發(fā)布時間：2022-08-09 18:17

　　酶是一種重要的生物催化劑,它是由生物體產(chǎn)生的具有高效和專一催化功能的蛋白質(zhì)或RNA,在精細化工和制藥工業(yè)等領域展現(xiàn)出較高的應用價值和潛力。生物酶催化的優(yōu)點包括表現(xiàn)在底物的專一性、反應的高效性以及反應條件的溫和性,符合綠色化學產(chǎn)業(yè)升級的發(fā)展趨勢。然而,由于其化學本質(zhì),生物酶具有明顯的缺點,包括酶穩(wěn)定性差、難回收（溶于水）、需要價格昂貴的輔酶因子等。酶的固定化技術可以克服上述缺點,目前用于酶固定化的材料大致可以分為三類:無機載體、高分子載體以及復合載體。金屬-有機框架（MOFs）是一種典型的復合材料,它是由有機配體和金屬離子或團簇通過配位鍵自組裝形成的具有分子內(nèi)孔隙的有機-無機雜化材料。近年來,金屬有機框架作為一種新材料,廣泛應用于酶蛋白分子的固定。酶-MOFs復合材料按制備方法主要分為:共價連接法、表面附著法、孔隙吸附封裝法和共沉淀法。腈水合酶是微生物降解腈類物質(zhì)代謝途徑中的關鍵酶,催化腈類化合物（-CN）生成酰胺化合物（-CONH₂）,作為一類重要的工業(yè)酶催化劑已成功應用于丙烯酰胺、煙酰胺和5-氰基戊酰胺等大宗化學品的規(guī)模生產(chǎn)。煙酰胺屬于B族維生素（V_b... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 生物催化
        1.1.1 酶概述
        1.1.2 酶催化在有機合成中的應用
    1.2 酶的固定化
        1.2.1 酶固定化的概述
        1.2.2 酶固定化的方法
    1.3 金屬有機框架固定酶
        1.3.1 金屬有機框架材料
        1.3.2 金屬有機框架固定酶的方法
    1.4 腈水合酶與煙酰胺
        1.4.1 腈水合酶簡介
        1.4.2 煙酰胺的應用
    1.5 課題研究思路和研究內(nèi)容
        1.5.1 課題研究意義
        1.5.2 課題研究思路
        1.5.3 課題研究內(nèi)容
2 金屬框架材料ZIF-67的制備及結構表征
    2.1 前言
    2.2 實驗材料
        2.2.1 實驗儀器
        2.2.2 實驗試劑
    2.3 實驗方法
        2.3.1 試劑配制
        2.3.2 鈷離子與2-甲基咪唑摩爾比研究
        2.3.3 培養(yǎng)溫度對ZIF-67納米材料合成的影響
        2.3.4 ZIF-67納米材料的制備
        2.3.5 ZIF-67納米材料酸堿穩(wěn)定性研究
        2.3.6 ZIF-67納米材料結構穩(wěn)定性研究
        2.3.7 ZIF-67納米材料結構表征
    2.4 結果與分析
        2.4.1 鈷離子與2-甲基咪唑摩爾比研究
        2.4.2 培養(yǎng)溫度對ZIF-67納米材料合成的影響
        2.4.3 ZIF-67 納米材料的TEM表征
        2.4.4 ZIF-67 納米的熱重分析(TGA)
        2.4.5 ZIF-67納米材料的氮氣吸脫附分析表征
        2.4.6 ZIF-67 納米材料的紅外分析(FT-IR)
        2.4.7 ZIF-67的酸堿穩(wěn)定性
        2.4.8 金屬有機框架材料ZIF-67結構穩(wěn)定性
    2.5 小結
3 腈水合酶@ZIF-67復合催化劑的制備和結構表征
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 菌種和質(zhì)粒
        3.2.2 實驗試劑
        3.2.3 實驗儀器
    3.3 實驗方法
        3.3.1 培養(yǎng)基配置
        3.3.2 實驗試劑配置
        3.3.3 菌體的收集與細胞破碎
        3.3.4 重組NHase1229的誘導表達
        3.3.5 腈水合酶的純化
        3.3.6 腈水合酶電泳樣品的制備
        3.3.7 蛋白質(zhì)濃度的測定
        3.3.8 2-甲基咪唑和鈷離子濃度對腈水合酶活力的影響
        3.3.9 酶濃度對腈水合酶@ZIF-67復合催化劑制備的影響
        3.3.10 腈水合酶@ZIF-67復合催化劑的制備
        3.3.11 腈水合酶@ZIF-67復合催化劑活力的測定
        3.3.12 腈水合酶@ZIF-67復合催化劑表征
    3.4 結果與分析
        3.4.1 重組腈水合酶的誘導表達和純化
        3.4.2 2-甲基咪唑和鈷離子濃度對腈水合酶活力的影響
        3.4.3 酶蛋白濃度對腈水合酶@ZIF-67復合催化劑制備的影響
        3.4.4 腈水合酶@ZIF-67復合催化劑的表征
    3.5 小結
4 腈水合酶@ZIF-67復合催化劑的應用評價
    4.1 前言
    4.2 材料與儀器
        4.2.1 主要的質(zhì)粒與載體
        4.2.2 主要的實驗試劑
        4.2.3 主要的實驗器材
    4.3 實驗方法
        4.3.1 培養(yǎng)基配置
        4.3.2 試劑配置
        4.3.3 菌體的收集與細胞破碎
        4.3.4 腈水合酶的純化
        4.3.5 腈水合酶電泳樣品的制備
        4.3.6 蛋白質(zhì)濃度的測定
        4.3.7 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑的制備
        4.3.8 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑活力的測定
        4.3.9 薄層色譜分析法
        4.3.10 NHase1229@ZIF-67 催化劑的酶學性質(zhì)表征
        4.3.11 NHase1229@ZIF-67 催化劑動力學參數(shù)測定
        4.3.12 底物濃度對NHase1229@ZIF-67 催化劑活力的影響
        4.3.13 NHase1229@ZIF-67 催化劑重復利用的測定
        4.3.14 分批補料方式制備煙酰胺
    4.4 結果與分析
        4.4.1 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑的最適反應溫度
        4.4.2 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑的最適反應p H
        4.4.3 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑的熱穩(wěn)定性
        4.4.4 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑動力學參數(shù)
        4.4.5 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑的重復利用
        4.4.6 底物濃度對催化反應的影響
        4.4.7 NHase1229@ZIF-67 復合催化劑分批補料結果
    4.5 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
附錄 NHase1229基因序列
作者簡介
專利(申請中)
攻讀碩士學位期間主要科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Preparation and Characterization of Poly（vinyl alcohol）/ZIF-8 Porous Composites by Ice-templating Method with High ZIF-8 Loading Amount[J]. Xuan-He Yang,Yan-Qing Yao,Mu-Hua Huang,Chun-Peng Chai.  Chinese Journal of Polymer Science. 2020(06)
[2]正己烷/異辛烷在沸石咪唑酯骨架材料（ZIFs）上的動態(tài)吸附性能研究[J]. 范偉,陳樂,張致慧,何明陽.  離子交換與吸附. 2013(06)
[3]金屬有機框架化合物在非均相催化反應中的應用[J]. 劉兵,介素云,李伯耿.  化學進展. 2013(01)
[4]固定化酶制備及應用的研究進展[J]. 譚碧君.  上海畜牧獸醫(yī)通訊. 2011(01)
[5]MOF基上創(chuàng)立活性位的方法及其催化應用[J]. 劉麗麗,張鑫,徐春明.  化學進展. 2010(11)
[6]新型金屬-有機骨架配位聚合物（MOF）的研究進展[J]. 楊捷,沈磊.  化學工程師. 2009(12)
[7]葡萄糖氧化酶氧速率法測定血糖[J]. 陳波,黃海櫻,李惠芳,吳曉蔓.  中國煤炭工業(yè)醫(yī)學雜志. 2002(07)

博士論文
[1]磁性可再生載體的制備及其固定化糖化酶研究[D]. 趙光輝.蘭州大學 2011

碩士論文
[1]新型金屬有機框架材料固載酶生物微反應器的設計及應用[D]. 溫莉茵.北京化工大學 2017
[2]金屬有機框架材料（MOFs）的制備及其固定化黃豆環(huán)氧化物水解酶的研究[D]. 岳東梅.華南理工大學 2015



本文編號：3673045