苯乙烯马来酸酐共聚物微球固定化酶研究
酶在纺织、发酵、食品、新能源等领域有广泛的应用。由于酶易失活、难回收，成本较高，限制了其工业应用，对酶进行固定化能增强酶的稳定性，实现酶的回收和重复利用，降低成本。常见的固定化酶的方法主要包括物理吸附、共价结合、包埋和交联，其中尤以共价结合的应用最为广泛，但目前共价固定化酶的方法普遍存在固定效率低、路线复杂、易导致酶失活等缺点。针对上述问题，本文提出了以高反应性的苯乙烯马来酸酐共聚交联微球为载体高效固定酶的新方法。论文主要取得以下结果: 1、利用苯乙烯马来酸酐共聚物微球实现了纤维素酶的固定化。通过自稳沉淀聚合法制备苯乙烯马来酸酐交联共聚纳米粒子(Styrene/maleic anhydride copolymer nanoparticles，SMN)固定化纤维素酶。首先以苯乙烯和马来酸酐通过自稳定沉淀聚合法制备得到SMN，然后利用酸酐基团的高反应性，在室温且不加其他活化试剂的条件下将纤维素酶共价结合到SMN上，固定效率为78.5％，最适的负载量为167mg/g。纤维素酶固定后从30℃到80℃温度下活性变化几乎与游离纤维素酶一致，但其pH稳定性明显改善。在pH8.0时保留最大活性的80％，远远高于游离酶(14％)。此外，固定化纤维素酶在催化过程中表现出优异的重复使用性，其中在催化羧甲基纤维素钠盐(CMC)的重复实验中，使用6批次后保持100％的活性，10批次后仅损失20％的活性。通过SMN粒子实现纤维素酶的固定化，可以提高纤维素酶的操作稳定性，有利于实际生产，为大规模生产生物乙醇解决能源危机提供了可能。 2、利用苯乙烯马来酸酐微球实现了木瓜蛋白酶的固定化。对固定过程的反应时间，反应pH和木瓜蛋白酶的加入量进行了探究，确定了最适的反应时间为2小时，最适的反应pH为7.4，最适的酶加入量为8mg/mL，最佳的负载量为126.6mg/g，固定效率可以达到63％。固定后木瓜蛋白酶在催化酪蛋白的重复实验中，重复5批次以后仍能保持70％的活性。通过SMN实现了对木瓜蛋白酶的固定化，提高了木瓜蛋白酶的操作稳定性，降低了成本，有利于木瓜蛋白酶的工业应用。
固定化酶;苯乙烯马来酸酐共聚物微球;反应活性;固定效率
北京化工大学
硕士
材料工程
赵长稳;任永杰
2018
中文
Q814.2
83
2018-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）