玻璃微珠载体的制备与固定化酶条件的研究

论文摘要

本研究首先用分相法和填充法制作了两种多孔玻璃微珠FXBL和TCBL，用它们作为载体分别用物理吸附法、共价偶联法和重氮法固定了α－淀粉酶，在对它们的固定效果比较后，选取了共价偶联法进行了较详细的研究；确定了共价偶联α－淀粉酶的最佳固定条件、最佳应用条件和固定化酶的性质；并研究了多孔玻璃微珠制作条件对固定化酶的影响和多孔玻璃微珠对过氧化氢酶及谷氨酸脱羧酶的固定化效果，主要结果如下：(1)FXBL和TCBL的平均粒径分别为1．48mm和1．49mm：FXBL的侵蚀率为33．65％；FXBL和TCBL均有较好的强度，分别为32Kg／Cm~2和26Kg／Cm~2；FXBL和TCBL的吸水率分别是27．37％和25．32％；体积密度分别是1．34g／Cm~3和1．37g／Cm~3；显气孔率分别是33．60％和31．87％。(2)用γ－氨丙基三乙氧基硅烷处理微珠表面最佳时间为3h，活化烷基胺玻璃微珠TCBL和FXBL时戊二醛的最佳浓度分别为3％和2％(3)共价偶联法固定α－淀粉酶的最佳固定条件为：温度10℃；pH=6．2；给酶量TCBL为2．6g／L、FXBL为2．4g／L；时间12h。(4)共价偶联法固定α－淀粉酶的最佳应用条件为：温度75℃，TCBL固定化酶pH值为5．2、FXBL固定化酶为5．4，分别比自由酶的最适pH 6．0低0．8和0．6个pH单位。(5)固定化α－淀粉酶的性质：在80℃受热1h，固定化酶的活力下降小于7％，而自由酶活力则下降至63％；FXBL固定化酶和TCBL固定化酶分别使用5次和8次还可以保持60％的活力。(6)用TCBL作载体的固定化酶的总活力为357．39U／g，固定化活力回收率为39．79％，活力表现率为66．73％。用FXBL作载体的固定化酶的总活力为324．96U／g，固定化活力回收率为36．18％，活力表现率为54．25％。(7)580℃分相玻璃优于560℃，分相时间到36h后，分相对固定化酶活力影响不大；多孔玻璃用0．3 mol／L的KOH溶液扩孔3h是最理想；当盐酸的浓度为0．3mol／L时侵蚀成孔，固定化α－淀粉酶活力达到最大值。(8)多孔玻璃固定酶有一定通用性，主要取决于其表面的改性情况，本实验的表面实际为戊二醛，所以能被戊二醛交联的酶，就可用本载体制备固定化酶。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 生物酶简介
• 1.2 固定化酶简介
• 1.2.1 固定化酶的含义
• 1.2.2 固定化酶的优点
• 1.2.3 固定化酶的性质
• 1.2.4 酶的固定方式
• 1.3 多孔玻璃简介
• 1.3.1 多孔玻璃的含义及其作为酶载体的优势
• 1.3.2 载体多孔玻璃的分类
• 1.3.3 载体多孔玻璃的制造方法
• 1.4 多孔玻璃作载体的固定化酶研究进展
• 1.5 α-淀粉酶及其研究进展
• 1.5.1 α-淀粉酶简介
• 1.5.2 α-淀粉酶的研究进展
• 1.6 α-淀粉酶固定化研究方面的进展
• 1.7 研究的意义及线路图
• 1.7.1 研究的意义
• 1.7.2 研究线路图
• 第二章 多孔玻璃微珠的制作
• 2.1 分相法多孔玻璃微珠的制作
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 原料与试剂
• 2.1.3 制作过程
• 2.2 填充法多孔玻璃微珠的制作
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 原料与试剂
• 2.2.3 制作过程
• 2.3 多孔玻璃的性质研究
• 2.3.1 实验仪器
• 2.3.2 多孔玻璃的性质研究
• 2.4 分析与讨论
• 2.5 小结
• 第三章 固定α-淀粉酶方法的研究
• 3.1 实验的目的
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验药品、试剂配制
• 3.3.1 实验药品
• 3.3.2 试剂配置
• 3.4 α-淀粉酶活力的定义、测定及相关计算
• 3.4.1 α-淀粉酶的活力定义
• 3.4.2 α-淀粉酶活力的测定
• 3.4.3 α-淀粉酶的活力相关计算
• 3.5 固定化酶的制备
• 3.5.1 吸附法固定α-淀粉酶的制备
• 3.5.2 偶联法固定α-淀粉酶的制备
• 3.5.3 重氮法固定α-淀粉酶的制备
• 3.6 固定化酶活力及残余活力测试
• 3.7 结果与讨论
• 第四章 多孔玻璃偶联法固定α-淀粉酶的条件研究
• 4.1 最佳固定条件的确定
• 4.1.1 最佳固定温度的确定
• 4.1.2 最佳固定PH的确定
• 4.1.3 最佳固定给酶量的确定
• 4.1.4 最佳固定时间的确定
• 4.2 多孔玻璃表面处理对固定α-淀粉酶的影响的研究
• 4.2.1 回流时间对固定α-淀粉酶的影响
• 4.2.2 戊二醛浓度的确定
• 4.3 小结
• 第五章 分相法多孔玻璃微珠制作过程对固定化α-淀粉酶的影响
• 5.1 分相法多孔玻璃微珠制作过程对固定化α-淀粉酶的影响
• 5.1.1 多孔玻璃的化学组成对固定化α-淀粉酶的影响
• 5.1.2 分相制度对固定化α-淀粉酶的影响
• 5.1.3 微珠表面异化膜对固定化α-淀粉酶活力的影响
• 5.1.4 扩孔方法对固定化α-淀粉酶的影响
• 5.1.5 侵蚀富硼相方法对固定化α-淀粉酶活力的影响
• 5.2 小结
• 第六章 偶联法固定化α-淀粉酶最佳应用条件及性质的研究
• 6.1 固定化α-淀粉酶最佳应用条件
• 6.1.1 固定化酶、自由酶的最适温度
• 6.1.2 固定化酶、自由酶的最适PH
• 6.2 固定化α-淀粉酶的性质
• 6.2.1 固定化酶和自由酶的热稳定性
• 6.2.2 固定化酶和自由酶的酸碱稳定性
• 6.2.3 固定化酶的操作稳定性
• 6.2.4 固定化酶和自由酶的储存稳定性
• 6.2.5 最佳活力、活力回收率和表现率
• 6.3 小结
• 第七章 多孔玻璃微珠对其它酶固定化效果的试验
• 7.1 实验仪器
• 7.2 材料与试剂
• 7.3 固定化酶的制取及活力测定
• 7.3.1 多孔玻璃微珠对过氧化氢酶的固定及活力测定
• 7.3.2 多孔玻璃微珠对谷氨酸脱羧酶的固定及活力测定
• 7.4 测试结果
• 7.4.1 固定化过氧化氢酶的测试结果
• 7.4.2 固定化谷氨酸脱羧酶的测试结果
• 7.5 分析与讨论
• 7.6 小结
• 第八章 全文总结
• 8.1 研究过程及结论
• 8.2 本文创新点
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 在读期间科研学术成果目录