[發明專利]仿生化二氧化硅固定β－葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒制備方法

無效

• 申請號: 200710150252.2
• 申請日: 2007-11-21
• 公開（公告）號: CN101182511A
• 公開（公告）日: 2008-05-21
• 發明（設計）人: 吳洪;姜忠義;李林;張羽飛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙敬

技術領域

本發明涉及一種仿生化二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒制備方法，屬于酶的固定化技術。

背景技術

二氧化硅凝膠是一種常用的固定化酶載體。目前，二氧化硅作載體固定化酶主要采用包埋法或吸附法。吸附法操作簡單，但是酶易脫落，重復使用性差。包埋法負載率高，有利于維持酶的結構完整性，進而提高酶的活性維持率，而且二氧化硅具有介孔結構，有利于反應物和產物傳遞。

目前普遍采用溶膠-凝膠(sol-gel)法，以酸或堿為催化劑，利用硅酸鈉或有機硅烷前驅體的水解和縮聚在常溫下合成具有較高比表面積和介孔結構的二氧化硅材料。這種方法雖然簡單易行，但過程中產生的醇類副產物對生物酶的活力維持有著不利影響，導致活性下降甚至完全失活。

仿生硅化為二氧化硅材料的制備提供了一條新途徑。自然界中的硅藻利用水中溶解的微量硅可形成堅硬的硅質細胞壁。研究表明，這類硅藻植物都是通過在有機質參與下的生物硅化作用來構建細胞壁的，即由一定的有機模板通過靜電吸引作用促進和調控二氧化硅的沉積。某些天然或合成的有機物，如silaffins、聚賴氨酸、聚乙烯亞胺等可在室溫和中性條件下調控二氧化硅的快速聚合。仿生硅化過程避免了酸堿催化劑的使用，所用原料均具有很好的生物相容性且包埋條件更加溫和，酶或生物分子可在二氧化硅形成過程中直接被包埋，適用范圍更廣。

發明內容

本發明的目的在于提供一種仿生化二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒制備方法。以該方法所制得的固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒，β-葡萄糖醛酸苷酶的活力維持率高，穩定性好，重復使用性好。

本發明是通過下述技術方加以案實現的，一種仿生化二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒制備方法，其特征在于包括以下過程：

(1)將硫酸魚精蛋白溶于濃度為0.05mol/L的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸(Tirs-HCl)緩沖液中或去離子水中，配制成濃度為2～15mg/mL的硫酸魚精蛋白溶液，將β-葡萄糖醛酸苷酶溶于濃度為0.05mol/L的三羥甲基氨基甲烷-鹽酸(Tirs-HCl)緩沖液中或去離子水中，配制成濃度為0.1mg/mL的β-葡萄糖醛酸苷酶溶液，然后將硫酸魚精蛋白溶液與β-葡萄糖醛酸苷酶溶液按體積比為1∶1的混合均勻制得混合液；

(2)將硅酸鈉溶于去離子水或濃度為2～15mg/mL的鹽水中，并用2mol/L?HCl調節溶液的pH至7.0，配制10～30mmol/L的硅酸鈉溶液；

(3)按照體積比為1∶7～10的比例，將步驟(1)得到的混合液加入到步驟(2)制得的硅酸鈉溶液中，靜置5～20min，離心分離，去除上清液，用去離子水洗滌至上清液中無β-葡萄糖醛酸苷酶存在為止，再經冷凍干燥，得到仿生化二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒。

本發明提出的制備方法的優點在于：制備條件溫和，制備工藝簡單易行，所得二氧化硅沉淀對酶具有很好的固定能力，固定化β-葡萄糖醛酸苷酶的活力維持率高，重復使用穩定性好。

附圖說明

圖1為本發明實施例二制備的仿生化的二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒的掃描電鏡(SEM)照片。

圖2為本發明實施例二制備的仿生化的二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒的透射電鏡(TEM)照片。

圖3為本發明實施例二制備的仿生化的二氧化硅固定β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒的孔徑分布圖。

圖4為采用本發明實施例二制備的仿生化二氧化硅所固定的β-葡萄糖醛酸苷酶的納米顆粒的循環使用酶活力的變化圖。

具體實施方式

實施例一

準確稱取β-葡萄糖醛酸苷酶1.0mg，溶解于0.05mol/L三羥甲基氨基甲烷-鹽酸(Tris-HCl)緩沖溶液中，定容至10mL，得到0.1mg/mL?β-葡萄糖醛酸苷酶液。稱取300mg硫酸魚精蛋白，溶解于0.05mol/L?Tris-HCl緩沖溶液中，定容至20mL，得到15mg/mL硫酸魚精蛋白溶液。用去離子水溶解硅酸鈉，并用2mol/L?HCl調節溶液的pH至7.0，制備10mmol/L硅酸鈉溶液。