[發明專利]一種利用靜電紡絲技術固定化辣根過氧化物酶的方法

無效

• 申請號: 201210172444.4
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102703415A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 牛軍峰;徐江捷;代云容;任雨晴;張思遠;鄭夢源
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: C12N11/08
• 分類號: C12N11/08;C12N11/04
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技術領域

本發明屬于酶固定化領域，具體為一種利用乳液靜電紡絲技術制備聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA，75/25)電紡纖維膜固定化辣根過氧化物酶的方法。?

背景技術

辣根過氧化物酶(Horseradish?peroxidase，EC?1.11.1.7)是一種是由無色的酶蛋白和棕色的鐵卟啉結合而成的糖蛋白。辣根過氧化物酶以鐵卟啉為輔基，屬血紅素蛋白質類，其輔基和酶蛋白最大吸收光譜分別為403nm和275nm。辣根過氧化物酶穩定，分子量小，比活性高，并且作用的底物寬泛，在過氧化氫存在時能催化苯酚、苯胺及其取代物聚合。辣根過氧化物酶具有的優良特性為處理水體中有機污染物提供了有效的途徑，該方法具有操作簡單、條件溫和、對環境無二次污染等優點，在廢水處理、免疫學、臨床化學、組織化學示蹤等方面有著巨大的應用前景。但由于游離辣根過氧化物酶容易受到環境條件的影響而失活，難以實現重復利用并且不能長期貯存，在實際應用中受到很大的限制。?

20世紀50年代興起的酶固定化技術實現了辣根過氧化物酶應用手段的創新。固定化辣根過氧化物酶不僅是改善辣根過氧化物酶重復利用性和穩定性的有效手段，且在降低成本，生產自動化、連續化，保護環境等許多方面都十分有利，它為辣根過氧化物酶的應用開拓了廣闊的前景。固定化辣根過氧化物酶的性能主要取決于固定化所使用的載體材料的性質。理想的載體材料應具備良好的機械強度、熱穩定性、化學穩定性、對酶的親和性，并能保持較高的酶活性等。近年來各界學者對辣根過氧化物酶的固定化進行了廣泛的研究，采用的固定化載體包括明膠、粘土、納米微粒、活性炭、殼聚糖、高分子聚合物和親水性微濾膜等多種材料。其中高分子聚合物材料因為抗微生物性能良好，機械強度大，且有較好的價格優勢，所以用其研制辣根過氧化物酶固定化載體的前景看好。?

靜電紡絲纖維膜就是一種以高分子聚合物為原料，利用靜電紡絲技術制備而成的載體，具體是由聚合物溶液或熔體借助于高壓靜電場作用進行噴射拉伸而形成的納米級至微米級纖維組成。靜電紡絲纖維膜因其具有孔隙率高、比表面積大、機械強度高且制備簡單等優點，被人們認為是一種潛在的酶固定化基質。將靜電紡絲纖維膜作為固定化酶的載體，不僅有利于酶與底物充分接觸，能有效提高酶的催化效率，還容易從反應體系中分離回收。但目前關于靜電紡絲纖維膜固定化酶的研究主要集中在后固定方面，即先制備纖維膜，然后再用吸附、交聯等方法將酶固定在原膜或者修飾過的膜表面上。利用吸附法固定酶時，盡管纖維膜有較大的比表面積，但酶只能單層固定在纖維膜表面，酶載量相對較低，且反應過程中酶容易脫?落，導致酶重復利用性差；如果通過化學交聯方法提高酶載量，酶活性會受到較大影響。?

乳液電紡是靜電紡絲技術的一個新的分支，因其能夠通過直接電紡油-水或者水-油乳液制備殼-核結構超細纖維而受到人們的關注。此外，乳液靜電紡絲技術設備簡單，易于操作，反應條件溫和，且成本低廉，是一種經濟高效的制備載酶超細纖維的方法。專利號為ZL?200810126027.X，名稱為聚乳酸電紡纖維固定化漆酶及其制備方法，公開號為CN101407803的專利及專利號為ZL?200910180625.X，名稱為一種制備電紡纖維膜固定化漆酶的方法，公開號為CN101671665的專利分別運用外消旋聚乳酸和聚乳酸-己內酯共聚物為原料制備固定化漆酶，但是兩種材料都有較強的疏水性，存在與水體分離的缺點，限制其應用。聚乳酸-乙醇酸共聚物是一種生物相容性良好，可生物降解的高分子材料，它在自然界中可逐漸完全降解為二氧化碳和水，不會對環境造成二次污染，是一種環境友好材料。同時，聚乳酸-乙醇酸共聚物具有較強的親水性，可增加用其制成的電紡纖維膜的浸潤性。將乳液電紡技術和環境友好材料的結合，為辣根過氧化物酶固定化技術提供了一種新的思路，有著廣闊的發展前景。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡單高效的固定化辣根過氧化物酶的制備方法，即利用乳液靜電紡絲技術將辣根過氧化物酶原位包埋固定在聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA，75/25，即合成時聚乳酸和乙醇酸用量比例為75/25)電紡纖維中的方法。本發明的另一個目的是提供一種新型的穩定性好、催化活性高，且生產成本低廉的電紡纖維膜固定化辣根過氧化物酶。?

本發明的技術方案是：?