[發明專利]一種海藻酸銅負載漆酶、介體ABTS復合生物催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202110106493.7
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112877320A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 李玉廣;孫乾;王鑫;盛明月;路興杰;蔡亞君;王強
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: C12N11/10
• 分類號: C12N11/10;C12N9/02;C02F3/34;C02F101/30;C02F103/30
• 代理公司: 湖北創融藍圖知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42276
• 代理人: 羊淑梅

本發明公開了一種海藻酸銅負載漆酶、介體ABTS構成的復合生物催化劑體系的制備方法。采用天然生物質材料海藻酸鈉為載體，并利用金屬銅元素的配位絡合作用，將游離的漆酶蛋白分子和介體ABTS分子分別固定化，進而構成復合生物酶催化劑。本發明將大分子生物酶和介體ABTS固定化后，可循環利用，使用壽命長，重復5次后仍能保持80％以上的活性艷藍KN?R降解分率及75％以上的剛果紅降解率，降低了生產成本，具有良好的工業應用前景。本發明的制備工藝簡單、反應溫和、原材料易得、價格低廉、對環境無污染。

技術領域

本發明屬于酶催化劑技術領域，具體涉及一種海藻酸銅負載漆酶、介體ABTS復合生物催化劑的制備方法。

背景技術

漆酶是一種環境友好的多銅氧化酶，具有催化能力強、效率高和作用底物的范圍廣等優點，應用在印染廢水脫色、紙漿漂白、污水除毒及生物修復等過程。現有技術中，具有生物酶-介體ABTS(2,2′-聯氮雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽)復合催化劑的制備及循環利用工藝復雜、催化活性低，殘留的ABTS有一定的環境毒害性，不利于周圍環境的綠色發展，而且制得的生物酶-介體催化劑不能多次循環使用，不能有效催化底物。但是，在印染廢水有機污染物治理過程中ABTS介體呈游離狀態，故每次重復使用過程中需重新添加生物酶介體ABTS，造成介體ABTS不能回收利用，增加了生產成本。

與游離酶相比，固定化漆酶提高了生物酶的熱穩定性、化學穩定性、重復利用性以及易分離等性能，已被廣泛應用于印染廢水脫色、紙漿漂白、污水除毒及生物修復等眾多領域。介體物質ABTS的化學性質和循環利用的特點對固定化漆酶的催化活性及應用推廣起著關鍵的作用。由于介體ABTS是增強漆酶催化活性的關鍵中間物質，選擇合適的材料和方法將其固定化成為一個關鍵問題。

發明內容

為解決現有技術存在的缺陷，本發明提供一種海藻酸銅負載漆酶、介體ABTS復合生物催化劑的制備方法。本發明采用包埋和交聯的固載技術，通過銅離子配位交聯作用，由天然生物質海藻酸分子配位鍵合后，生物酶再互相交聯形成的固定化的生物酶催化劑，在印染工業中蒽醌染料活性藍KN-R催化降解脫色反應表現出優異的催化活性，將大分子生物酶固載后，可循環利用，使用壽命長，降低了工業應用成本。

為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：

本發明提供一種海藻酸銅負載漆酶、介體ABTS復合生物催化劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、將海藻酸鈉粉末溶解在去離子水中制得質量分數為1.5wt％-3wt％的海藻酸鈉水溶液，然后進行超聲波處理；

S2、將無水硫酸銅溶于去離子水中，配制成0.1mol/L-0.2mol/L的硫酸銅溶液；

S3、向步驟S1獲得的海藻酸鈉水溶液中加入介體物質ABTS獲得溶液A，然后進行超聲波處理；

S4、向步驟S1獲得的海藻酸鈉水溶液中加入漆酶獲得溶液B，然后進行超聲波處理；

S5、將步驟S3的溶液A逐滴加入步驟S2的硫酸銅溶液中，并攪拌至反應結束，制得固定化的介體物質ABTS膠珠；

S6、將步驟S4的溶液B逐滴加入步驟S2的硫酸銅溶液溶液中，并攪拌至反應結束，制得固定化的漆酶膠珠。

作為本發明的一種優選技術方案，步驟S1中超聲波處理在溫度40-50℃和頻率100Hz條件下，超聲波處理的時間為10-20min。

作為本發明的一種優選技術方案，步驟S3中介體物質ABTS的濃度為0.1mmol/L-5mmol/L，步驟S4中漆酶的濃度為2.5g/L-10g/L。

作為本發明的一種優選技術方案，步驟S3和步驟S4中超聲波處理在溫度25℃和頻率50Hz條件下，超聲波處理的時間為10-20min，超聲處理完成后取出備用，以膠管中氣體均勻上升為溶液混勻。