[發明專利]一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法

有效

• 申請號: 202110520512.0
• 申請日: 2021-05-13
• 公開（公告）號: CN113249811B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 周全;劉瑞紅;楊帆;任瑞鵬;呂永康
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: D01F1/08
• 分類號: D01F1/08;D01F8/10;D01F8/16;D01F8/08;D01F8/02;C12N11/098;C12N11/089;C12N11/082;C12N11/04;C07K17/08;C07K17/04;C12N11/18
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 張彩琴;李曉娟

1.一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將高分子聚合物溶于混合有機溶劑中，充分溶解攪拌均勻形成的透明溶液作為同軸靜電紡絲的外殼紡絲液；

（2）將低分子量的多元醇或低聚合度的聚乙二醇溶于純水或磷酸鹽緩沖液中，添加多巴胺和生物酶，充分溶解混合均勻形成的均質溶液作為同軸靜電紡絲的內芯紡絲液；步驟（2）中，所述內芯紡絲液中的多巴胺濃度為0.1～10 mg/mL，生物酶濃度為0.1～200 mg/mL；

（3）將上述內芯紡絲液和外殼紡絲液分別加入兩個注射器中，通過管路分別與同軸電紡針頭的內外進樣口相連；將高壓電源的正極與同軸電紡針頭噴絲口相連作為紡絲端，高壓電源的接地極或負極與表面覆蓋鋁箔紙的旋轉輥筒相連作為接受端；利用兩臺微量注射泵分別控制外殼紡絲液和內芯紡絲液的流速，施加電壓進行同軸靜電紡絲，在接受端收集納米纖維；

（4）在后處理過程中，將收集到的納米纖維浸泡到弱堿性緩沖液中，在納米纖維內部低分子量的多元醇或低聚合度的聚乙二醇溶解出來形成中空管狀結構的同時，多巴胺自發聚合生成的聚多巴胺原位固定生物酶將其截留在納米纖維內部，最后將納米纖維取出后進行干燥，最終得到內部修飾固定生物酶的功能化中空納米纖維。

2.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚醚砜或聚丙烯腈；所述混合有機溶劑為溶解高分子聚合物的良溶劑和不良溶劑混合得到的，其中良溶劑為N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺，不良溶劑為丙酮、二甲基亞砜、四氫呋喃或二氯甲烷。

3.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，外殼紡絲液為質量體積百分比8%～30% 的高分子聚合物溶液。

4.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述低分子量的多元醇為乙二醇、丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、戊五醇、己六醇、聚甘油-10中的一種或其中任意兩種的混合物；所述的低聚合度的聚乙二醇為平均聚合度200、400、600、800、1000、1500或2000的聚乙二醇中的一種或其中任意兩種的混合物。

5.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述生物酶為具有催化功能及生理活性的酶制品或蛋白質，所述生物酶為血紅素蛋白、牛血清白蛋白、葡萄糖氧化酶、辣根過氧化物酶、半乳糖苷酶、漆酶、木質素過氧化物酶、錳過氧化物酶、脂肪酶中的一種或其中任意多種的混合物。

6.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，所述充分溶解混合均勻的步驟包括多元醇水溶液或聚乙二醇水溶液中添加多巴胺和生物酶后在室溫25 ℃或冷卻到4 ℃，輕柔地混合1～10分鐘。

7.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（3）中，所述內芯紡絲液的流速為0.3～1.0 mL/h，外殼紡絲液的流速為1.0～3.0mL/h；所述施加電壓為10～25 kV，紡絲端和接收端距離為10～30 cm；所述的旋轉輥筒的轉速為100～2000 RPM。

8.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述弱堿性緩沖液為磷酸鹽緩沖溶液、三羥甲基氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液或磷酸氫二鈉-檸檬酸緩沖溶液 ，其pH值為7.0～8.5，摩爾濃度為0.01～0.2 M；所述浸泡時間為1～24小時。

9.根據權利要求1所述的一種中空納米纖維內部固定化生物酶的制備方法，其特征在于，步驟（4）中，所述的內部修飾固定生物酶的功能化中空納米纖維的外徑為300～5000nm，內徑為200～4000 nm。