SBA-15固定化酶的研究进展

该文综述介孔材料SBA-15固定化酶的研究进展,介绍固定化方法包括物理吸附法、包埋法、共价结合法和交联法的特点。同时结合近年来国内外的研究现状,归纳SBA-15固定化酶在制备生物基化学物质、生物传感器、环境保护中的应用。最后展望SBA-15固定化酶的应用前景,未来可在固定化酶载体和技术上深入研究,进一步推进SBA-15固定化酶在工业中的实际应用。     

介孔分子筛MCM-41固定化胰蛋白酶的研究

以介孔分子筛MCM-41作为载体,戊二醛作为交联剂,对胰蛋白酶进行了固定化。研究了固定化条件对酶活及酶活性回收率的影响,并对固定化酶的热稳定性和操作稳定性做了探讨。结果表明,当每克载体的给酶量为30mg,固定化温度15℃,固定化时间3h,pH8.0,戊二醛体积分数0.4%时,胰蛋白酶的固定化效果最好,此时平均酶活性回收率达60%左右。固定化酶的热稳定性与游离酶相比有了显著的提高,并且固定化酶具有较好的操作稳定性,连续反应10批后,酶剩余活性仍保持在80%以上。      

胰蛋白酶在磁性核壳介孔分子筛上的固定化研究

采用吸附法研究胰蛋白酶在磁性核壳介孔分子筛(Fe3O4@MCM-41)上的固定化过程。考察吸附条件对胰蛋白酶固定化性能的影响,并对固定化酶的酶学性能、载体结构等进行表征。结果表明：在固定化时间为4h、胰蛋白酶给酶量为60mg/g、pH8.2的条件下,固定化酶活回收率可达55.9%。表面能谱分析(EDS)结果表明,固定化酶中酶含量(以含氮量计)约为14%,与游离酶相比,固定化酶的耐温区间、pH值适应范围明显变宽,并具有一定的可重复操作性,且固定后载体仍然保持良好的介孔结构。     

载银介孔SBA-15抗菌剂的制备及表征

为解决有机抗菌剂耐热性差、易分解和使用寿命短的问题,选用介孔无机材料SBA-15作为载体,以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为修饰剂,采用嫁接的方法对介孔SBA-15进行改性,使其表面接枝氨基官能团,采用常规AgNO3溶液浸渍法,制得抗菌性能优良、杀菌效果持久的广谱抗菌剂.通过x射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-...     

介孔分子筛SBA-15固定糖化酶的研究

以介孔分子筛SBA-15为载体,戊二醛为交联剂,对糖化酶进行了固定化.考察固定化温度、时间、给酶量、pH值以及戊二醛浓度等因素对固定化效果的影响,并对固定化酶的酶学性质进行了研究.结果表明,糖化酶最佳固定化条件是:酶与载体比例50mg/g、固定化温度25℃、固定化时间4h、pH 5.1、戊二醛体积分数7.5%,此条件下固定化酶活力回收率为56%.固定化酶的最适作用温度为70℃,比游离酶高10℃.最适作用pH 4.1,比游离酶降低0.5个单位.米氏常数Km由原来的0.032mol/L降为0.022mol/L.用超声波对固定化酶进行处理,其酶活力提高了18%.所得最佳超声参数是:超声功率100W,温度70℃,时间5min.     

双功能化无机介孔材料对猪胰蛋白酶催化性能的影响

通过在SBA-15介孔材料表面引入带有不同官能团及不同亲疏水性质的修饰剂(-SH,-Cl,-NH₂,-C₁,-C₃,-C₈及-C₁₆),改善介孔材料与猪胰蛋白酶的结合力及蛋白酶所处微环境,从而提高酶固定化效率,活性及其稳定性。结果表明,官能团修饰后载体固定化酶PT-NH2/C8-SBA活性达到255 U/mg胰蛋白,较之未修饰载体固定化酶PT-SBA活性（195 U/mg胰蛋白）有大幅度的提高;并且重复使用五次及在室温下保持5 d后,PT-NH₂/C₈-SBA活力仍然能保持初始活力的85%及81%。而PT-SBA仅仅保留了初始活性的51%及67%。固定化酶的酶学性质和催化反应动力学研究表明,底物与固定化酶PT-NH₂/C₈-SBA具有更好的亲和力,固定化酶PT-NH₂/C₈-SBA有较高的活力和稳定性。      

可溶性固定化胰蛋白酶的制备及性质研究

将胰蛋白酶偶联在亲水性高分子聚合物N-琥珀酰壳聚糖上,制备得到水溶性固定化胰蛋白酶,并对其部分酶学性质进行了研究。结果表明,可溶性固定化胰蛋白酶的最适pH为9·0,最适温度为60℃,Km值为0·28mg/mL;该酶在pH6·0以上能够完全溶解,在pH4·0左右基本不能溶解;可溶性固定化胰蛋白酶在60℃条件下,保温8h,仍有55%的活性;在4℃条件下,30d后活性保留达98%;在4℃下保存72h,活性没有明显降低。pH8·0~10·0稳定性最好(相对活性>90%)。     

应用固定化胰蛋白酶制备大豆肽的研究

采用固定化胰蛋白酶水解大豆分离蛋白制备大豆低肽，对固定化胰蛋白酶水解工艺参数等进行了系统研究。结果表明：固定化胰蛋白酶的最适温度为60℃，最适pH为8．7，最佳底物浓度为2．0－3．0mg/mL，大豆分离蛋白的最佳流速为0．3mL/min，大豆分离蛋白的水解率达到45．6％，酶解液中大豆肽含量为1．462mg/mL。酶解液多肽分子量大部分在10000以下。     

介孔二氧化硅制备固定化菠萝蛋白酶的研究

采用经扫描电镜和透射电镜表征的介孔二氧化硅制备固定化菠萝蛋白酶,具有工艺简便、条件温和及操作方便的特点。考察了给酶量、pH和时间对固定化菠萝蛋白酶活力的影响,在酶量25mg/mL、pH5.0、固定化时间22h时,固定化酶的酶活为603U/g。介孔二氧化硅固定的菠萝蛋白酶在50℃水浴60min后,固定化酶的活力保持在92%以上,说明固定化酶的热稳定性较高。该固定酶持续操作三次后,使用活性逐渐衰减,但第3次相对酶活仍然达38.5%,反映了菠萝蛋白酶分子与载体有较强的物理吸附作用而且固定的菠萝蛋白酶有一定的可重复使用性。      

固定化胰蛋白酶制备大豆肽正交实验的研究

采用固定化胰蛋白酶水解大豆蛋白,对大豆蛋白的最佳预处理温度进行了探讨,并对制备大豆肽的工艺条件进行了正交实验。结果表明:大豆蛋白的最佳预处理温度为90℃;固定化胰蛋白酶的表观米氏常数为12.5mg/mL。影响酶水解反应显著性的顺序为:温度,pH值,底物浓度,流速;在底物浓度2.7 mg/mL、温度60℃、pH8.7、流速0.6mL/min的条件下,利用固定化胰蛋白酶制备大豆肽,酶解液中的可溶性蛋白含量最大为1.414mg/mL,水解度41.51%。     

氨基化大孔硅胶共价固定 Pancreas porcine 脂肪酶的研究

本研究以大孔硅胶为材料,对其进行环氧基和氨基两步活化,然后利用碳化二亚胺（EDC）将氨基化硅胶与Pancreas porcine脂肪酶（PPL）进行共价固定化。通过优化固定化条件,在EDC与蛋白摩尔比为50：1;载体与粗酶质量比为10：1,固定化pH为6.0, 固定化时间为8 h的条件下获得最大固定化酶酶活为86.67 U/g,远远高于未修饰硅胶物理吸附固定PPL所得固定化酶酶活（33.33 U/g）。此外,本文还利用扫描电镜（SEM）和傅立叶变换光谱仪（FT-IR）对固定化前后硅胶进行了结构表征,固定化后硅胶表面出现明显的丝状蛋白,且固定化酶在1543 cm-1处出现酰胺Ⅱ带,说明PPL成功共价固定于氨基化硅胶上。通过对所得固定化酶性质进行分析,结果表明,固定化酶最适反应pH向碱偏移一个单位,最适反应温度提高了5 ℃,热稳定性明显提高。     

氨基化硅胶作载体固定化α-淀粉酶的研究

采用5 种硅胶作为载体,戊二醛作偶联剂,制备了固定化α- 淀粉酶。对制备固定化α- 淀粉酶的硅胶目数、偶联剂浓度、温度、pH 值的影响因素进行了研究和优化。并对固定化酶和游离酶的酶学性质进行了比较。结果表明：固定化酶的最适温度为75℃,比游离酶提高了10℃,固定化酶的热稳定性优于游离酶。与游离酶相比,其对酸碱的适应性、贮存稳定性、操作稳定性也都有较明显改善。固定化酶的Km 值略低于游离酶,前者为2.13mg/ml,后者为1.02mg/ml。     

响应面试验优化微波辅助固定化胰蛋白酶工艺

在微波辅助的条件下,以环氧树脂为载体固定化胰蛋白酶。通过单因素试验和响应面分析法确定了微波辅助固定化胰蛋白酶的最佳条件:微波温度30℃、给酶量41 mg/g、p H 6.2、微波时间10 min。在此条件下制备的固定化胰蛋白酶活力为322.56 U/g树脂,高于传统振荡方法制备的固定化酶活力,将原来20 h的固定化时间缩短到几分钟,并且固定化酶具有良好的稳定性,由此可见微波辅助固定化酶是一种高效的固定化方法。     

壳聚糖微球固定化胰蛋白酶的研究

以壳聚糖为载体,将胰蛋白酶固定化,通过优化其制备条件提高活力回收。首先利用反相悬浮交联法制得壳聚糖微球并用于胰蛋白酶的固定,后采用中心复合设计及响应面分析法优化固定化条件,结果表明,戊二醛体积分数为16.2%,分散时间为98 min,给酶量1 mg/g载体时,固定化胰蛋白酶的活力和活力回收率可达到42.02 u/g和73.32%。     

胰蛋白酶在合成高分子阴离子交换树脂上的固定化作用

研究了胰蛋白酶在合成高分子聚苯乙烯阴离子交换树脂上的固定化技术,固定化酶的动力学性质以及稳定性特征。阴离子交换树指GM201经预处理除去杂质后与偶联剂成二醛反应,再与胰蛋白酶反应,可把酶固定化在载体上。动力学分析表明:固定化胰蛋白酶的K_m(米氏常数)值高于溶液酶,最适温度及最适pH值均有较大变化。稳定性试验表明:固定化酶的热稳定性低于溶液酶,在微酸性,中性及碱性介质中的稳定性高于溶液酶。用固定化胰蛋白酶水解酪蛋白及提取大豆胰蛋白酶抑制剂的试验结果表明,固定化酶具有良好的操作稳定性。     

两种类型MCM-41固定化效果的比较

本文研究了钠型MCM-41和氢型MCM-41介孔材料在不同固定化条件下对固定化酶活性及酶活性回收率的影响。结果表明,不同固定化条件下,以氢型MCM-41介孔材料为载体时,固定化酶活性及酶活性回收率较高,说明氢型MCM-41介孔材料相对于钠型MCM-41有较好的固定化效果。     

基于无定形沸石-咪唑框架-8材料固定米根霉源脂肪酶研究

多级孔沸石-咪唑框架-8(zeolitic imidazolate framework-8,ZIF-8)材料相较于传统的ZIF-8材料具有更大的孔径,在固定化酶领域展现了较好的应用前景。目前,利用多级孔ZIF-8材料固定米根霉源脂肪酶(Rhizopus oryzae lipase,ROL)的效果仍不清楚。通过调节ZIF-8材料前驱体的初始物质的量比例,制备得到一种无定形ZIF-8(amorphous zeolitic imidazolate framework-8,aZIF-8)材料,基于ZIF-8和aZIF-8材料, 采用原位自封装法制备得到固定化脂肪酶ROL@ZIF-8和ROL@aZIF-8。 利用红外光谱仪、X-射线衍射仪和扫描电子显微镜等研究了ZIF-8、aZIF-8、ROL@ZIF-8及ROL@aZIF-8的形貌及结构差异,比较了在不同ROL质量浓度条件下制备的ROL@aZIF-8与相同质量浓度ROL的酶活力,考察了ROL和ROL@aZIF-8的酸碱稳定性、温度耐受性、储藏稳定性以及对邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate, DBP)和邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate, DIBP)的水解能力。结果表明,aZIF-8材料呈现出包含十字花形、正方形、球形等多种形态的无定形形貌,是一种具有微孔和介孔的多级孔材料。 在ROL的质量浓度为4mg/mL的条件下制备的ROL@aZIF-8 呈现最大酶活力,为5.69U/mg。在相同的ROL质量浓度条件下,aZIF-8材料的疏水性及多级孔特性促使ROL@aZIF-8的酶活力比ROL高。ROL@aZIF-8比ROL具有更好的碱稳定性、温度耐受性、储藏稳定性以及更高的对DBP和DIBP的水解能力。     

介孔分子筛MCM-48固定化木瓜蛋白酶性质的研究

以介孔分子筛MCM48为载体、戊二醛作交联剂对木瓜蛋白酶进行了固定化。实验结果表明,与游离酶相比,固定化酶的热稳定性有了显著的提高,其半衰期达到了2500min以上,是游离酶(80min)的30倍以上。固定化酶的pH稳定性和储藏稳定性也有了明显改善。此外,固定化酶还具有很好的操作稳定性,经过12d的连续酶解,酶活力仍保持在初始酶活力的70%以上。