[發(fā)明專利]一種共價有機(jī)骨架封裝酶的制備方法

有效

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• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113308457B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王魯良;楊曉帥;孫舒揚(yáng);柳全文;劉玉申;劉芳潔;胡振華
• 申請（專利權(quán)）人: 魯東大學(xué)
• 主分類號: C12N11/082
• 分類號: C12N11/082;C12N9/08;C12N9/04
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 毛毛

本發(fā)明公開了一種共價有機(jī)骨架封裝酶的制備方法，將聚乙烯聚吡咯烷酮保護(hù)的酶溶液先與醛基配體溶液混合，再與氨基配體溶液混合，離心，所得沉淀為價有機(jī)骨架封裝酶。所述的醛基配體為1,3,5?三醛基均苯三酚，所述的氨基配體為聯(lián)苯二胺。本發(fā)明方法采用一步合成法制備共價有機(jī)骨架封裝酶，其操作簡單、重復(fù)性好、穩(wěn)定性高。相比傳統(tǒng)固定化酶方法，本發(fā)明制備的晶態(tài)多孔共價有機(jī)骨架，能夠克服傳統(tǒng)酶固定造成的酶活性位點(diǎn)保留不完全的缺點(diǎn)。本發(fā)明的共價有機(jī)骨架封裝酶可以增強(qiáng)游離酶的環(huán)境耐受性，提高游離酶的回收率和循環(huán)利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種共價有機(jī)骨架封裝酶的制備方法。

背景技術(shù)

酶是一類具有催化效率高、選擇性好、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的天然生物催化劑，大部分為蛋白質(zhì)，在食品、醫(yī)藥、化工和環(huán)境領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。環(huán)境條件影響酶的穩(wěn)定性和活性，酶可以在室溫、適中的pH、水介質(zhì)等溫和的條件下表現(xiàn)較高的催化活性。傳統(tǒng)的酶固定化技術(shù)是通過吸附、包埋、共價結(jié)合和交聯(lián)等物理或化學(xué)方法，在一定程度上提高了游離酶的環(huán)境穩(wěn)定性、回收率和循環(huán)利用率，但仍然存在不可忽視弊端，如酶固定不牢造成回收率低；酶活性位點(diǎn)未完全保留導(dǎo)致酶活性低等。因此迫切需要新固定方法以解決上述問題，多孔納米材料原位封裝酶是一種基于納米材料自組裝將酶封裝在納米材料形成的空腔內(nèi)部，納米材料通過這種封裝方式保留了酶的活性位點(diǎn)，不影響酶的活性，同時納米材料的多孔性有助于催化過程的傳質(zhì)效率，縮短酶反應(yīng)時間。

Tp基共價有機(jī)骨架COFs材料是一種新型多孔納米材料，有高的比表面積、可調(diào)的多孔結(jié)構(gòu)、良好的化學(xué)與熱穩(wěn)定性，可以在溶液中自組裝形成有序的晶態(tài)結(jié)構(gòu)，目前已廣泛應(yīng)用于氣體吸附分離、催化、儲能和傳感等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種共價有機(jī)骨架封裝酶的制備方法。

具體技術(shù)方案如下：

一種共價有機(jī)骨架封裝酶的制備方法，其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，通過一步合成法，將聚乙烯聚吡咯烷酮保護(hù)的酶溶液先與醛基配體溶液混合，再與氨基配體溶液混合，離心，所得沉淀為價有機(jī)骨架封裝酶。

酶溶液、醛基配體和氨基配體添加順序不能改變。

本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)酶固定化技術(shù)的不足，利用新材料-亞胺類共價有機(jī)骨架材料的高比表面積、可調(diào)的多孔結(jié)構(gòu)以及良好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，通過原位自組裝的合成方法，將酶封裝在晶態(tài)多孔的共價有機(jī)骨架空腔內(nèi)，晶態(tài)多孔共價有機(jī)骨架作為固定化酶載體，能夠克服傳統(tǒng)酶固定造成的酶活性位點(diǎn)保留不完全的缺點(diǎn)，同時可以增強(qiáng)游離酶的環(huán)境耐受性，提高游離酶的回收率和循環(huán)利用率。

進(jìn)一步，所述的酶為葡萄糖氧化酶和/或辣根過氧化物酶。

進(jìn)一步，所述的醛基配體為1,3,5-三醛基均苯三酚，所述的氨基配體為聯(lián)苯二胺。

再進(jìn)一步，所述的制備方法包括如下步驟：

(1)將酶溶解于緩沖溶液中，得酶溶液；

(2)向步驟(1)獲得的酶溶液中加入聚乙烯聚吡咯烷酮，攪拌均勻，得混合液A；

(3)將1,3,5-三醛基均苯三酚溶解于無水乙醇中，得溶液A；

(4)將步驟(3)獲得的溶液A與步驟(2)獲得的混合液A混合，攪拌0.5～2h，得混合液B；

(5)將聯(lián)苯二胺溶解于無水乙醇中，得溶液B；

(6)將步驟(5)獲得的溶液B與步驟(4)獲得的混合液B混合，攪拌0.5～12h，得混合液C；

(7)將步驟(6)獲得的混合液C離心，得沉淀，干燥后即為共價有機(jī)骨架封裝酶。

具體地，步驟(6)獲得的混合液C中，酶的終濃度為1～500μg/mL，優(yōu)選為100μg/mL。