聚丙烯酰胺类共聚纳米粒子固定脂肪酶的研究

论文摘要

聚丙烯酰胺类纳米粒子载体具有生物相容性好、无毒无味、耐酸碱、强度好等特点,可通过廉价易得的丙烯酰胺与其它单体共聚得到。其分子链中含有氨基等反应基团,具有较高蛋白质亲和性,可被广泛地进行化学改性,因而以聚丙烯酰胺类高分子合成材料开发研制脂肪酶固定化载体前景看好。本论文探索性地以聚丙烯酰胺类纳米粒子为固定化载体,采用共价键合的方法对Lipolase的固定化条件及有机相中固定化酶的催化性能进行了考察,取得了这方面结果,首先探索性的制备了小粒径单分散性好的P（AM-co-St）和P（AM-co-AAc）微球,并对各影响条件进行了讨论。其次以P（AM-co-St）为载体,固定化的最佳条件为在pH10.0的缓冲液下,吸附时间为12h,温度为35-36℃。得到的固定化酶催化合成月桂酸月桂醇酯,月桂酸与十二醇的摩尔比1:2,55℃的条件下酯化反应催化效果最好。再次通过无皂乳液聚合法探索性地制备了磁性高分子纳米微球,并将脂肪酶共价连接在微球表面。初步研究了微球直径、锰的质量分数等因素对固定化酶活力的影响。结果显示随着微球直径减小,固定化酶的偶联率和活力回收率逐渐增加。锰离子对固定化酶有明显的激活作用。最后通过分散聚合法制备了小粒径的P（AM-co-AAc）微凝胶载体,用红外光谱和扫描电镜对其进行了初步的表征。考察温度、pH、含水量、底物摩尔比、反应时间对酶活性的影响。与游离的脂肪酶相比,得到的固定化酶能有效地催化合成月桂酸月桂酯。实验同时考察了固定化酶的贮存稳定性,在4℃下放置2个月,酶活几乎没有损失。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• 1.1 脂肪酶的研究概况
• 1.2 脂肪酶固定化研究的重要性
• 1.3 脂肪酶固定化载体材料
• 1.3.1 壳聚糖
• 1.3.2 纤维素
• 1.3.3 凝胶材料
• 1.3.4 磁性微粒
• 1.3.5 人工合成高分子材料
• 1.3.6 其它天然物质
• 1.3.7 复合材料
• 1.4 脂肪酶固定化技术
• 1.4.1 物理吸附法
• 1.4.1.1 载体为亲水载体
• 1.4.1.2 载体为疏水载体
• 1.4.2 凝胶包埋法
• 1.4.3 微胶囊法（半透膜包埋法）
• 1.4.4 离子交换吸附法
• 1.4.5 交联法
• 1.4.6 共价法
• 1.4.7 真菌菌丝法
• 1.5 固定化酶的应用
• 1.5.1 医药领域
• 1.5.2 环保领域
• 1.5.3 食品工业
• 1.6 立题依据
• 第二章 脂肪酶基本性质的测定
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要仪器
• 2.3 脂肪酶活力测定
• 2.3.1 测定原理
• 2.3.2 Lipolase 脂肪酶的提纯
• 2.3.3 脂肪酶的浓度与吸光值的线性关系
• 2.3.4 最适反应温度
• 2.3.5 温度稳定性
• 2.3.6 操作稳定性
• 2.4 本章小结
• 第三章 聚（丙烯酰胺-CO-苯乙烯）共聚纳米粒子合成及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 主要仪器及测试方法
• 3.2.3 聚（丙烯酰胺-co-苯乙烯）共聚纳米粒子合成
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 引发剂用量对粒径的影响
• 3.3.2 相比对粒径的影响
• 3.3.3 反应时间对粒径的影响
• 3.3.4 苯乙烯用量对微球粒径及单分散的影响
• 3.3.5 其它因素的影响
• 3.3.6 优化制备条件
• 3.3.7 红外分析
• 3.3.8 紫外可见光谱分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 聚（丙烯酰胺-CO-苯乙烯）固定脂肪酶的初步研究
• 4.1 引言
• 4.2 脂肪酶在纳米微球表面的共价固定化
• 4.3 脂肪酶偶联率和活力的测定
• 4.4 固定化酶的酯催化反应
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 纳米微球粒径对固定化酶的偶联率和活力回收的影响
• 4.5.2 反应时间对偶联率的影响
• 4.5.3 反应温度的选择
• 4.6 固定化酶的催化性能
• 4.6.1 温度对酯化反应的影响
• 4.6.2 底物摩尔比对酯合成转化率的影响
• 4.6.3 有机溶剂对固定化酶催化反应的影响
• 4.7 结论
• 第五章 磁性聚丙烯酰胺-苯乙烯共聚纳米粒子固定脂肪酶初步研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 磁性纳米粒子的合成
• 5.2.2 脂肪酶在纳米微球表面的共价固定化
• 5.2.3 脂肪酶偶联率和活力的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 扫描电镜分析
• 5.3.2 纳米粒子磁性分析
• 5.3.3 纳米微球粒径对固定化酶的偶联率和活力回收的影响
• 5.3.4 锰的质量分数对固定化酶的偶联率和活力回收的影响
• 5.3.5 给酶量对固定化酶偶联率和活力回收的影响
• 5.3.6 pH 值对酶活性的影响
• 5.3.7 固定化酶的操作稳定性
• 5.4 结论
• 第六章 聚丙烯酰胺-丙烯酸微凝胶固定脂肪酶的研究
• 6.1 引言
• 6.2 P（AM-CO-AAC）微凝胶颗粒的合成
• 6.3 微凝胶与脂肪酶的结合
• 6.4 红外光谱分析
• 6.5 游离脂肪酶与固定化脂肪酶的热稳定性比较
• 6.6 PH 对酶活性的影响
• 6.7 含水量酶活性的影响
• 6.8 底物摩尔比和浓度对酯合成转化率的影响
• 6.9 固定化酶与游离酶催化酯化反应过程
• 6.10 搅拌速度对固定化酶催化反应的影响
• 6.11 固定化酶的贮存稳定性考察
• 6.12 温度的影响
• 6.13 固定化酶的热稳定性
• 6.14 含酶微凝胶加入量对酯化反应速度的影响
• 6.15 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间公开发表论文清单