漆酶在介孔分子筛SBA-15上的固定化研究

论文摘要

酶的固定化技术是提高酶稳定性的有效途径,介孔材料以自身的结构特点成为固定化酶的理想载体。近年来,越来越多的人以介孔材料为载体进行酶的固定化研究工作。本文以三嵌段共聚物EO20PO70EO20（P123）为模板,正硅酸乙酯tetraethyl orthosilicate（TEOS）为硅源,通过水热晶化合成法合成出硅介孔材料SBA-15。材料的X-射线衍射（XRD）分析和N2吸附-脱附表征结果表明,所合成的材料具有介孔结构,平均孔径为4.835nm,比表面积为647.2m2·g-1。以所合成的SBA-15为载体,戊二醛为交联剂,采用共价交联法对在工业上应用价值很大的漆酶进行组装固定的研究,结果表明最佳固定化工艺条件为:0.03g载体中,加入3.2mL用pH4.8的磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液稀释到终浓度为1.2×10-4的漆酶溶液和66.56μl戊二醛,固定化时间为7h,此时制备的固定化漆酶酶活回收率最高,为43.70%。对固定化漆酶和游离酶的性质研究表明,固定化漆酶的最适反应温度为45℃,比游离酶降低了5℃;最适反应pH值为3.0,而游离酶的是3.2。与游离漆酶相比,固定化漆酶的稳定性得到显著提高:固定化漆酶在pH4.0～5.0下放置3h,酶活几乎无损失,而相同操作下的游离酶相对活性降低了15%;在65℃下保温2h,固定化酶仍具有37%的酶活,而游离酶几乎完全丧失活性;经过连续9个批次的反应后,固定化酶仍能保持50%以上的酶活力。固定化漆酶用于染料降解的研究,以评价其在工业染料废水处理中的应用前景,结果表明:反应体系中加入ABTS对靛红降解速度具有很大的促进作用,当体系中加入ABTS时,1h后降解率即可到达94.44%;而不加ABTS的情况下,8h的降解率仅为17.07%,可见ABTS是固定化漆酶反应的良好介体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 酶的固定化技术
• 1.2.1 酶固定化的方法
• 1.2.2 固定化酶的制备原则
• 1.2.3 固定化酶载体材料的性能要求
• 1.3 漆酶的性质及其应用
• 1.3.1 在造纸工业中的应用
• 1.3.2 在食品工业中的应用
• 1.3.3 在环境保护中的应用
• 1.3.4 在生物检测中的应用
• 1.3.5 在生物合成中的应用
• 1.4 漆酶的固定化研究进展
• 1.5 本课题的目的和意义
• 2 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 主要溶液配置
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 介孔材料的制备及表征
• 2.2.2 漆酶活性的测定方法
• 2.2.3 漆酶在SBA-15上的固定化
• 2.2.4 漆酶在SBA-15上固定化条件的优化
• 2.2.5 游离漆酶和固定化漆酶的性质研究
• 3 介孔分子筛SBA-15的制备及表征
• 3.1 SBA-15的制备
• 3.2 SBA-15的表征
• 3.2.1 X-射线衍射分析
• 2吸附-脱附分析'>3.2.2 N₂吸附-脱附分析
• 3.3 讨论
• 3.4 小结
• 4 漆酶在SBA-15上固定化的研究
• 4.1 固定化时间的选择
• 4.2 戊二醛浓度的选择
• 4.3 固定化pH值的选择
• 4.4 酶浓度的选择
• 4.5 X-射线衍射分析
• 4.6 讨论
• 4.7 本章小结
• 5 游离漆酶和固定化漆酶性质的研究
• 5.1 游离漆酶性质的研究
• 5.1.1 pH值对游离漆酶的影响
• 5.1.2 温度对游离漆酶的影响
• 5 2 固定化漆酶性质的研究
• 5.2.1 pH值对固定化漆酶的影响
• 5.2.2 温度对固定化漆酶的影响
• 5.2.3 固定化漆酶的使用稳定性
• 5.2.4 固定化漆酶对染料的脱色作用
• 5.3 讨论
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢