[實用新型]利用巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶合成1，3-丙二醇中的專用設備

有效

• 申請號: 201320650451.0
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN203613197U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 吳敏;孟俊麗;丁穩;代云茜;馬全紅;倪恨美
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 沈振濤

技術領域

本實用新型涉及一種設備，尤其涉及一種利用巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶合成1，3-丙二醇中的專用設備。

背景技術

隨著酶固定化技術的不斷深入，固定用載體也隨之推陳出新，不再局限于用傳統的無機材料（高嶺土、硅藻土、氧化鋁、硅膠等）或者多糖類材料（殼聚糖類、纖維素類、葡聚糖類）為載體，而趨向于選擇提高固定化酶性能的新型功能性材料為載體，比如納米材料、磁性材料、離子液體、環境pH敏感載體等。

納米材料的種類很多，有納米粒子、納米介孔材料、納米纖維和納米管。其中電紡纖維由于具有較大的比表面積和較小的底物擴散阻力等優勢，快速發展成為固定化酶的優異載體材料。電紡納米纖維尺寸一般在80nm到1.50μm之間，與尺度較小的納米顆粒固定化酶所催化的液相催化過程相比，納米纖維固定化酶解決了液相反應過程擴散阻力較大、難于回收等不足，再加上納米纖維的高比表面積帶來的高酶負載，突出了它在固定化酶載體材料應用中的潛能。同時，靜電紡絲技術作為簡便可控合成二氧化鈦納米纖維的一種新型手段，通過調節靜電紡絲技術參數和紡絲溶液組成成分，容易實現對納米纖維的直徑、組成、形貌等進行精細調控，獲得長徑比大、比表面積高、高孔隙率、分等級的納米結構。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的是提供一種專用于巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶合成1，3-丙二醇的設備。

技術方案：本實用新型所述的利用巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶合成1，3-丙二醇中的專用設備，包括納米多酶反應器，該反應器包括上下端開口的殼體，殼體兩端口內側各設過濾網，殼體內壁上設有保溫層；其中，所述納米多酶反應器是用巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶催化底物反應液生成1，3-丙二醇的反應器。

其中，該專用設備還包括底物反應裝置和檢測裝置，其中，底物反應裝置通過進液管與反應器下端連通，并在進液管上安裝微量化學泵和閥門；反應器上下端與檢測裝置進出口相互連通，形成循環管路，從檢測裝置下端出口的管路上延伸一道支路，該支路與管路的交叉處安裝三通閥，并在支路上設產物收集裝置，同時，該三通閥與檢測裝置之間安裝流量控制閥。

工作原理：預先在納米多酶反應器中裝入巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶和惰性填料，開啟微量化學泵，底物反應液從反應器下端進入，充分反應后產物從反應器上端出料，進入檢測裝置，調整流量控制閥和三通閥，檢測合格的產物沿支路進入產物收集裝置，不合格的產物重新進入反應器反應。

所述巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶，包括多酶和用于固定該多酶的巰基改性二氧化鈦納米纖維載體；所述巰基改性二氧化鈦納米纖維載體是將二氧化鈦納米纖維分散于乙醇中，在超聲條件下加入巰烴基硅烷偶聯劑，攪拌，洗滌，所獲得巰基改性的二氧化鈦納米纖維。該多酶為基因工程大腸桿菌多酶、克雷伯桿菌的多酶或者木瓜蛋白酶與胰蛋白酶的混合溶液等屬于本領域常用的蛋白酶。

利用所述巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶合成1，3-丙二醇中的方法，是將巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶與惰性填料混合，然后向其中通入底物反應液并控制反應液的pH、流速和反應溫度，充分反應即可得到1，3-丙二醇。其中，控制所述底物反應液pH為8～9，流速為0.2～0.6mL·min-1，反應溫度為25oC～40oC。惰性填料為活性炭，石英砂，空心玻璃珠，硅膠粒，氧化鋁瓷球中的一種。

有益效果：本實用新型與現有技術相比，其優點是：1、在納米多酶反應器中巰基改性二氧化鈦納米纖維固定化酶催化合成1，3-丙二醇，該反應器能充分發揮納米纖維孔隙率高的特點，減小底物擴散阻力，酶在載體上的負載量大、附著力強，酶的使用效率提高，成本降低，為催化反應提供了有利條件，便于反應的充分進行，從而實現重要生物基化學品1,3-丙二醇的高效、連續生產。2、該專用設備結構緊湊、設計合理且易于制造，不僅可以有效控制反應條件，時時監測反應狀況，還能通過循環使反應充分進行。

附圖說明

圖1為本實用新型專用設備的結構示意圖。

具體實施方式