交联壳聚糖—赖氨酸树脂固定化GOD制备、表征及应用

论文摘要

以戊二醛为交联剂、碳酸钙为致孔剂,反相悬浮交联制备交联壳聚糖;以二环己基碳二亚胺缩合,制备出交联壳聚糖-赖氨酸树脂;交联及缩合反应的转化率分别为90.28%和36.72%。FTIR和13C NMR分析均证实,树脂分子结构中分别出现西佛碱（N=C）和酰胺键（–CONH–）,X-ray衍射证实其结晶度降低。交联壳聚糖及交联壳聚糖-赖氨酸树脂呈黄褐色球状、平均直径800～1000μm、平均孔径50100μm,比面积分别达769.08/m2·g-1和403.14/m2·g-1,后者在0.1mol/LHCl和0.1mol/LNaOH中的溶失率分别为0.0236%和0.0105%,在0.1mol/L醋酸、0.1mol/L HCl、去离子水、0.1mol/L NaOH中的溶胀度分别为325.15%、275.42%、24.86%、100.14%;对醋酸、丙氨酸、牛血清蛋白和Zn2+的交换容量分别为409.24、253.28、59.52、204.12mg/g干树脂。以交联壳聚糖-赖氨酸树脂为载体,吸附-交联制备固定化葡萄糖氧化酶（IGOD）的优化条件为:酶﹕戊二醛﹕载体氨基的摩尔比为1.355×10-4﹕0.5290﹕1,在pH4.0、常温下交联3h。固定化酶的偶联率为50%,IGOD的活力为7.68U/mg、活力回收为82.50%;IGOD的主要酶学性质是:最适pH5.0～6.0,最适温度30～40℃,Km和Vmax分别为31.78 mmol/L和17.60U/mg,60℃半衰期为10h,室温（25℃）重复使用半衰期38次,4℃贮存半衰期271天。以固定化IGOD柱-离子交换反应器水解葡萄糖液12h,对葡萄糖的转化率达12.18%,IGOD残余活力为83.42%;水解木糖醇结晶母液中的葡萄糖12h,对葡萄糖的转化率达5.28%,IGOD的残余活力为72.80%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 壳聚糖及其衍生物的研究现状
• 1.1.1 甲壳素/壳聚糖的简介
• 1.1.2 壳聚糖的化学性质及其应用
• 1.2 壳聚糖及其衍生物作为固定化酶载体的应用
• 1.2.1 固定化酶及酶载体的简介
• 1.2.2 壳聚糖作为固定化酶载体的研究现状
• 1.3 固定化葡萄糖氧化酶的研究进展
• 1.3.1 葡萄糖氧化酶（GOD）的简介
• 1.3.2 固定化葡萄糖氧化酶的研究现状
• 1.4 本课题的选题背景及意义
• 2 主要实验原理
• 2.1 壳聚糖的西佛碱化反应
• 2.2 交联壳聚糖与赖氨酸的缩合反应
• 2.3 离子交换
• 2.4 固定化酶
• 2.5 葡萄糖氧化酶的作用机理
• 2.6 葡萄糖氧化酶的活力测定
• 2.7 葡萄糖酸钠检测
• 3 试验部分
• 3.1 试验仪器与试剂
• 3.1.1 试验仪器
• 3.1.2 试剂
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 交联壳聚糖的制备
• 3.2.2 交联壳聚糖-赖氨酸树脂的制备
• 3.2.3 交联壳聚糖-赖氨酸树脂的性状测定
• 3.2.4 交联壳聚糖-赖氨酸树脂的理化性质
• 3.2.5 交联壳聚糖-赖氨酸树脂交换性能
• 3.2.6 交联壳聚糖-赖氨酸树脂固定化GOD 的制备
• 3.2.7 IGOD-D293 联合制备葡萄糖酸钠
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 交联壳聚糖-赖氨酸树脂的合成与表征
• 3.3.2 交联壳聚糖-赖氨酸树脂的理化性质
• 3.3.3 交联壳聚糖-赖氨酸树脂的交换性能
• 3.3.4 固定化GOD 程序的比较
• 3.3.5 影响固定化GOD 的主要因素
• 3.3.6 固定化GOD 的主要酶学性质
• 3.3.7 IGOD-D293 联合制备葡萄糖酸钠
• 4 结论
• 5 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录