含铜的多酚氧化还原蛋白类酶,具有广泛的底物专一性和较好的稳定性,作为一种高效,绿色的催化剂,其在纸浆生物漂白、化学合成、食品生产、环境污染治理、生物及免疫检测等领域具有重要应用价值。尤其在环保方面,漆酶常被用来降解水中酚类化合物、净化土壤以及环境监测等领域得到广泛的研究。利用静电纺丝制备的纳米纤维膜作为酶固定化的载体,有利于提高载酶量,且有利于底物向酶活性中心和产物向反应区域以外扩散,固定化酶的催化效率也能得到显著提高。本研究选用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和p-环糊精(p-CD)共混为原料,采用静电纺丝技术制备PMMA/β-CD纳米纤维膜。通过研究得出,在纺丝液流量0.2mL/h,电压18kV,接收距离15cm的条件下制备的纳米纤维形态均匀、重现性好。加入p-CD可以调节纳米纤维的形貌,p-CD以无定形的状态均匀的分布于复合纳米纤维中。随β-CD加入量的增加,PMMA/β-CD纳米纤维的润湿性、导电性也随之显著上升。通过物理吸附法以PMMA/β-CD纳米纤维为载体固定漆酶。研究pH、温度、固定化时间等对漆酶固定化的影响。实验结果表明,当固定漆酶的条件在40℃,在pH=5.0的缓冲溶液中固定化6h,固定化酶活力达到最大。经过分析游离漆酶和固定化漆酶催化反应动力学,得出固定化漆酶相较于游离漆酶的最适宜的酶学反应温度增大;最适宜的酶学反应pH也增大,且pH值的变化曲线明显变宽。固定化漆酶的酶促反应动力学参数Km升高,Vmax下降,这与酶活性的下降是一致的以及体现了载体与固定化酶之间良好的生物亲和性。固定化后的漆酶其热稳定性、存贮稳定性均得到提高,并体现出良好的重复使用性能。
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