[發(fā)明專利]基于金屬有機框架材料包埋碳酸酐酶的Pickering微囊的制備及應用

有效

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• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113337497B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 石家福;陳裕;趙陽
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;B01D53/86;B01D53/85;B01D53/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種基于金屬有機框架材料包埋碳酸酐酶的Pickering微囊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、通過仿生礦化的方式將CA酶進行原位包埋，調控Zn²⁺和有機配體的比例制備得到CA@ZIF-L顆粒，制備過程是：室溫下，用磁力攪拌器以攪拌速度為600-800r/min將摩爾濃度為5:8的Zn(NO₃)₂·6H₂O與2-甲基咪唑有機配體水溶液按1:10的體積比相混合，將混合后的溶液按照體積比為11:1添加到質量體積濃度為5-15mg/mL的CA水溶液中，繼續(xù)攪拌20-30min，將得到的懸濁液在離心機下離心水洗3次，凍干12個小時得到CA@ZIF-L顆粒；

分別以PLGA和DNA為調節(jié)劑，利用靜電引力對固體CA的表面進行修飾，所述PLGA和DNA中的羧基對Zn²⁺的競爭配位作用，使得復合材料形態(tài)演變出現缺陷結構，從而形成PLGA-CA@ZIF-8顆粒和DNA-CA@ZIF-8顆粒；

以PLGA為調節(jié)劑，利用靜電引力對固體CA的表面進行修飾，從而形成PLGA-CA@ZIF-8顆粒的過程是：將固體CA分散到濃度為2-60mg/ml的PLGA水溶液中，其中，固體CA與PLGA水溶液的質量體積比為2mg/ml，以轉速為600-800r/min攪拌10-20s后，分別加入摩爾濃度為1:12的乙酸鋅和2-甲基咪唑有機配體水溶液，將所得的溶液老化4h，而后經過高速離心、水洗、超聲收集到的產物即為PLGA-CA@ZIF-8顆粒；

以DNA為調節(jié)劑，利用靜電引力對固體CA的表面進行修飾，從而形成DNA-CA@ZIF-8顆粒的過程是：將固體CA分散到濃度為2-60mg/ml的DNA水溶液中，其中，固體CA與DNA水溶液的質量體積比為2mg/ml，以轉速為600-800r/min攪拌10-20s后，分別加入摩爾濃度為1:12的乙酸鋅和2-甲基咪唑有機配體水溶液，將所得的溶液老化4h，而后經過高速離心、水洗、超聲收集到的產物即為DNA-CA@ZIF-8顆粒；

步驟二、以Tris-HCl緩沖液為水相，以十六烷為油相；調控水油相體積比20：(1-8)分別放置于多個玻璃反應器中；將步驟一制備得到的CA@ZIF-L顆粒、PLGA-CA@ZIF-8顆粒和DNA-CA@ZIF-8顆粒按照5-15mg的質量范圍分別各自加入到上述的一個玻璃反應器中，劇烈搖動1-2min將顆粒與油水相混合，靜置后，所得微囊即為W/O型Pickering微囊。

2.根據權利要求1所述的Pickering微囊的制備方法，其特征在于，離心水洗的工藝條件是：轉速8000-10000r/min，時間4min；凍干溫度為-40oC。

3.根據權利要求1所述的Pickering微囊的制備方法，其特征在于，高速離心的工藝條件是：轉速為8000～10000r/min，離心時間為5min；超聲的頻率為30～50kHz。

4.根據權利要求1所述的Pickering微囊的制備方法，其特征在于，步驟二中，Tris-HCl緩沖液的摩爾濃度為50mM，pH?6.8。

5.一種基于金屬有機框架材料包埋碳酸酐酶的Pickering微囊的應用，其特征在于，按照權利要求1所述的制備方法得到的Pickering微囊包括Pickering?CA@ZIF-L微囊，Pickering?PLGA-CA@ZIF-8微囊和Pickering?DNA-CA@ZIF-8微囊；將上述的Pickering微囊用于CO₂轉化，分別進行CaCO₃沉淀反應性能測試，設CO₂的通氣流速是50ml/min，通氣時間為5min，所得沉淀質量為12-15mg。