磁性納米材料具有比表面積大、結(jié)合位點多和易分離等優(yōu)點,是固定化酶的重要載體之一。本學位論文綜述了磁性納米材料的制備、表面修飾,及功能化磁性納米材料在固定化酶領(lǐng)域的研究進展。在此基礎(chǔ)上,提出了本學位論文的設(shè)計思路和選題指導(dǎo)思想。研究工作主要針對目前載體對酶固載量低和功能化單一等問題,設(shè)計并制備了一系列基于功能化磁性納米材料的固定化酶體系。主要研究工作如下：(1)GO-CS-Fe3O4磁性納米載體的制備及其固定化酶研究采用溶劑熱法制備了一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的磁性石墨烯-殼聚糖復(fù)合材料(GO-CS-Fe3O4)。該復(fù)合材料集石墨烯、殼聚糖和Fe304三者的優(yōu)點于一體,具有比表面積大、表面官能團多和磁響應(yīng)性快等特點。復(fù)合材料表面的氨基與戊二醛和氯乙酸鈉進一步發(fā)生反應(yīng),合成表面帶有醛基或螯合官能團的功能化磁性納米載體,為固定化酶提供了不同的活性官能團。以該功能化磁性納米材料作為載體,分別用吸附法、共價法和螯合法固定化脂肪酶。實驗結(jié)果表明,通過螯合法制備的固定化酶,相對于另外兩種固定化酶,具有更短的固定化時間和更高的固載量。證明固定化方式在很大程度上直接影響固定化酶的負載量及催化能力。(2)層層自組裝...

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 文獻綜述及選題指導(dǎo)思想
    1.1 固定化酶研究概述
    1.2 磁性納米材料的制備
        1.2.1 共沉淀法
        1.2.2 熱分解法
        1.2.3 微乳液法
        1.2.4 溶劑熱法
    1.3 磁性納米粒子的功能化
        1.3.1 有機小分子功能化
            1.3.1.1 硅
            1.3.1.2 鄰苯二酚型配位
            1.3.1.3 羧基化改性
            1.3.1.4 磷酸化改性
        1.3.2 無機材料功能化
            1.3.2.1 碳包裹
            1.3.2.2 二氧化硅包裹
            1.3.2.3 金包裹
        1.3.3 有機分子包裹
            1.3.3.1 表面活性劑
            1.3.3.2 聚合物
    1.4 功能化MNPs固定化酶的國內(nèi)外研究進展
        1.4.1 共價固定化法
        1.4.2 物理固定化法
    1.5 選題指導(dǎo)思想及研究意義
    參考文獻
第二章 氨基功能化的GO-CS-Fe₃O₄的制備及其固定化酶研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要實驗原料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 氧化石墨烯(GO)的制備以及純化
        2.2.4 氧化石墨烯-殼聚糖(GO-CS)復(fù)合物的制備
        2.2.5 磁性氧化石墨烯-殼聚糖(GO-CS-Fe₃O₄)復(fù)合物的制備
        2.2.6 用戊二醛(GA)或金屬螯合配體對GO-CS-Fe₃O₄復(fù)合物進行修飾
        2.2.7 固定化脂肪酶
        2.2.8 脂肪酶活力測定
        2.2.9 酶的催化性質(zhì)研究
            2.2.9.1 pH和溫度對脂肪酶活力的影響
            2.2.9.2 熱穩(wěn)定性和重復(fù)使用性
    2.3 實驗結(jié)果
        2.3.1 磁性復(fù)合材料的制備及表征分析
        2.3.2 固定化酶的制備及條件優(yōu)化
        2.3.3 固定化酶的催化性質(zhì)研究
            2.3.3.1 催化反應(yīng)的最佳pH值和最佳溫度
            2.3.3.2 熱穩(wěn)定性及重復(fù)使用性
    2.4 小結(jié)
    參考文獻
第三章 層層自組裝構(gòu)建新型殼聚糖/糖化酶多層包裹的磁性微球
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要實驗原料
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 醛基功能化的磁性Fe₃O₄納米粒子的制備
        3.2.4 磁性殼聚糖/糖化酶多層包裹的納米粒子的制備
        3.2.5 糖化酶活力測定
        3.2.6 固定化酶的性質(zhì)
            3.2.6.1 pH和溫度對酶活力的影響
            3.2.6.2 熱穩(wěn)定性和重復(fù)使用性
    3.3 實驗結(jié)果
        3.3.1 磁性殼聚糖/糖化酶多層包裹的生物催化劑的制備和表征
        3.3.2 雙分子膜層數(shù)對Fe₃O₄@(CS/GA)_n活性的影響
        3.3.3 Fe₃O₄@(CS/GA)₅的催化性質(zhì)
            3.3.3.1 催化反應(yīng)的最佳pH值和最佳溫度
            3.3.3.2 熱穩(wěn)定性及重復(fù)使用性
    3.4 小結(jié)
    參考文獻
第四章 功能化磁性聚苯乙烯的制備及其可逆固定化酶研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 主要實驗原料
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 制備聚苯乙烯微球(PS)
        4.2.4 聚苯乙烯微球的表面功能化
            4.2.4.1 聚苯乙烯微球的乙酰化
            4.2.4.2 二乙醇胺(DEA)的化學改性
            4.2.4.3 聚苯乙烯微球的二次乙�；�
        4.2.5 三種功能化聚苯乙烯微球的制備
        4.2.6 磁性聚苯乙烯微球的制備
        4.2.7 固定化糖化酶的制備
        4.2.8 酶的催化性能研究
        4.2.9 載體的再生性研究
    4.3 實驗結(jié)果
        4.3.1 磁性功能化聚苯乙烯微球的制備及表征分析
        4.3.2 固定化酶的制備及條件優(yōu)化
        4.3.3 固定化酶的催化性質(zhì)研究
            4.3.3.1 催化反應(yīng)的最佳溫度和最佳pH值
            4.3.3.2 熱穩(wěn)定性
            4.3.3.3 載體的再生重復(fù)使用性
    4.4 小結(jié)
    參考文獻
第五章 介孔MCNCs的制備及其固定化酶研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 主要實驗原料
        5.2.2 實驗儀器
        5.2.3 制備羧基功能化介孔MCNCs
        5.2.4 介孔MCNCs的氨基功能化
        5.2.5 氨基功能化介孔MCNCs固定化糖化酶的制備
        5.2.6 羧基功能化介孔MCNCs固定化糖化酶的制備
        5.2.7 酶的催化性質(zhì)研究
    5.3 實驗結(jié)果
        5.3.1 介孔MCNCs的制備與表征
        5.3.2 固定化酶的制備及條件優(yōu)化
        5.3.4 固定化酶的催化性質(zhì)研究
            5.3.4.1 最佳pH值和最佳溫度
            5.3.4.2 熱穩(wěn)定性及重復(fù)使用性
    5.4 小結(jié)
    參考文獻
第六章 溫度敏感型磁性聚合物微囊的制備及其固定化酶研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 主要實驗原料
        6.2.2 實驗儀器
        6.2.3 Fe₃O₄納米粒子的制備
        6.2.4 磁性Fe₃O₄@SiO₂微球的制備及表面改性
        6.2.5 磁性Fe₃O₄@SiO₂@PNIPAM微球的制備
        6.2.6 磁性Fe₃O₄@PNIPAM微囊的制備
        6.2.7 固定化脂肪酶及活力的測定
        6.2.8 酶的催化性質(zhì)研究
        6.2.9 固定化酶中酶的釋放實驗
        6.2.10 熒光染料對脂肪酶的標記
    6.3 實驗結(jié)果
        6.3.1 磁性聚合物微囊的制備及表征分析
        6.3.2 固定化酶的制備及條件優(yōu)化
        6.3.3 用熒光顯微鏡觀察固定化酶
        6.3.4 固定化酶的催化性質(zhì)研究
            6.3.4.1 最佳pH值和最佳溫度
            6.3.4.2 熱穩(wěn)定性及重復(fù)使用性
            6.3.4.3 酶的釋放實驗
    6.4 小結(jié)
參考文獻
主要結(jié)論
在學期間研究成果
致謝



本文編號：3802285