葡萄糖氧化酶在管状空心SiO2载体上的固定化

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1、第34卷第4期北京化工大学学报Vol.34,No.42007年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2007葡萄糖氧化酶在管状空心SiO2载体上的固定化1132蒋利伟袁其朋肖清贵(北京化工大学11生命科学与技术学院;21教育部超重力工程研究中心,北京100029)摘要:以针状CaCO3为无机模板,制作成新型固定化材料管状空心SiO2载体,用来固定葡萄糖氧化酶(GOD)。研究了pH值,温度和载体与GOD的配比等对固定化酶活的影响。所得的最佳工艺条件为:最佳载体和游离酶配比为016g/mL;固定化酶的最适pH值为512;最佳反应温度为32℃。

2、和游离酶相比无论操作性还是稳定性都有提高。关键词:固定化酶;葡萄糖氧化酶;管状空心SiO2;针状碳酸钙中图分类号:Q814.2剂有限公司,50u/mL);氢氧化钠,磷酸二氢钾,磷引言酸氢二钾,盐酸等均为分析纯。葡萄糖氧化酶(GOD)和其他酶一样是由蛋白11112实验仪器PB210型pH计(德国赛多利斯质组成,其高级结构对所处的环境十分敏感。一般公司),HJ23数显恒温磁力搅拌器(国华电器有限公情况下,对热、强酸、强碱,有机溶剂等均不够稳定,司),透射电镜H2800(日本日立公司),J2221型离心在反应中容易失活。因此,固定化葡萄糖氧化酶显机(美国Beckman公司)。得尤为重要。多种材料可

3、应用于固定化葡萄糖氧化112载体制备[123][4][5]酶,如氨基化硅胶,凝胶复合物等。本文以11211针状碳酸钙无机模板的制备本实验采用超重力反应沉淀法制备的针状碳酸钙为无机模板制碳化法在旋转填充床反应器中进行制备针状Ca2备管状空心SiO2,并将其用于葡萄糖氧化酶的固定CO3,核心反应为碳化反应,即让CO2气体与Ca化。(OH)2浆液在超重力反应器(旋转填充床)中接触无机载体空心管状SiO2具有良好的热稳定性、并反应生成CaCO3。碳酸钙工艺流程如图1所示。机械稳定性、低毒性、高固定化率,便于底物和产物的传递并能耐微生物和有机溶剂的影响。由于管状空心SiO2的独特结构和合成方法,其应用

4、范围研究仍处于初级阶段,无机载体空心管状SiO2仅在青霉[6]素酰化霉等有限的酶上进行过固定化研究。本文首次将其应用在固定GOD的研究上,研究了该图1超重力碳化法制备针状CaCO3的工艺新型载体对葡萄糖氧化酶的固定化的工艺和稳定Fig.1FlowdiagramforpreparationofCaCO3templates性。byahighgravityreactiveprecipitation11212管状空心SiO2载体的制备量取超重力床1实验部分生产的针状碳酸钙浆液150mL,分别加入去离子水111实验材料50g和215g十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)搅拌11111实验原料葡萄糖氧化酶

5、(保定长城临床试均匀后,加入一定量分析纯氨水和乙醇,搅拌15min后,按SiO2和碳酸钙之间质量比为0115到012的收稿日期:2007202205比例在溶液中加入正硅酸已酯(TEOS),搅拌2h,过基金项目:国家自然科学基金(20376007)滤,滤饼用适量乙醇冲洗,在烘箱中干燥,温度90第一作者:男,1980年生,硕士生℃;而后放置在马弗炉中焙烧,温度650℃(采用程3通讯联系人E2mail:yuanqp@mail.buct.edu.cn序升温1℃/min),时间为5h。取出后用稀盐酸溶©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingH

6、ouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第4期蒋利伟等:葡萄糖氧化酶在管状空心SiO2载体上的固定化·429·解其中的碳酸钙模板,并维持溶液中的pH小于1,[628]过滤出,干燥即得管状SiO2载体。113固定化酶的制备采用包埋法,称取一定量已制备的载体于100mL烧杯中,加入50mL双重水,用移液管取1mL游离酶于烧杯中,在一定时间及温度控制范围内让酶固定到载体内,将载体离心取出,并用过量去离子水冲洗滤饼,以去除未被包埋的酶分子以免影响测试结果,待完全干燥后,将载体从离心管中回收,即可得到所需要的固定化酶载体样品。114固定化GOD酶活测定[9]

7、采用滴定法进行酶活测定。游离酶活力取相对活力;固定化酶活力以实际值为准。2结果与讨论211针状碳酸钙及管状空心SiO2的形态描述适宜的添加剂浓度,较高的反应温度,较小的气图3管状空心SiO2载体TEM照片体流量,适宜的旋转床转速有利于文石型针状Ca2Fig.3TEMimagesofporoushollowsilicananotubesCO3的形成。在适宜的反应条件下,在旋转填充床平衡吸附,而且能够比介孔材料容