為了構(gòu)建出有序的多酶催化體系,實(shí)現(xiàn)多酶的高效協(xié)同催化,受DNA堿基互補(bǔ)配對(duì)原則的啟發(fā),通過RAFT活性聚合的方法設(shè)計(jì)合成了兩種多功能的星型聚合物,依靠材料本身的定位特性實(shí)現(xiàn)了多酶有序定位組裝,為有序多酶體系的構(gòu)建提供了一種新思路。通過“先臂”法合成了基于功能性單體丙烯酸-N-琥珀酰亞胺和1-金剛烷基丙烯酰胺的多功能星型聚合物。通過對(duì)交聯(lián)劑加入量的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)星型聚合物粒徑及均一性的控制。以此為載體構(gòu)筑了辣根過氧化物酶分布于內(nèi)層,β-環(huán)糊精修飾后的葡萄糖氧化酶組裝于外層的多酶有序納米顆粒體系。該多酶體系的熱穩(wěn)定性得到了一定程度的提高。除此之外,其米氏常數(shù)Km值從2.18mM降低至了0.39mM,表現(xiàn)出優(yōu)異的底物親和性。更驚喜地發(fā)現(xiàn)β-環(huán)糊精修飾后的酶,其活性得到了提高。更進(jìn)一步,采用“先核”法策略,通過表面引發(fā)RAFT活性聚合的方法將該兩種功能性單體在磁性微球表面進(jìn)行嵌段生長,同樣地,構(gòu)筑了辣根過氧化物酶和葡萄糖氧化酶的多酶體系。除了方便回收之外,該體系表現(xiàn)出優(yōu)異的操作穩(wěn)定性。重復(fù)使用8次之后,多酶體系催化活性仍保留原始活力的67.21%。

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 生物催化
    1.2 多酶組裝體系
        1.2.1 化學(xué)交聯(lián)的多酶體系
        1.2.2 金屬-有機(jī)框架為載體的多酶聚集體
        1.2.3 聚合物介導(dǎo)的多酶組裝體系
        1.2.4 以蛋白質(zhì)為支架的多酶體系
        1.2.5 DNA支架組裝有序的多酶體系
    1.3 星型聚合物體系
        1.3.1 RAFT活性自由基聚合
        1.3.2 星型聚合物的合成策略
    1.4 論文的選題思路及主要研究內(nèi)容
第二章 “先臂”法合成多功能星型聚合物納米顆粒
    2.1 引言
    2.2 材料與儀器
        2.2.1 藥品與試劑
        2.2.2 主要儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 1-金剛烷基丙烯酰胺(ADAM)的合成
        2.3.2 RAFT試劑(BSPA)的合成
        2.3.3 聚(N-異丙基丙烯酰胺-co-金剛烷基丙烯酰胺)大分子RAFT試劑的合成
        2.3.4 聚(N-異丙基丙烯酰胺-co-金剛烷基丙烯酰胺)-b-(N-異丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸-N-琥珀酰亞胺)的合成
        2.3.5 以P(NIPAM-co-ADAM)-b-(NIPAM-co-NHSMA)為“臂”的星型聚合物合成
    2.4 表征方法
        2.4.1 分子結(jié)構(gòu)的表征
        2.4.2 聚合物分子量及多分散系數(shù)表征
        2.4.3 聚合物及星型聚合物的動(dòng)態(tài)粒徑表征
        2.4.4 星型聚合物的形貌表征
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 ADAM的合成
        2.5.2 BSPA的合成
        2.5.3 P(NIPAM-co-ADAM)大分子RAFT試劑及P(NIPAM-co-ADAM)-b-(NIPAM-co-NHSMA)的合成
        2.5.4 星型聚合物的合成
    2.6 本章小結(jié)
第三章 “先核”法合成基于磁球的多功能星型聚合物體系
    3.1 引言
    3.2 材料與儀器
        3.2.1 藥品與試劑
        3.2.2 主要儀器
    3.3 實(shí)驗(yàn)方法
        3.3.1 NHS-PABTC RAFT試劑的合成
        3.3.2 磁性微球的合成
        3.3.3 磁性微球的表面修飾
        3.3.4 多功能嵌段共聚物P(NIPAM-co-NHSMA)-block-P(NIPAM-co-ADAM)在磁性微球表面的活性聚合生長
    3.4 表征方法
        3.4.1 分子結(jié)構(gòu)的表征
        3.4.2 磁性微球的熱重分析
        3.4.3 磁性微球的動(dòng)態(tài)粒徑及Zeta電位表征
        3.4.4 磁性微球的表面元素分析
        3.4.5 磁性微球的形貌表征
        3.4.6 游離聚合物分子量及多分散系數(shù)的表征
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 PABTC及NHS-PABTC RAFT試劑的合成
        3.5.2 Fe₃O₄@SiO₂-PABTC的合成
        3.5.3 多功能嵌段共聚物P(NIPAM-co-NHSMA)-block-P(NIPAM-co-ADAM)在磁性微球表面的活性聚合生長
    3.6 本章小結(jié)
第四章 構(gòu)建基于多功能星型聚合物的多酶有序體系
    4.1 引言
    4.2 材料與儀器
        4.2.1 藥品與試劑
        4.2.2 主要儀器
    4.3 實(shí)驗(yàn)方法
        4.3.1 β-環(huán)糊精的巰基改性
        4.3.2 以SPDP分子為偶聯(lián)中間體制備β-CD修飾的酶分子
        4.3.3 β-CD-NHS的合成
        4.3.4 用β-CD-NHS制備環(huán)糊精修飾的酶分子
        4.3.5 以“先臂”法合成的星型聚合物為載體制備多酶復(fù)合體
        4.3.6 以“先核”法合成的星型聚合物磁性微球?yàn)檩d體制備多酶復(fù)合體
        4.3.7 酶活及動(dòng)力學(xué)測定
        4.3.8 多酶體系的熱穩(wěn)定性測定
        4.3.9 多酶催化的最優(yōu)溫度和pH的測定
    4.4 表征方法
        4.4.1 分子結(jié)構(gòu)的表征
        4.4.2 激光共聚焦
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 β-CD的巰基改性
        4.5.2 以SPDP分子為偶聯(lián)中間體制備β-CD修飾的酶分子
        4.5.3 β-CD-NHS的合成及酶分子的修飾
        4.5.4 以“先臂”法合成的星型聚合物為載體制備多酶復(fù)合體
        4.5.5 以“先核”法合成的星型聚合物磁性微球?yàn)檩d體制備多酶復(fù)合體
    4.6 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 文章的創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 存在的問題與可持續(xù)性研究
參考文獻(xiàn)
致謝
研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
作者和導(dǎo)師簡介
附件



本文編號(hào)：3777494