[發(fā)明專利]一種以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011317169.1
• 申請日: 2020-11-22
• 公開（公告）號: CN112391374B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發(fā)明（設計）人: 佟毅;李正強;李義;耿旭;陶進;張闖;梁穎超;徐楊;武麗達
• 申請（專利權）人: 吉林中糧生化有限公司;吉林大學
• 主分類號: C12N11/089
• 分類號: C12N11/089;C12N9/92;C12N9/04
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發(fā)明涉及一種以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶及其制備方法，屬于固定化酶技術領域。將多聚納米卟啉納米顆粒浸沒于質(zhì)量分數(shù)2.5～20％的交聯(lián)劑戊二醛溶液中，反應得到修飾后的多聚卟啉納米材料，以多聚卟啉為基礎形成的納米微球為載體，以共價交聯(lián)及靜電吸附及的方式能夠負載多種酶，酶優(yōu)選為葡萄糖異構酶、葡萄糖氧化酶。優(yōu)點是以多聚卟啉納米載體為內(nèi)核，同時實現(xiàn)了載體與酶的共價結合及表面靜電吸附，增強了酶的負載率；多聚卟啉納米載體比表面積大，固定化酶后能夠增強酶與底物的接觸面積，使酶的活性位點充分暴露出來，提高酶的利用率；制備的固定化酶具有高活性、高穩(wěn)定性、重復使用性好且能夠適用于工業(yè)化生產(chǎn)特點。

技術領域

本發(fā)明屬于固定化酶技術領域，具體涉及一種以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶及其制備方法。

背景技術

酶作為從自然界動植物中分離得到的具有催化活性的大分子有機物，具有專一性高、反應條件溫和、來源廣泛的特點。伴隨生物學的不斷發(fā)展及人類對酶學的深入研究，自然界中越來越多的酶被發(fā)掘出潛在價值，并開始造福人類。近年來隨著社會的發(fā)展及消費的升級，工業(yè)用品消耗量逐年增加，工業(yè)酶的使用量也逐年遞增。受外界條件限制游離酶應用范圍較窄在催化反應方面存在諸多缺點：(1)易失活變性(2)使用條件有諸多限制(3)難以回收，重復利用性差(4)反應結束后，酶與產(chǎn)物分離困難，影響最終產(chǎn)物質(zhì)量。

為了克服天然酶的缺陷，工業(yè)生產(chǎn)中一般都會將酶固定化在一定的載體上。在不影響酶活性的基礎上增加了其穩(wěn)定性，同時便于酶與產(chǎn)物及底物的分離，這為工業(yè)化生產(chǎn)提供了保證。酶的固定化技術在節(jié)約能源的同時大大降低生產(chǎn)成本，增強產(chǎn)品了的市場競爭力。

近年來材料科學發(fā)展迅速，新興材料層出不窮，極大的拓寬了游離酶固定化的形式與方法。由于納米材料具有比表面積大、生物相容性好、酶的負載量高等特點，以各種納米材料為固定化載體以增加酶的穩(wěn)定性已經(jīng)成為新的研究熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶及其制備方法，以解決酶易失活且難以循環(huán)利用的問題。

本發(fā)明采取的技術方案是，一種以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶，是由如下步驟制備得到的：

(1)將內(nèi)消旋-(4-羧基苯基)卟吩和氯氧化鋯溶解于質(zhì)量分數(shù)1～5％的苯甲酸溶液中，于90℃反應3～8h；然后用N，N-二甲基甲酰胺漂洗至納米卟啉顆粒表面殘余液體為中性，最后真空干燥得到多聚卟啉納米顆粒；

(2)將步驟(1)得到的多聚納米卟啉納米顆粒浸沒于質(zhì)量分數(shù)2.5～20％的交聯(lián)劑戊二醛溶液中，密封后置于20～40℃下反應1～7小時，然后以10000G離心力離心；再依次用超純水及磷酸鹽緩沖液進行洗滌，然后真空干燥，得到修飾后的多聚卟啉納米材料；

(3)將步驟(2)修飾后的多聚卟啉納米材料浸沒于質(zhì)量分數(shù)0.05～10％的酶溶液中，然后15～40℃下交聯(lián)反應0.5～3小時，然后以10000G～15000G離心力離心，離心產(chǎn)物用磷酸鹽緩沖液洗滌3～5次，真空干燥即得到以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶。

本發(fā)明所述步驟(1)中內(nèi)消旋-(4-羧基苯基)卟吩與氯氧化鋯的質(zhì)量之比為2～6:1。

本發(fā)明所述步驟(1)中，內(nèi)消旋-(4-羧基苯基)卟吩與氯氧化鋯的質(zhì)量之比為3:1，苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為1～3％，反應時間為4～6h。

本發(fā)明所述步驟(2)中，交聯(lián)劑戊二醛溶液的質(zhì)量分數(shù)為2.5～10％，反應溫度為25～30℃，磷酸鹽緩沖液的pH＝6.0～8.0。

本發(fā)明所述步驟(3)中，修飾后的多聚卟啉納米材料與酶的質(zhì)量比為10～15:1，酶為葡萄糖異構酶或葡萄糖氧化酶。

一種以多聚卟啉納米材料為載體的固定化酶的制備方法。

本發(fā)明優(yōu)點是：