论文摘要
氧化硅凝胶因具有生物相容性好、易于制备、来源丰富等特点,而成为最常用的固定化酶载体之一。但传统的溶胶-凝胶法制备氧化硅凝胶过程中需要无机酸或碱作催化剂,易导致酶的变性失活。受自然界中硅藻细胞壁形成过程的启发,本研究利用中性pH下带正电的阳离子蛋白（精蛋白、溶菌酶）催化硅源前驱体（硅酸钠、正硅酸乙酯）缩聚沉淀,仿生法制备氧化硅凝胶,用于β-D-葡萄糖醛酸苷酶（GUS）的固定化,催化黄芩苷转化黄芩素。以精蛋白催化硅酸钠缩聚反应,制备了仿生精蛋白/氧化硅凝胶复合物。采用SEM、TEM、BET等多种表征手段对氧化硅凝胶的结构形态、物理化学性质进行了表征。尝试讨论了精蛋白催化生物矿化的机理。采用共沉淀法将GUS包埋于精蛋白/氧化硅凝胶中。通过精蛋白和GUS共同催化硅酸钠缩聚沉淀,在氧化硅载体形成的同时完成对GUS的包埋。分别考察固定化酶的包埋率、酶活性、酶促反应最适温度和pH值、固定化酶促反应动力学、操作稳定性和存储稳定性等。研究结果表明,固定化酶包埋率可达100%,酶活保持率、操作稳定性和存储稳定性均较游离酶有显著提高。选用不同阳离子蛋白（精蛋白和溶菌酶）催化TEOS水解液缩聚反应。经比较可知,溶菌酶催化硅胶沉淀的能力更强,产生的溶菌酶/氧化硅纳米颗粒更大,表面孔径更小。精蛋白催化TEOS水解液的缩聚反应程度要比溶菌酶催化更完全。最后,选用溶菌酶为模板蛋白,TEOS水解液为硅源前驱体,制备了溶菌酶/GUS/氧化硅复合物。GUS在氧化硅中的包埋率为84.3±15.7 %。与游离酶相比,固定化GUS的适宜反应温度和适宜pH发生偏移。热稳定性、pH稳定性和存储稳定性均有提高。与精蛋白/GUS/氧化硅固定化酶相比,溶菌酶/GUS/氧化硅固定化酶的重复使用稳定性更好。