[發明專利]金屬有機骨架材料/聚乙烯醇凍凝膠固定漆酶的制備方法

有效

• 申請號: 201910593104.0
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110283812B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 胡奇;彭建;侯曉虹
• 申請（專利權）人: 沈陽藥科大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/084;C12N11/04;C02F3/34;C02F101/30
• 代理公司: 沈陽飛揚靈睿知識產權代理事務所(普通合伙) 21255
• 代理人: 靳玲

本發明屬于環境保護領域，涉及一種金屬有機骨架材料/聚乙烯醇凍凝膠固定漆酶的制備方法。本發明所述的制備方法包括如下步驟：(1)合成金屬有機骨架材料MOF；(2)將定量的聚乙烯醇加入到純水溶液中，加熱攪拌使PVA完全溶解，得到PVA溶液；(3)將漆酶加入到水中，混勻后加入PVA溶液和金屬有機骨架材料，將混合物渦旋混勻后，超聲除去氣泡；(4)取混合溶液滴在1×2cm玻片上，將溶液涂布在整個玻璃片上；(5)將滴完的玻璃片放入?20℃冰箱中冷凍，取出復合材料重復冷凍?解凍循環，最后得到MOFs/PVA凍凝膠固定化酶。以染料茜素綠為目標污染物，本發明制備的MOFs/PVA凍凝膠固定化漆酶對水中茜素綠的去除率明顯提高。

技術領域：

本發明屬于環境保護領域，涉及一種金屬有機骨架材料/聚乙烯醇凍凝膠固定漆酶的制備方法。

背景技術：

漆酶(雙氧氧化還原酶)屬于藍銅氧化酶家族，最早由十九世紀末日本學者Yoshida從漆樹中發現并分離所得。漆酶在自然界中分布廣泛，在原核生物、真菌、昆蟲和高等植物中都有發現，但其結構、性質和含量卻有較大區別。漆酶可催化降解多種底物，如某些芳香族化合物(如酚類、芳香胺類、硫酚等)、染料、農藥、藥物和個人護理產品(PPCPs)等。因此，漆酶是環保領域的研究熱點之一。

漆酶具有很好的生物技術潛力，它能夠氧化多種底物，因而適合用于染料脫色或降解廢水中多種有機污染物。然而，受漆酶價格較高、游離酶環境穩定性差及回收困難等因素的影響，游離漆酶難以在廢水處理中大規模應用。漆酶的固定化可以提高酶的熱穩定性及其對極端pH條件和化學試劑的耐受性，并且固定化的漆酶可以通過簡單的機械操作與反應產物分離，使漆酶可以循環使用，從而大幅降低應用成本。包埋法是指酶在多孔固體基質中的物理保留的方法，多孔基質有聚乙烯醇、殼聚糖、海藻酸鈉和聚丙烯酰胺等。該法的優點是酶自身結構的改變小、固定化效率高和反應條件溫和，酶不易失活，但其缺點在于傳質阻礙較高。在包埋法中，常用的包埋劑主要是有機材料(包括生物聚合物和合成聚合物)。但是包埋法制備的固定化漆酶，其比表面積較小，傳質能力受到一定限制，使其去除污染物過程耗時較長。因此，如何增大其比表面積，增強傳質能力是提高固定化漆酶去除污染物能力的重要思路。

金屬有機骨架材料(MOFs)是由金屬離子和多官能團有機配體組裝而成的晶體材料。MOFs兼具無機材料剛性和有機材料柔韌性的特征，具有高比表面積、高孔隙率、高吸附容量和良好的熱穩定性等特點，這些特點有利于增強酶的負載能力，提高固定化酶的穩定性并降低傳質阻力。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷，提供一種金屬有機骨架材料-MOF復合凍凝膠來固定漆酶的制備方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

(1)合成金屬有機骨架材料(Metal-Organic Frameworks，MOFs)。

(2)將定量的聚乙烯醇(PVA)加入到純水溶液中，在90-95℃條件下加熱攪拌使PVA完全溶解，得到最終濃度為120mg/mL的PVA溶液。

(3)將8mg漆酶(Lac)加入到2mL水中，混勻后加入2mL PVA溶液和240mg金屬有機骨架材料。將混合物渦旋混勻后，超聲10s除去氣泡。

(4)用移液槍取200μL混合溶液滴在1×2cm玻片上，將溶液涂布在整個玻璃片上。

(5)將滴完的玻璃片放入-20℃冰箱中冷凍12h以上。取出復合材料解凍后繼續冷凍1h，然后解凍再冷凍1h。總共重復冷凍-解凍循環，最后得到MOFs/PVA凍凝膠固定化酶。

所述的制備方法中，