[發明專利]一種生物酶-化學復合催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810959403.7
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109097353A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 陳永忠;陳圣卿
• 申請（專利權）人: 江蘇邦臣生物科技股份有限公司
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/08;C12N11/04
• 代理公司: 北京七夏專利代理事務所(普通合伙) 11632
• 代理人: 王曉豐

本發明涉及生物酶制備技術領域，具體的講涉及一種生物酶?化學復合催化劑及其制備方法，該催化劑呈樹枝狀，且上連接有空心管狀的化學催化劑，該化學催化劑為內外分層的二氧化硅結構，內層還負載了若干釕納米粒子的介孔碳球，所述生物酶分子附著于樹枝狀、二氧化硅以及介孔碳球表面；該方法依次包括如下步驟：(1)將介孔碳球加入釕的鹽溶液中超聲分散15?20分鐘，靜置后干燥，在冰點攪拌狀態下加入還原劑水溶液，攪拌反應結束后洗滌至中性，得到黑色固體物；(2)將步驟(1)中得到的黑色介孔碳球以及空心管狀的二氧化硅結構加入到至少一種生物酶的水溶液中，并與之充分混合2.0～24h，溫度控制在20～52℃，浸埋結束后進行過濾，然后冷凍干燥。

技術領域

本發明涉及生物酶制備技術領域，具體的講涉及一種生物酶-化學復合催化劑及其制備方法。

背景技術

酶催化工藝已成功地應用于食品、醫藥品、農業化學品的生產，并且越來越多地應用于有機化學合成領域。但是酶催化法在實際應用中存在酶脫離其自然環境后，結構不穩定等問題，且大多數酶是水溶性的，酶溶于水后將污染產品，也難以回收利用。酶的固定化(EnzymaticImmobilization)是克服以上問題最成功的方法。如：固定化青霉素?；?ImmobilizedPenicillinAcylase)，用于裂解青霉素生產6-氨基青霉烷酸(6-APA)的工藝顯示出很大優越性。它不僅能克服可溶性酶或菌體在使用時穩定性差、不易回收、不能反復使用的缺點，而且由于此工藝不會將蛋白質和其它雜質帶入產物，簡化了提純工藝、提高了產品產量和質量。同時固定化青霉素酰化酶還具有催化水解和合成青霉素及頭孢霉素的能力。由于不同的酶具有不同的性質和組成，底物和產物的性質不同，以及產物的用途不同，因此對各種酶采用的載體和固定化方法不盡相同，其中載體材料的選擇與制備是技術的關鍵，優異的載體可以提高固定化酶的催化性能，降低酶法生產的成本。

目前，已產業化的固定化酶多以有機聚合物作為載體，這些固定化載體很少能夠重復利用，存在材料的后處理及廢載體的閑置問題。Singh等[CurrSci1988；57(22)：1229-1231] 以瓊脂-聚丙烯酰胺樹脂為載體，采用雙吸附工藝固定從E.coliNCIM2563提取的青霉素酰化酶。藻酸鹽類和聚丙烯酰胺載體在其它方面地應用取得了一定的成功，但是它們并不適用于固定青霉素?；福驗榱姿猁}緩沖液的使用使得這類載體穩定性下降。

無機載體較有機載體存在著較大的經濟優勢，其較高的機械強度更有利于在生物反應器中進行工業生產。無機載體有二氧化硅和功能化硅烷的溶膠—凝膠、陶瓷、高嶺土和大孔玻璃，見[Appl.ClaySci.2005，29，111-126；J.MembraneSci.2004，241，161-166；CurrentAppl.Physics2003，3，129-133]。但這些載體受載體材料孔徑、比表面積、顆粒粒度等因素的限制，酶在載體上的包覆量一般不高；分子擴散阻力較大，影響底物和酶的有效接觸，影響產物及時脫離反應體系而降低了酶的催化活性；并且有些載體與酶分子結合力較弱，固定化酶在重復使用過程中，酶很容易從載體上脫落流失，因而也限制了其工業應用。