[發明專利]一種離子液體再生纖維素固定化酶的制備方法

有效

• 申請號: 202010402337.0
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111534506B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 林金新;黃平;郭小雷
• 申請（專利權）人: 福州三合元生物科技有限公司
• 主分類號: C12N11/12
• 分類號: C12N11/12
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發明涉及酶的固定化技術領域，尤其涉及一種離子液體再生纖維素固定化酶的制備方法。其包括以下步驟：以離子液體作為溶劑、溶解纖維素以制成離子液體再生纖維素微球載體；通過高碘酸鈉對微球載體進行改性；通過還原型谷胱甘肽對酶進行激活處理；最后將酶和微球載體混合負載，得到固定化酶。通過本發明的制備方式能夠有效提高酶的固定化率和酶活。

技術領域

本發明涉及酶的固定化技術領域，尤其涉及一種離子液體再生纖維素固定化酶的制備方法。

背景技術

γ-氨基丁酸（GABA）是一種天然存在的功能性氨基酸，具有治療高血壓、癲癇和帕金森病，防止動脈硬化、調節心律失常、鎮痛、抗皮膚衰老等功能，在醫療、保健上有非常重要的價值。生物體內的GABA大多由谷氨酸脫羧酶（GAD）催化谷氨酸脫羧產生，其輔酶是5-磷酸吡哆醛。作為藥品或保健品原理的GABA制備方法主要有化學合成法、分離提取法和生物合成法3種，生物合成法成為主流技術。生物合成法是利用固定化谷氨酸脫羧酶（IGAD）轉化谷氨酸得到GABA。

酶的固定化是將酶束縛在載體材料上，使其與整體相分隔，但仍能與底物反應，這種固定化酶不但具有酶的專一性、高效性等特性，且具有可回收、反復使用等優點，使用壽命和存儲壽命都比游離酶長。載體材料作為固定化酶的一個重要部分，其自身的結構和性能對固定化酶的各種性能有及其重大的影響，目前常用的固定化載體大多為水凝膠、碳纖維、纖維素等。其中，纖維素是自然界分布最廣、含量最高的一種有機資源，用天然纖維素制得的制品可生物降解，符合現代環保、綠色化學和可持續發展的要求。但是纖維素大分子為無支鏈直線分子，分子鏈及分子內存在大量的氫鍵，由于氫鍵的大量存在及結晶區和非晶區共存的復雜形態結構，天然纖維素具有不熔化和大多數溶劑不溶解的問題，成為天然纖維素應用的最大局限。

離子液體又稱低溫熔融鹽，在室溫或接近室溫下呈現液態，是完全由陰陽離子所組成的鹽。它一般由有機陽離子和無機陰離子組成，常見的陽離子有季鏻鹽離子、季銨鹽離子、吡咯鹽離子和咪唑鹽離子等，陰離子有鹵素離子、六氟磷酸根離子、四氟硼酸根離子等。離子液體具有無毒性、良好的溶解性、不揮發、較好的熱穩定性、較寬的液態溫度區、不易燃和可重復利用等優點，可替代傳統的易揮發、易污染的溶劑。離子液體可作為纖維素的溶解，為生物活性大分子的固定化提供了基殿。

公開號為CN103667243A的專利文件公開了這樣一種用離子液體和修飾劑處理后的秸稈制備纖維素酶固定化載體的方法，包括如下步驟：秸稈的預處理、秸稈的修飾以及載體干燥成型。該申請采用離子液體和修飾劑修飾秸稈得到的纖維素材料來制備酶固定化載體，其存在載體上吸附的酶容易脫落、固定化酶穩定性和活性不高的問題。

發明內容

本發明要解決上述問題，提供一種離子液體再生纖維素固定化酶的制備方法。

本發明解決問題的技術方案是，提供一種離子液體再生纖維素固定化酶的制備方法，包括以下步驟：

（1）載體制備：將纖維素溶解于離子液體中，得到離子液體/纖維素混合溶液；然后將離子液體/纖維素混合溶液用注射器滴加至去離子水中，使得離子液體/纖維素混合溶液再生成小球；將小球用去離子水沖洗后自然晾干，得到微球載體；

（2）載體改性：將所述微球載體加入到高碘酸鈉溶液中，改性結束后取出微球載體，直接冷凍凍干，得到高碘酸鈉改性的微球載體；

（3）酶處理：于酶液中加入還原型谷胱甘肽，并使得還原型谷胱甘肽的濃度為0.3~0.8mg/mL，得到活性處理后的酶液；

（4）載酶：將改性的微球載體加入到活性處理后的酶液中，密封、并置于25~30℃水浴震蕩12~16h，然后取出微球載體、并用去離子沖洗，冷凍凍干得到固定化酶。