表面接枝聚乙烯亚胺的可逆固定化酶载体的制备、表征及其固定化效率

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1、分类号：密级：学校代码：10069研究生学号：Y20100192表面接枝聚乙烯亚胺的可逆固定化酶载体的制备、表征及其固定化效率PreparationandCharacterizationoftheSupportGraftingPolyethyleneimineforReversibleImmobilizationofEnzymes研究生姓名：路艳丽专业名称：发酵工程指导教师姓名：刘建福副教授论文提交日期：2013年5月学位授予单位：天津商业大学独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所撰写的学位论文是在指导教师的指导下独立完成

2、的研究成果。除已明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不包含他人已申请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，本人的指导教师对此进行了审定。对本文的研究做出重要贡献的个人或集体，本人己在文中做出明确的说明并表示谢意。如有不实，本人承担相应责任。二、学位论文及研究成果使用授权声明本人同意授权天津商业大学以非赢利方式保存、使用本人的学位论文的电子版及纸质版。授权天津商业大学将本论文的全部内容或部分内容提供给有关方面编入数据库进行检索、出版及提供信息服务。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件

3、和磁盘。本人在校期间取得的研究数据、相关成果等知识产权归天津商业大学所有。注：涉及保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签字：指导教师签字：潞籀诵翻造衫日期：，2力I弓年S月；0日摘要固定化酶在化学生物学、生物工程、医学、环境工程及食品工业等学科领域的研究异常活跃。而固定化酶技术最为关键的是固定化酶载体的选择。与一般环氧基载体相比，接枝聚乙烯亚胺的环氧基载体具有一些特殊的优点。本文合成了表面接枝聚乙烯亚胺的载体材料，并用这种材料固定了乳糖酶，同时对固定化酶的性质进行了研究。以甲基丙烯酸羟乙酯(脏MA)、甲基丙烯酸缩水甘油酯(

4、GMA)为单体，以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂，以过二硫酸钾为引发剂，在氯化钠溶液中进行悬浮聚合反应，合成环氧基载体。该载体分散性好，载体表面光滑，近似球形，是平均粒径为200“m的均一单分散颗粒。用EDTA法测定了载体上的环氧基含量为8．745mmol／g载体。环氧基载体易于进行修饰，可以与氨基发生反应，形成很强的、稳定的共价键。因此，在一定条件下将环氧基载体与聚乙烯亚胺溶液混合，进行氨基化反应，可以得到接枝聚乙烯亚胺的环氧基载体。表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)的环氧基载体材料是一种新型的固定化酶的载体材料。该载体颗粒

5、粒径分布比较窄，平均直径为400nm。另外，载体没有任何的聚合现象，表现出非常好的单一分散的特性。与传统载体相比，在固定化酶过程中，它可以为酶的吸附提供更大的表面积。用盐酸滴定法测定了载体上的氨基含量为O．25mmol／g载体。利用接枝聚乙烯亚胺的环氧基载体可逆固定化乳糖酶，研究了固定化pH值及固定化温度、固定化时间对固定化乳糖酶的影响。结果表明固定化反应初始酶浓度为4mg／mI，固定化时间为8h，反应介质的pH=7．0条件下，固定化酶的效果最好。同时研究了PEI一载体固定化乳糖酶的各种酶学性质，如最适反应pH值，固定化酶的热稳定性

6、，重复操作性等。与游离酶相比，固定化酶最适pH值偏碱性，热稳定性有所增大，重复操作20次后仍能够保持最初吸附容量的90．0％。研究了固定化酶催化合成低聚半乳糖的影响因素，酶反应的底物浓度、反应时间等反应条件对固定化K．fragilisB．D．半乳糖苷酶催化合成GOS的产率具有较大的影响。通过酶法生成的GOS产率随着乳糖浓度的增加而增大，当乳糖作为底物浓度为150g／L，反应4小时时GOS的产率最大，为409／L。关键词：环氧基载体；悬浮聚合；聚乙烯亚胺；固定化酶ABSTRACTImmobilizedenzymeISextremely

7、actlveinresearchofthefieldofchemicalbiology,bio—engineering，medicine，environmentalengineeringandfoodindustries．themostcriticalforImmobilizedenzymetechnologyisthechoiceoftheimmobilizedenzymecarrier．Graftpolyethyleneimineonanepoxy·basedcarrierhassomespecialadvantagescomp

8、aredwiththegeneralepoxybasedcarrier．Wesynthesizedcartiergraftedwithpolyethyleneimine，andusingthiscarrierimmobilizedla