[發明專利]一種基于三維打印一體成型的酶催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201711155066.8
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107937385B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 胡海威
• 申請（專利權）人: 蘇州艾緹克藥物化學有限公司
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

本發明提供一種基于三維打印一體成型的酶催化劑的制備方法，包括以下步驟：將酶催化劑與加入羧甲基纖維素溶液混合，攪拌至溶膠狀，形成纖維素凝膠酶催化劑共混體系；應用計算機輔助設計軟件建立三維打印微觀模型，將纖維素凝膠酶催化劑共混體系為支架材料，將羥基磷灰石微粉末作為鋪粉裝置設定粉材，并在粉層的表面有選擇的噴射戊二醛粘合劑，形成基于三維打印一體成型的酶催化劑。該方法制備的催化劑的外層為羥基磷灰石微粉末，中間層為相互疊加的羥基磷灰石微粉末與纖維素凝膠酶催化劑共混體系，且羥基磷灰石微粉末與纖維素凝膠酶催化劑共混體系之間通過戊二醛粘合劑粘結，酶催化劑可用于催化Knoecenagel反應、Michael加成反應和不對稱Aldol反應，也可與其他催化劑復合使用。

技術領域

本發明屬于藥物化學領域，具體涉及一種基于三維打印一體成型的酶催化劑的制備方法。

背景技術

酶作為生物催化劑,是一類具有生物催化功能的蛋白質,能夠使生物體內發生各式各樣的化學變化。酶作為一種催化劑,具有高效性、專一性、低反應條件、易變形失活的特點。因此，酶能提高化學反應的速率，主要原因是降低了反應的活化能,使反應更易進行，在反應前后理論上是不被消耗的,所以還可回收利用，對環境是沒有污染的,這對于發展新的環保型有機合成工業具有重要的意義。

目前，酶在有機溶劑中表現出來的催化多功能性,如用于催化酯、環氧化合物和腈的水解反應，氧化還原反應，羥醛縮合反應等。中國專利CN103038342A公開的固定在多孔氟聚合物載體上的酶催化劑，將含氟的隔膜、薄膜、帶、纖維、中空纖維、管、編織物和海綿作為載體，載體的每個層的有效孔徑大于酶催化劑的尺寸，酶催化劑為水解酶、轉移酶、異構酶、裂解酶、連接酶、脫水酶、過氧化氫酶、羥化酶、腈水解酶、核酸酶、聚合酶、激酶、磷酸酶或者其混合物。FAI方法制備的多孔氟聚合物載體和固定在載體上的酶催化劑，在中等溫度下具有高的選擇反應的潛力，而且可實現與產物或者副產物的選擇性分離。中國專利CN104593353A公開的一種生物酶-化學復合催化劑及其制備方法和應用，利用戊二醛作為交聯劑，將樹枝狀的糖化酶生物酶催化劑上連接圓球形的化學催化劑，該化學催化劑為負載釕納米粒子的介孔碳/二氧化硅核殼球，再加入硼氫化鈉還原，得到生物酶-化學復合催化劑。該生物酶-化學復合催化劑在淀粉水解-加氫一鍋法生產山梨醇中表現出優異的催化活性，且催化劑的可循環利用率高，使用壽命長，大大降低了生產成本。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于三維打印一體成型的酶催化劑的制備方法，將酶催化劑與加入羧甲基纖維素溶液混合形成纖維素凝膠酶催化劑共混體系，利用三維打印技術，將纖維素凝膠酶催化劑共混體系為支架材料，將羥基磷灰石微粉末作為鋪粉裝置設定粉材，并在粉層的表面有選擇的噴射戊二醛粘合劑，形成基于三維打印一體成型的酶催化劑。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種基于三維打印一體成型的酶催化劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將酶催化劑與加入羧甲基纖維素溶液混合，攪拌至溶膠狀，形成纖維素凝膠酶催化劑共混體系；

(2)應用計算機輔助設計軟件建立三維打印微觀模型，將纖維素凝膠酶催化劑共混體系為支架材料，將羥基磷灰石微粉末作為鋪粉裝置設定粉材，并在粉層的表面有選擇的噴射戊二醛粘合劑，形成基于三維打印一體成型的酶催化劑。

作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，羧甲基纖維素溶液中羧甲基纖維素的取代度為0.6-0.75，羧甲基纖維素溶液的粘度為5200-6400，pH值為6.2-7。

作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，纖維素凝膠酶催化劑共混體系中酶催化劑的含量為0.05-2wt％。

作為上述技術方案的優選，所述步驟(1)中，酶催化劑為脂肪酶、腈水解酶、堿性蛋白酶或者酸性蛋白酶。

作為上述技術方案的優選，所述步驟(2)中，微觀模型為棒狀、微球狀、星狀或者十字交叉狀。