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《纳米TiO_2固载脂肪酶及其固载界面表征-论文.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第29卷第2期安徽工程大学学报V01.29.No.22014年6月JournalofAnhuiPolytechnicUniversityJun.,2014文章编号:16722—477(2014)02—0009—04纳米TiO2固载脂肪酶及其固载界面表征周朋,陶玉贵,曹宁,张健,刘任龙(安徽工程大学生物与化学工程学院,安徽芜湖241000)摘要:以3种不同形貌的纳米TiO。为载体固定化脂肪酶,研究载体形貌、酶添加量、pH值、温度和时间对固载酶活性的影响.研究结果表明,纳米线形貌TiOz固定化效果最好,最
2、优固定化条件为加酶量0.25g/25mL溶液、pH7.0、固载温度4O℃、固载时间6.3h.利用SEM、XRD、FT—IR等对固载酶及其界面进行表征,SEM和XRD结果表明,脂肪酶吸附于纳米线TiO。载体表面,且未改变纳米线TiOz的晶型结构;FT—IR表征表明固载酶含有脂肪酶的特征吸收峰;比表面积分析显示固定化后样品的BET明显减小,表明脂肪酶在纳米线TiOz表面进行物理型吸附.关键词:纳米TiOz;脂肪酶;固定化;表征中图分类号:TB34文献标识码:A脂肪酶又称三酰甘油酯水解酶(EC3.1.1.3
3、),可以专一高效地催化分解甘油三酯,普遍存在于动植物和微生物中[1].脂肪酶广泛应用于医药、化工、食品和化妆品等行业[4].相较于游离酶而言,固定化酶有着更好的操作稳定性,有利于下游产物的分离纯化,便于回收重复利用[6].目前,利用纳米无机材料作为酶固定化的载体已得到广泛应用[7].无机材料TiO对有机物质具有较好的吸附性,生物亲和性好、无毒害,化学稳定性好,机械强度高,将会是很好的酶固定化载体Dqo].在酶的固定化中,酶与载体表面的作用方式可能会引起酶结构的变异,增加底物与酶活中心的空间位阻,从而导
4、致酶活力下降、酶固定量也受到限制.因而,研究酶蛋白在载体表面的界面特性是酶固定化的关键[1.本文在前期仿生合成纳米TiO。基础上,分别以仿生合成的纳米线、纳米花以及纳米片TiO为载体进行脂肪酶固定化,进一步研究固定化效果最好的载体.采用SEM、XRD、FT—IR以及比表面积分析仪等表征固定化酶,对纳米TiO载体固定脂肪酶的界面特性进行了初步探究.1实验部分1.1实验药品脂肪酶,牛血清蛋白,考马斯亮蓝,聚乙烯醇(PVP),无水乙醇,橄榄油,均为化学纯,国药集团化学试剂有限公司;TiO2纳米线(锐钛矿,S
5、哪一312.58IT1。/g,PoreRadiusDv(r)一16.69am)、纳米花(Tio2/ZnO复合体,SBET=219.54m。/g,PoreRadiusDv(r)一18.53nm)以及纳米片(钛酸盐,SBET=169.50m。/g,PoreRadiusDv(r):48.44nm)载体均为实验室自制.1.2酶固定化方法在25mL浓度为0.1mol/L的磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH一7.5)中加入一定量的酶粉,搅拌0.5h使之充分溶解.然后将0.5g载体(静置在pH=7.0,浓度0.1mol/
6、mL的磷酸缓冲溶液24h)加入脂肪酶的PBS中,室温下搅拌一定时间,过滤,将固定化酶用滤液反覆洗涤,收集滤液,滤液待用,以便测定滤液中酶的活力.所得的固体干燥至恒重,得到固定化酶.1.3蛋白负载率和酶活测定方法固定化酶蛋白含量的测定采用Brandford法.固定化效率()=(初始酶液总蛋白一残液总蛋白)/W始酶液总蛋白X100.固定化酶活力采用橄榄油乳化及NaOH滴定法测定.固定化酶活力单位:每克固定化酶在37℃下,收稿日期:2013—05—22基金项目:安徽省高校自然科学基金资助项目(KJ2012A
7、034);安徽省自然科学基金资助项目(130808MC51)作者简介:周朋(1983一),男,安徽芜湖人,助理实验师,硕士.通讯作者:陶玉贵(1965一),男,安徽无为人,教授,硕导.安徽工程大学学报第29卷每分钟水解橄榄油产生1mo1脂肪酸所需的酶量为1个活力单位(U/g).1.4表征方法采用日立S-48O0扫描电子显微镜研究样品形貌;在BrukerD8Advance型X射线衍射仪上进行XRD表征,采用连续扫描方式,扫描范围20=10。~8O。;利用岛津IRPrestige一21傅立叶变换红外光谱仪
8、研究样品中基团的变化;通过美国康塔NOVA2000e比表面积及孔径分析仪测试样品的比表面积.2结果与讨论2.1纳米TiO形貌对酶固载率的影响分别以自制的线状、花状和片状TiOz为载体,在相同条件下固定化脂肪酶,再测定固定化酶的活力和固载率,实验结果如图1所示.由图1可知,3种载体中线型形貌载体的固载率最高,且酶活也较好.纳啪霉■,咖/flv\咖麟蕾雌咖匿米线型的TiO。为纯的锐钛矿,在3种载体中具有较高的BET、孔径与脂肪酶也较为接近.因而,最终选择%,
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