磁性sio_2纳米粒子的制备及其用于漆酶固定化

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1、第8卷第3期过程工程学报Vol.8No.32008年6月TheChineseJournalofProcessEngineeringJune2008磁性SiO2纳米粒子的制备及其用于漆酶固定化1,312,321刘宇，郭晨，王锋，刘春朝，刘会洲(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程重点实验室，北京100190；2.中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室，北京100190；3.中国科学院研究生院，北京100049)摘要：以氨基修饰的磁性SiO2纳米粒子为载体，通过交联剂戊二醛固定漆酶，对固定化条件进行了优化，比较了固定化酶与游离酶的酶学性

2、质.结果表明，漆酶固定化的最佳条件为戊二醛浓度8%(ω)，固定化时间6h，缓冲液pH值7.0，初始酶液浓度0.15g/L.固定化的漆酶的最适pH为4.0，最适温度为20℃.在60℃条件下保温4h，固定化漆酶仍能保持酶活力60.9%，在连续10次操作后，酶活力仍能保持55%以上，其热稳定性和操作稳定性均比游离酶高.关键词：磁性SiO2；纳米粒子；漆酶；固定化中图分类号：Q814.2文献标识码：A文章编号：1009−606X(2008)03−0583−06固定大量的酶，另外在酶促反应中，底物更容易与固定1前言化酶接触，达到更好的催化效果.磁性SiO2

3、纳米粒子不漆酶(EC1.10.3.2)是含有4个铜离子的多酚氧化酶，但具备纳米尺度，而且与其他载体相比其制备过程相对可分为真菌漆酶和漆树漆酶两大类，它主要分布在一些简便，因此用磁性SiO2纳米颗粒作为载体固定化漆酶有高等植物如漆树及一些真菌如白腐菌中[1].漆酶作用的很好的应用前景.底物相当广泛，包括许多芳香族化合物，如氯代酚、多本工作通过在共沉淀过程中加入柠檬酸三钠和十氯联酚、二氯苯胺、杀虫剂、染料等[2−5].由于具有相当六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，制备出分散性较好的宽泛的底物专一性和较好的稳定性，漆酶在废水处理、Fe3O4纳米颗粒，以此

4、Fe3O4纳米颗粒为核，用改进的生物漂白、芳香化合物转化、生物传感器构建等方面具溶胶−凝胶法制备出分散性较好的磁性SiO2纳米粒子，有重要应用价值[6−9].但游离漆酶在使用过程中易随环再通过硅烷偶联剂将其氨基修饰，然后以氨基化的SiO2境的变化变性失活，且不易从反应体系中分离重复使纳米粒子为载体，通过交联剂戊二醛固定化漆酶，研究用，这在一定程度上限制了漆酶的工业化应用.酶固定了交联剂浓度、固定化时间、缓冲液pH值、初始酶液化技术是实现酶重复连续使用和改善其稳定性的有效浓度等因素对固定化漆酶活力的影响，确定了载体固定手段，因此漆酶的固定化研究引起

5、了人们的广泛关注.化漆酶的最佳操作条件，同时还比较了固定化酶和游离漆酶的固定化载体主要有多孔玻璃[10]、壳聚糖[11−13]、酶的米氏常数(Km值)、最适pH值和温度、热稳定性、硅藻盐[8,14]和纤维素聚胺复合物等[15].由于磁性载体固操作稳定性等酶学性质.定化酶在磁场作用下可从反应体系中迅速分离，有利于2实验回收和反复使用、降低成本的特点，近年来，用磁性载[13]体材料固定化漆酶越来越受到重视.Jiang等用磁性壳2.1主要试剂和仪器[16]聚糖、Xiao等以四氨基酞菁铜(CuTAPc)包覆在Fe3O4漆酶(产自白腐菌Trametesve

6、rsicolor，美国Fluka纳米粒子表面，通过交联戊二醛的方法固定化漆酶；Zhu公司)，邻苯二酚(北京化学试剂公司)，正硅酸乙酯[17]等以制备的磁性介孔SiO2材料为载体，分别通过物(TEOS，天津市大茂化学试剂厂)，异丙醇(北京化工厂)，[18]理吸附和共价结合的方法固定化漆酶；Pich等以磁性氯化亚铁(FeCl2⋅4H2O)、三氯化铁(FeCl3⋅6H2O)为天津市γ-Fe2O3与苯乙烯、乙烷基乙酸和甲基丙烯酸盐的聚合物福晨化学试剂厂产品，十六烷基三甲基溴化铵(CTAB，(PS−AAEM)为载体，通过载体上能与酶作用的β-二酮活北京化学

7、试剂公司)，柠檬酸三钠(天津市大茂化学试剂[19]性基团固定化漆酶；Wang等用含铜离子的磁性螯合厂)，所有试剂均为分析纯.2+2颗粒PVA−DVB−g-GMA−IDA−Cu亲和吸附漆酶.这TecnaiG透射电子显微镜(荷兰Philips公司)，些文献报道的固定化漆酶的载体大多为微米级.与微米JSM-6700F扫描电子显微镜(日本JEOL公司)，TM尺度的载体相比，纳米载体具有更高的比表面积，可以MicoMag2900交变梯度磁强计(美国PMC公司)，收稿日期：2008−04−11，修回日期：2008−04−25基金项目:国家高技术研究发展计划(

8、863)基金资助项目(编号：20060102Z2049)作者简介：刘宇(1982−)，男，安徽省安庆市人，硕士研究生，环境工程专业；刘会