本文關(guān)鍵詞：新型磁性納米材料的設(shè)計(jì)合成及固定化脂肪酶研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《蘭州大學(xué)》 2013年

新型磁性納米材料的設(shè)計(jì)合成及固定化脂肪酶研究

朱浩  

【摘要】：磁性納米材料具有高比表面積、特殊的磁性能、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性等特點(diǎn),近年來成為研究熱點(diǎn),廣泛應(yīng)用于生物合成、有機(jī)催化、藥物傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和環(huán)境治理等方面。設(shè)計(jì)合成具有獨(dú)特性能的新型磁性納米材料,用于脂肪酶的固定化研究,可以解決脂肪酶難以回收、無法重復(fù)使用等不足,拓展脂肪酶的使用范圍。本學(xué)位論文的主要研究成果如下： 1.溶劑熱合成單分散、功能化的磁性納米粒子及固定化脂肪酶研究 提出了一種簡(jiǎn)單高效的磁性納米粒子固定化豬胰脂肪酶的方法。通過溶劑熱還原法,合成了單分散的Fe3O4磁性納米粒子,經(jīng)過氨基硅烷偶聯(lián)劑表面改性后,用戊二醛共價(jià)偶聯(lián)固定化豬胰脂肪酶。采用SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等多種表征手段研究了Fe3O4磁性納米粒子的性質(zhì),制得的磁性納米粒子具有良好的單分散性和磁響應(yīng)性。進(jìn)一步探討了固定化酶的相關(guān)性能,制得的Fe3O4磁性納米粒子固定化酶的蛋白含量和活力回收分別可達(dá)120mg/g和54.8%,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和重復(fù)使用性,循環(huán)使用10次依然能夠保持初始活力的90%以上。本研究提供了一種簡(jiǎn)單高效、綠色經(jīng)濟(jì)的固定化酶方法,有望在酶固定化工程中得到廣泛應(yīng)用。 2.一步法合成水可分散、尺寸可控的磁性納米晶簇及固定化脂肪酶研究 通過溶劑熱還原反應(yīng)一步合成水可分散、尺寸可控、氨基或羧基官能化的Fe3O4磁性納米晶簇。出于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的目的,采用多巴胺和3,4-二羥基苯丙酸作為表面活性劑和功能化試劑。制得的磁性納米晶簇的形貌尺寸、化學(xué)組成和磁學(xué)性能等通過SEM、TEM、XRD、XPS、FT-IR、Raman、TGA、Zeta電位和VSM等表征方法測(cè)定。顆粒的大小可以通過改變表面活性劑的濃度在175-500nm范圍內(nèi)簡(jiǎn)單調(diào)控。此外,不同配比的乙二醇和二甘醇作為混合溶劑和還原劑用來獲得更小尺寸的顆粒。納米晶簇表現(xiàn)出優(yōu)異的磁性能和水相中良好的膠體穩(wěn)定性。為了評(píng)估制得的磁性納米晶簇在生物相關(guān)領(lǐng)域的適用性,將其用于玫瑰假絲酵母脂肪酶的固定化過程。與游離酶相比,固定化酶顯示了優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。這種新穎的合成策略可以簡(jiǎn)化反應(yīng)流程,為磁性納米晶簇在生物技術(shù)和有機(jī)催化領(lǐng)域提供了潛在的應(yīng)用。 3.多羥基還原法合成Fe3O4/Graphene雜化材料及固定化脂肪酶研究 通過多羥基還原法制備了Fe3O4/Graphene雜化材料并用于固定化豬胰脂肪酶的研究。運(yùn)用多種測(cè)試手段表征制得的Fe3O4/Graphene雜化材料。通過調(diào)節(jié)前驅(qū)物配比和優(yōu)化反應(yīng)條件,探討Fe3O4/Graphene雜化材料的性能對(duì)固定化脂肪酶活性的影響。結(jié)果表明,制得的Fe3O4/Graphene雜化材料具有良好的的磁響應(yīng)性、化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性。此外,Fe3O4/Graphene雜化材料固定化的豬胰脂肪酶具有優(yōu)異的催化活性和熱穩(wěn)定性能,并可通過外加磁場(chǎng)分離回收多次重復(fù)使用。進(jìn)一步研究了pH值、溫度和變性劑對(duì)固定化酶活性的影響。這種Fe3O4/Graphene雜化材料的合成為固定化酶研究領(lǐng)域開啟了一種獨(dú)特的綠色可持續(xù)發(fā)展的應(yīng)用途徑。 4. PAMAM樹狀分子修飾的磁性納米粒子的制備及固定化脂肪酶研究 通過溶劑熱法合成了粒徑均一、單分散良好的功能化Fe3O4磁性納米粒子。將PAMAM樹枝狀大分子共價(jià)接枝在Fe3O4磁性納米粒子的表面,制備了三代的PAMAM修飾的Fe3O4磁性納米載體,并通過SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等表征方法研究了材料的相關(guān)性能。將制得的三代磁性納米載體用戊二醛共價(jià)偶聯(lián)固定化玫瑰假絲酵母脂肪酶。研究了固定化酶的相關(guān)性質(zhì),如pH值、溫度和變性劑對(duì)固定化酶活性的影響。與游離酶相比,固定化酶顯示了優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和重復(fù)使用性。這種超支化策略改善了磁性納米粒子的表面性能,有效地提高了載體的功能化效率,有望在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TB383.1;O631.3
【目錄】：

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10 石若冰;單分散磁性納米粒子/微球的制備、表征與生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[D];天津大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程琴;磁性納米材料的制備及其在酚類化合物和三磷酸腺苷檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2012年

2 張靜;磁性納米材料的修飾及其在鉻的形態(tài)分析中的應(yīng)用研究[D];湖北師范學(xué)院;2011年

3 李中華;磁性納米材料的合成及其在分析中的應(yīng)用[D];河南師范大學(xué);2011年

4 郭磊;一種新型磁性納米材料對(duì)微量乳腺癌細(xì)胞富集的研究[D];華東理工大學(xué);2010年

5 黨永鋒;功能化納米材料用于痕量鎘離子的分析[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

6 王懿萱;功能化磁性納米材料在污染物去除和環(huán)境樣品分析中的應(yīng)用[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2012年

7 單小璇;磁性納米材料的化學(xué)法制備及性能研究[D];華南理工大學(xué);2011年

8 劉光;生物醫(yī)用磁性納米材料的制備及應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2011年

9 耿麗平;Fe_3O_4磁性納米材料的有機(jī)包覆[D];蘭州理工大學(xué);2010年

10 王慧;磁性納米材料在有機(jī)染料污染物去除中的應(yīng)用研究[D];西南大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：新型磁性納米材料的設(shè)計(jì)合成及固定化脂肪酶研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：225730