纳米磁珠对纤维素酶固定化的研究文献综述

 2022-07-14 05:07

纳米磁珠固定纤维素酶的研究

——开题报告

摘要:以氨水作沉淀剂,用两相共沉淀法制备了磁性纳米颗粒Fe3O4,并以此为载体,通过戊二醛在柠檬酸缓冲液中将纤维素酶固定化,。通控制温度、ph值等条件测定酶活、蛋白、内切酶活等,研究纳米磁珠固定化的效果。并通过磁场回收制备的纳米磁珠颗粒,并进行二次酶活、蛋白、内切酶活等的测定。重复多次来探究该方法制备酶固定化载体的效果和能力。

关键词:纳米磁珠;固定化;纤维素酶;

1前言

纤维素是自然界中最丰富的可再生资源之一,是植物的主要成分,约占其干重的35%-50%。[1]我国植物纤维资源也很丰富,仅农业秸杆、皮壳每年就可达4亿多吨,林业生产所提供的采伐和加工剩余物也有1000万吨之多。纤维素的利用与转化对解决目前世界能源危机、粮食短缺、环境污染等问题具有十分重要的意义。但这些资源目前绝大部分没有得到很好的利用,对纤维素资源的利用不到地球上总贮量的0. 5%[2]。研究更为有效地转化和利用这一丰富的资源已成为世界上许多国家十分关注的重要领域之一。纤维素酶的研究为纤维素的利用开辟了一条广阔的途径。

酶是一种天然的生物催化剂,因其在温和的条件下具有优异的选择催化性和无可比拟的高效率受到越来越多的关注。然而,由于其活性条件太过苛刻,容易失活;另外生物酶催化剂的回收、循环利用存在诸多问题。纤维素酶在水解纤维素的过程中稳定性差、使用寿命短、催化效率较低,这些是目前有效利用纤维素的主要障碍,而其改善来自于酶的固定化[3]。

由于纤维素酶的底物纤维素是不溶性的,长期以来许多人认为要设计一种对它具有活性的固定化酶是非常困难的。将生物酶固载于载体上制备的固载生物酶催化剂回收利用仍然面临如何从反应体系中分离的问题。因此,需要寻找一种可以高效率、大容量、易回收的生物酶载体。但随着纳米科学技术的新起,人们发现纳米材料具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应,因而拥有许多独特的性质[4, 5],在催化、激光、光吸收、医药、磁介质及新材料方面有广阔的应用前景[6]。

磁场对酶的活性具有影响的情况已早早有了报道。磁性Fe3O4纳米颗粒具有在磁场作用下可以被磁化,可以运动,同时又有液体的流动的特点。这是因为磁性微球粒径小偶联容量大,在室温下会呈现出超顺磁性,在外加磁场作用下具有磁性,能够迅速富集分离。撤去外加磁场的作用,磁性颗粒不显示磁性,从而又能够分散到溶液中。

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