磁场对固定化酶的活性及稳定性的影响

论文摘要

为了探究磁场对固定化酶的影响,本文选取固定化α-淀粉酶和固定化过氧化氢酶为研究对象,首先对这两种酶进行了固定化,得出了它们的最佳固定化条件:对α-淀粉酶固定化后发现,最佳加酶量为每15mL壳聚糖溶液中加入3mL酶液（1mg/mL）,交联剂用量为100mL,交联时间0.5小时;对过氧化氢酶固定化后发现,最佳加酶量为每15mL壳聚糖溶液中加入2mL酶液（0.4mg/mL）,交联剂用量和交联时间与α-淀粉酶相同。然后在不同磁场强度的永磁场中,进行一定时间的磁化处理,从固定化酶的活性、酶促反应动力学和操作稳定性等几方面进行考察。研究结果表明,外加磁场对不同的固定化酶会产生不同的影响:对于固定化α-淀粉酶,磁化后酶的活性明显增加,且随磁场强度增大活性增加逐渐减小,同时,固定化α-淀粉酶的Km变小,pH稳定性增强,保存时间延长;而对于固定化过氧化氢酶,磁化后酶的活性也增大,但是和固定化α-淀粉酶不同的是,磁场强度越大,活性增加越明显。同样,固定化过氧化氢酶的Km减小,pH稳定性增强,保存时间延长。此外,磁场对某个固定化酶的影响并不是呈简单的线性关系。本文分别对不同磁场强度下酶促反应动力学的实验数据进行了拟合,得到了两种固定化酶的米氏常数Km,并对拟合结果进行了检验。本文针对所研究的物系,从磁学基本理论及磁化机理分析入手,讨论了磁场对固定化酶的结构的影响,并对磁场影响固定化酶的机理进行了探讨。认为磁场主要是通过影响酶和载体的结构,从而影响固定化酶酶促反应,并以此为依据,对实验现象进行了解释。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 固定化酶的研究意义
• 2.2 固定化酶的制备方法
• 2.2.1 载体结合法
• 2.2.2 交联法
• 2.2.3 包埋法
• 2.3 固定化酶的应用
• 2.3.1 医药领域
• 2.3.2 环保领域
• 2.3.3 食品工业
• 2.4 磁场处理技术的概述
• 2.5 磁场生物效应的研究
• 2.5.1 生物磁学的概念及其应用
• 2.5.2 磁场在磁场生物效应中的作用
• 2.6 磁场对酶的影响
• 2.6.1 磁场对酶活性的影响
• 2.6.2 磁场对酶构象的影响
• 2.6.3 磁场对酶促反应的影响
• 2.7 外场对固定化酶的影响
• 2.7.1 超声波对固定化酶的作用及影响
• 2.7.2 电场对固定化酶的作用及影响
• 2.7.3 磁场对固定化酶的影响
• 2.8 小结
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验物系及设备
• 3.1.1 实验物系
• 3.1.2 实验设备
• 3.1.3 磁场
• 3.2 实验原理
• 3.2.1 酶的固定化方法
• 3.2.2 固定化酶酶活的测定方法
• 3.2.3 固定化酶米氏常数的确定
• 3.2.4 用扫描电子显微镜观察固定化酶的形貌
• 3.3 磁化方式
• 3.4 实验步骤
• 3.4.1 酶固定化的实验步骤
• 3.4.2 活性测定的实验步骤
• 3.4.3 米氏常数的测定步骤
• 3.4.4 固定化酶稳定性的测定步骤
• 3.5 分析方法
• 第四章 实验结果及讨论
• 4.1 磁场对固定化α-淀粉酶的影响
• 4.1.1 α-淀粉酶的固定化结果
• 4.1.2 磁场作用下固定化α-淀粉酶活性的测定结果
• 4.1.3 固定化α-淀粉酶米氏常数的测定结果
• 4.1.4 固定化α-淀粉酶稳定性的测定结果
• 4.1.5 固定化α-淀粉酶电镜扫描的结果
• 4.1.6 实验结果的讨论与分析
• 4.2 磁场对固定化过氧化氢酶的影响
• 4.2.1 过氧化氢酶的固定化结果
• 4.2.2 磁场作用下固定化过氧化氢酶活性的测定结果
• 4.2.3 固定化过氧化氢酶米氏常数的测定结果
• 4.2.4 固定化过氧化氢酶稳定性的测定结果
• 4.2.5 固定化过氧化氢酶电镜扫描的结果
• 4.2.6 实验结果的讨论与分析
• 4.3 误差分析
• 第五章 磁场影响固定化酶的机理探讨
• 5.1 磁基本理论
• 5.2 分子在磁场中的受力分析
• 5.2.1 色散力
• 5.2.2 洛仑兹力
• 5.2.3 氢键
• 5.2.4 分子的磁矩
• 5.3 磁场对固定化酶的影响
• 5.4 对本文现象的解释
• 第六章 结论
• 参考文献
• 发表论文及参加科研情况说明
• 致谢