隨著納米技術(shù)和生物技術(shù)的發(fā)展,將納米顆粒材料與天然酶結(jié)合起來(lái)構(gòu)建納米雜化酶,可以解決酶的負(fù)載量低、活性和穩(wěn)定性不好等問題.目前,新型納米顆粒材料-納米金被廣泛應(yīng)用于構(gòu)建雜化酶體系.我們將從納米金雜化酶的種類、制備方法、優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用等方面對(duì)納米金雜化酶的研究進(jìn)展進(jìn)行概述. 

【文章來(lái)源】：分子催化. 2020,34(03)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

漆酶吸附前(a)和后(b)的SEM圖像[22]

此外, 納米金的粒徑大小和吸附時(shí)間對(duì)脂肪酶-納米金生物復(fù)合材料的穩(wěn)定性和可重用性有很大影響. Du等[25]通過物理吸附法合成了脂肪酶-納米金生物復(fù)合體, 用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)脂肪酶負(fù)載前和后納米金的形態(tài)和組成進(jìn)行了表征. 研究還評(píng)價(jià)了脂肪酶-納米金生物復(fù)合材料的可重用性, 粒徑為35 nm的納米金合成的脂肪酶-納米金生物復(fù)合材料, 在吸附時(shí)長(zhǎng)分別經(jīng)過72和84 h后進(jìn)行10次循環(huán)反應(yīng), 催化活性無(wú)變化, 而吸附時(shí)長(zhǎng)為60 h的復(fù)合物在進(jìn)行6次循環(huán)反應(yīng)后催化活性顯著下降, 原因可能是弱鍵和不定向連接導(dǎo)致生物復(fù)合材料的催化效率低、 穩(wěn)定性差, 亦或是大部分脂肪酶只吸附在納米金的外表面, 而不是包裹在孔隙中, 在循環(huán)使用過程中導(dǎo)致穩(wěn)定性差. 粒徑為100 nm的納米金合成的脂肪酶-納米金生物復(fù)合材料, 吸附時(shí)長(zhǎng)分別經(jīng)過60、 72和84 h后進(jìn)行循環(huán)反應(yīng), 催化活性均表現(xiàn)出顯著的下降, 這可能是由于脂肪酶從粒徑較大的納米金中浸出, 活性喪失.2.2 共價(jià)耦合法(covalent coupling)

有研究表明, 共價(jià)耦合法制備的酶-納米金生物復(fù)合物不僅在多次循環(huán)后可以保留較高的初始催化活性, 而且可以提高催化反應(yīng)速率. Yang等[27]提出利用共價(jià)耦合法構(gòu)建脂肪酶-納米金生物復(fù)合材料, 先用α-硫辛酸激活納米金表面, 再用NHS碳酸鹽激活, 通過共價(jià)鍵耦合獲得脂肪酶-納米金生物復(fù)合材料(圖4). 然后通過傅里葉變換紅外光譜圖像對(duì)游離脂肪酶和脂肪酶-納米金生物復(fù)合體進(jìn)行觀察分析, 結(jié)果顯示在1600～1700 cm-1范圍內(nèi)的帶可歸因于脂肪酶的一個(gè)氨基的吸光度, 脂肪酶-納米金復(fù)合物樣品也顯示出相同的吸光度峰值, 這證明了脂肪酶在納米金上成功結(jié)合. 接著研究了共價(jià)耦合和物理吸附兩種制備方法對(duì)脂肪酶-NPG生物復(fù)合材料的催化活性和穩(wěn)定性的影響. 當(dāng)脂肪酶通過共價(jià)耦合與納米金連接時(shí), 其殘留活性占其初始活性的85%以上, 說明該生物復(fù)合物具有良好的可重用性, 而經(jīng)物理吸附制備的脂肪酶-納米金催化活性明顯降低, 10次重復(fù)使用后殘留活性僅保持60%. 對(duì)于儲(chǔ)存穩(wěn)定性, 共價(jià)耦合法30 d后催化活性下降很小, 而物理吸附法活性在同一時(shí)期下降到50%. 分析其原因, 雖然Au-S共價(jià)反應(yīng)存在于物理吸收過程中, 但吸附和電等物理效應(yīng)在24 h內(nèi)起著關(guān)鍵作用. 事實(shí)上, 脂肪酶的一小部分懸浮在載體表面, 再加上脂肪酶與納米金之間的薄弱連接, 導(dǎo)致了脂肪酶的浸出, 儲(chǔ)存穩(wěn)定性下降.圖4 納米金-酶生物復(fù)合物制備的原理圖[27]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]銅離子配位甲烷氧化菌素功能化納米金模擬過氧化物酶的研究[J]. 李春雨,辛嘉英,林惠穎,張悅,夏春谷.  分子催化. 2017(05)
[2]納米金催化的綠色合成與清潔反應(yīng)研究新進(jìn)展[J]. 李舒爽,陶磊,張奇,劉永梅,曹勇.  物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)



本文編號(hào)：3565056