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1、新型有机-无机纳米复合粒子的制备及其固定化漆酶研究Vol_272006年11月高等学校化学CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIESNo.112088—2O9l新型有机一无机纳米复合粒子的制备及其固定化漆酶研究黄俊,王军涛,李斌,肖海燕,刘诚,丁莉芸,姜德生(武汉理工大学光纤传感技术研究中心,光纤传感技术与信息处理教育部重点实验室,武汉430070)摘要制备了四氨基酞菁钴(CoTAPc)一FeO纳米复合粒子,用红外光谱(IR),x射线衍射(XRD),x射线能谱(ED
2、S),场发射扫描电镜(FEG—SEM)及振动样品磁强计等对其进行了表征.结果表明,形成了CoTAPc包覆在FeO纳米粒子表面的纳米复合粒子.粒子呈现不规则球形,平均粒径为70nm,矫顽力为316.4A/m,接近超顺磁性.以此纳米复合粒子作为载体,通过交联法固定漆酶,固定化酶最适反应温度为45℃,最适pH为3;固定化酶比游离酶具有更好的热稳定性,贮存稳定性及操作稳定性,且易于分离.关键词CoTAPc—FeO纳米复合粒子;漆酶;固定化中图分类号0629.8;Q814.2文献标识码A文章编号0251-
3、0790(2006)11-2088-04固定化酶是指固定在一定载体上并在一定空间范围内进行催化反应的酶,它既可保持酶的催化特性,又可增加其稳定性,并易与反应产物分离和反复连续使用.目前,酶的固定化方法主要有包埋法,结合法,吸附法和交联法",其中用交联法固定酶具有稳定性好和酶不易脱落等特点.载体对固定化酶的性能影响很大.近年来,有机一无机复合磁性材料被广泛地应用于酶的固定中.漆酶(Laccase,P-diphenoloxidase,EC1.10.3.2)是一类含铜的多酚氧化酶,可分为真菌漆酶和漆树
4、漆酶两大类,在生物传感器,废水处理和生物漂白等方面具有重要应用L8.基于漆酶催化的光纤生物传感器具有重要的应用前景,这类传感器的原理是在漆酶的催化下,待测物被溶液中的氧气氧化,通过检测溶液中氧的变化量实现对待测物的检测.因此,漆酶的催化性能直接影响传感器的性能.本文制备了CoTAPc包覆在FeO纳米粒子表面的CoTAPc.FeO纳米复合粒子,以此磁性复合粒子作为载体,通过适当交联剂固定漆酶.该固定化酶比游离酶具有更好的热稳定性,贮存稳定性和操作稳定性,为研制基于漆酶催化的高性能光纤生物传感器奠定
5、了基础.1实验部分1.1仪器与试剂60SXB型傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司);场发射扫描电子显微镜(FEISirion);UV.2450型紫外光度计(t3本岛津公司);D/MAX.RB型x射线衍射仪(日本理学);Model4HFVSM振动样品磁强计(美国ADE公司);Phoenix型x射线能谱仪(美国通用公司).2,2一连氮-双(3-乙基并噻_l5-磺酸)(ABTS,Sigma);漆酶(血红密孔菌漆酶,中国科学院北京微生物研究所馈赠,分子量64000,纯度经电泳测试为单一谱带);
6、牛血清白蛋白(BSA,进口分装,武汉生命科技公司);其它试剂均为分析纯,水为双蒸水.1.22,9,16,23-四氨基酞菁钴(CoTAPc)的制备取自制的4-硝基邻苯二甲酰亚胺(m.P.198℃,文献值199～200℃),尿素,钼酸铵等,按文献[13]方法制备2,9,16,23-四氨基酞菁钴.收稿日期:2005一l1-07.基金项目:国家自然科学基金(批准号:60377032)和国家自然科学基金重点项目(批准号:60537050)资助.联系人简介:黄俊(1958年tlJ生-),男,博士,教授,博士
7、生导师,主要从事材料化学和光纤传感敏感材料研究E-mail:hjun@mail.whut.edu.ca黄俊等:新型有机一无机纳米复合粒子的制备及其固定化漆酶研究20891.3CoTAPc-Fe3O4纳米复合粒子的制备用液相法制得0.97gFeO纳米粒子,其平均尺寸为10nm左右¨,用蒸馏水将FeO纳米粒子洗至中性,再转移到合适的有机溶剂中,超声分散.在搅拌下,将用DMF充分溶解的0.03gCoTAPc缓慢加入到FeO纳米粒子中,于室温下搅拌,使有机溶剂挥发,置于45℃的真空干燥箱中干燥,得固体粒
8、子,用DMF洗涤,洗出液近似无色,表明加入的CoTAPc几乎全部与FeO纳米粒子复合.将处理后的粒子于45℃真空干燥,得CoTAPc—FeO复合粒子(CoTAPc的质量分数约为3%).1.4共价交联法固定漆酶将一定量的CoTAPc-FeO纳米复合粒子依次与一定浓度的戊二醛,牛血清白蛋白(BSA),戊二醛溶液反应,每次反应后均用磁铁将粒子与溶液分离,用水洗涤除去未反应的戊二醛或BSA,再加入漆酶溶液,在4℃和中性条件下交联反应24h.再依次用pH=7.00的0.1mol/L磷酸盐缓冲液,0.1mo
