[發(fā)明專利]以磁性淀粉為載體的固定化酶制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111153509.6
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113789320A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 畢艷紅;李明依;王朝宇;張睿;季青霞;趙祥杰;鄧思洋
• 申請（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N9/20;C12N9/76;C01G49/08;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 廖娜;李鋒

本發(fā)明涉及固定化酶領(lǐng)域，公開了一種以磁性淀粉為載體的固定化酶制備方法，向磁性Fe₃O₄納米粒子水溶液中加入可溶性淀粉，持續(xù)攪拌后，冷卻至室溫得沉淀，經(jīng)多次洗滌沉淀后冷凍干燥得磁性淀粉納米粒子；向所述磁性淀粉納米粒子中加入磷酸緩沖液A和戊二醛，于室溫下交聯(lián)后多次洗滌獲得沉淀，然后加入磷酸緩沖液B及游離酶液，固定化期間不停攪拌，固定化結(jié)束后將體系冷卻至室溫獲取沉淀，冷凍干燥即得磁性淀粉納米粒子固定化酶。通過本發(fā)明制備的磁性淀粉納米粒子固定化酶粒徑小、酶活高，具有比游離酶更好的熱穩(wěn)定及pH穩(wěn)定性，并具有較好的有機溶劑耐受性，將其用于相應(yīng)的酶催化反應(yīng)，體現(xiàn)出了具有較好的催化活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料領(lǐng)域，特別涉及一種以磁性淀粉為載體的固定化酶制備方法。

背景技術(shù)

酶是一類具有高效性、高專一性等特點的生物催化劑，它可以在生物體內(nèi)和體外進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，但游離酶在與自然環(huán)境分離后結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、作用范圍狹窄、對微量抑制劑較為敏感，嚴(yán)重阻礙了酶的工業(yè)化應(yīng)用。因此，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的要求，通過技術(shù)手段，提高酶的穩(wěn)定性和環(huán)境耐受性，實現(xiàn)酶的回收利用成了研究的熱點。

TRY及TLL被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物等領(lǐng)域，但游離酶存在在有機溶劑體系中易失活，反應(yīng)過后難與底物分離，且不可循環(huán)利用等局限，因此選擇一種生物相容性較好的載體對其進(jìn)行固定化是解決上述問題的有效途徑之一。

利用化學(xué)或物理的方法，將游離酶固定在載體的表面或內(nèi)部，以此對酶進(jìn)行固定化是提高游離酶的穩(wěn)定性和環(huán)境耐受性的有效方法。載體材料是決定固定化酶催化活性的一個關(guān)鍵部分，對酶的結(jié)構(gòu)也有著深遠(yuǎn)的影響。磁性Fe₃O₄納米粒子尺寸微小，可提供較高的比表面積，是近年來作為固定化酶載體的研究熱點，但高表面能納米顆粒在沒有任何表面保護(hù)的情況下容易發(fā)生團聚，要保持磁性納米顆粒的特異性，就需要對其進(jìn)行表面保護(hù)，使其不會在空氣中聚集和氧化。

磁性納米粒子作為一種新型材料被廣泛應(yīng)用，其比表面積大，分離簡單，因此也成為固定化酶載體的候選材料，但若將其直接用作載體往往會導(dǎo)致酶固定化效率不高。為了增強固定化過程中載體對酶的親和力，往往需要對其表面進(jìn)行修飾，使其具有更多的活性基團。淀粉分子結(jié)構(gòu)中含有豐富的羥基基團，具有良好的親水性和可修飾性能，是修飾包覆Fe₃O₄納米粒子的良好生物材料。其作為Fe₃O₄表面改性劑己經(jīng)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、核磁共振等領(lǐng)域材料的制備。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的游離酶在與自然環(huán)境分離后結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、作用范圍狹窄、對微量抑制劑較為敏感，不適于工業(yè)化應(yīng)用的問題，本發(fā)明提供一種以磁性淀粉為載體的固定化酶制備方法，所得到的固定化酶相比游離酶具有粒徑小、酶活回收率高、可重復(fù)利用、耐有機溶劑及熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性好等優(yōu)點。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種以磁性淀粉為載體的固定化酶制備方法，包括如下步驟：磁性淀粉納米粒子的制備：向磁性Fe₃O₄納米粒子水溶液中加入可溶性淀粉，于80~110°C下持續(xù)攪拌0.5~3.0 h后，冷卻至室溫得沉淀，經(jīng)多次洗滌沉淀后冷凍干燥得磁性淀粉納米粒子；磁性淀粉納米粒子固定化酶的制備：向所述磁性淀粉納米粒子中加入磷酸緩沖液A和戊二醛，于室溫下交聯(lián)0.5~4.0 h后多次洗滌獲得沉淀，然后加入磷酸緩沖液B及游離酶液，于20~55 °C固定化1.0~10.0h，期間不停攪拌，固定化結(jié)束后將體系冷卻至室溫獲取沉淀，冷凍干燥即得磁性淀粉納米粒子固定化酶。

優(yōu)選地，所述磁性Fe₃O₄納米粒子與可溶性淀粉的質(zhì)量比為6:1~2:1。