[發(fā)明專利]磁性納米粘土載體固定化酶及其再生的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210152107.9
• 申請日: 2012-05-17
• 公開（公告）號: CN102649954A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彥鋒;趙光輝;王建芝;金新亮
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州大學(xué)
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N9/34
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及磁性納米粘土載體固定化酶及其再生的方法。

背景技術(shù)

固定化酶允許酶的重復(fù)或是連續(xù)使用，易于底物和產(chǎn)物的回收、易于純化，在一定程度上改進(jìn)了生物催化劑的性能。近年來，納米材料如納米粘土作為固定化酶的載體引起了人們很大的關(guān)注，原因在于其成本低、粒徑小，且具有獨(dú)特的插層性質(zhì)；另外一個(gè)重要原因是粘土表面的硅羥基經(jīng)過不同官能團(tuán)活化后，可作為生物大分子的附著位點(diǎn)。然而，在這些研究中存在的最大問題就是固定化酶完成催化反應(yīng)后載體很難被分離，而磁性材料的多相催化可以滿足生物催化劑的高效分離和催化過程的持續(xù)進(jìn)行，因此，磁性納米材料改性的粘土有望成為固定化酶的優(yōu)良載體材料。

已經(jīng)有文獻(xiàn)報(bào)道過磁性氧化鐵/粘土納米復(fù)合材料，然而，以往的這些研究結(jié)果顯示，磁性納米顆粒往往被固定在粘土表面，那么作為固定化酶附著位點(diǎn)的硅羥基便可能會被掩蓋，這就限制了磁性納米粘土材料在固定化酶領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，所制備這些磁性納米材料的磁強(qiáng)度也非常低，不易分離，這也大大限制了其應(yīng)用。

就酶固定化而言，在吸附、交聯(lián)、包埋和共價(jià)偶聯(lián)四種主要的載體固定化酶方法中，除吸附法外其它三種方法所制備的固定化酶，其載體都不能再生，隨著酶的失活而被丟棄，這就造成了環(huán)境污染、資源浪費(fèi)以及生產(chǎn)成本增加。雖然傳統(tǒng)的吸附法所制備的固定化酶其載體可以再生，但載體與酶結(jié)合不牢固、酶的損失比較嚴(yán)重，這也就限制了它的應(yīng)用。因此，設(shè)計(jì)、開發(fā)和制備可再生的載體材料就成為本課題的研究重點(diǎn)之一，目前有關(guān)這方面的工作罕有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁性納米粒子對粘土表面影響較小的磁性納米粘土載體固定化酶。

本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供該磁性納米粘土載體固定化酶的制備方法。

本發(fā)明所要解決的第三個(gè)技術(shù)問題是提供該磁性納米粘土載體固定化酶的再生的方法。

為解決上述問題，本發(fā)明所述的磁性納米粘土載體固定化酶，包括固定對象為糖化酶和相應(yīng)固定化酶的載體，并以共價(jià)偶聯(lián)法為固定化方法制成，其特征在于：所述載體為磁性納米Fe₃O₄粘土復(fù)合材料，該磁性納米Fe₃O₄粘土復(fù)合材料由磁性Fe₃O₄納米粒子和納米粘土材料組成，且磁性Fe₃O₄納米粒子有序地組裝在所述納米粘土上。

所述磁性納米Fe₃O₄粘土復(fù)合材料是指首先將FeCl₃·6H₂O以1：20~1：50的料液重量體積比溶解于乙二醇中形成澄清溶液；然后將NaAc、聚乙二醇加入到所述澄清溶液中，其次將鹽酸活化的納米粘土加入到所述澄清溶液中，超聲分散1~5h，得到混合液；最后將所述混合液加入到聚四氟乙烯襯里的不銹鋼反應(yīng)釜中，維持160~210℃反應(yīng)5~24h即得；其中所述NaAc與所述澄清溶液的重量體積比為1：7~1：18；所述聚乙二醇與所述澄清溶液的重量體積比為1：20~1：50；所述鹽酸活化的納米粘土與所述澄清溶液的重量體積比為1：60~1：150。

所述鹽酸活化的納米粘土是指將納米粘土按1：20~30的料液重量體積比放入濃度為1~3?M的HCl?溶液中，在20~40℃溫度下超聲0.5~2?h進(jìn)行活化后，經(jīng)離心分離并洗滌至上清液呈中性，再離心分離后得到沉淀物，該沉淀物經(jīng)真空干燥至恒重后研磨、過30~60μm篩子即得。

如上所述的磁性納米粘土載體固定化酶，其特征在于：所述納米粘土為凹凸棒、高嶺土、蒙脫土中的任意一種。

如上所述的磁性納米粘土載體固定化酶的制備方法，包括以下步驟：

⑴將磁性納米Fe₃O₄粘土復(fù)合材料以1：40~1：80的料液重量體積比浸泡在二甲苯溶液中2~4h，使其充分溶脹，然后在攪拌下將γ-氨基丙基三乙氧基硅烷加入到所述二甲苯溶液中；在90~130℃下油浴加熱回流，且N₂保護(hù)下反應(yīng)6~15h，反應(yīng)結(jié)束后乙醇洗滌三次，經(jīng)磁分離后得到沉淀物，該沉淀物經(jīng)真空干燥至恒重，得到改性的磁性納米Fe₃O₄粘土復(fù)合材料，記為Fe₃O₄粘土-NH₂；其中所述γ-氨基丙基三乙氧基硅烷與所述二甲苯溶液的重量體積比為1：8~1：12；