固定化酶技術(shù)作為酶工程的重要內(nèi)容越來越受到人們的關(guān)注。固定化酶易分離回收,可重復(fù)利用,相比于游離酶,具有成本低,穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)。在復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)上,大多數(shù)產(chǎn)物生產(chǎn)需要多酶聯(lián)合使用來實(shí)現(xiàn)。本文研究了一種以多孔材料作為載體,共固定化葡萄糖氧化酶（GOD）和過氧化氫酶（CAT）的固定化酶,實(shí)現(xiàn)了催化氧化葡萄糖生產(chǎn)葡萄糖酸的工藝過程。研究?jī)?nèi)容主要包括多孔材料的制備及優(yōu)化,載體材料表面修飾方案的優(yōu)化,GOD和CAT共固定化過程的優(yōu)化,以及共固定化酶的酶學(xué)性質(zhì)研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件,以甲基丙烯酸縮水甘油酯為單體,通過懸浮聚合反應(yīng),制備甲基丙烯酸縮水甘油酯（PGMA）多孔材料。通過調(diào)節(jié)制備轉(zhuǎn)速及致孔劑配方,獲得一系列粒徑和孔徑的多孔載體,用于酶蛋白吸附和酶活測(cè)定。通過一系列表征手段分析得出,載體小球表面孔隙均勻,大小適中;載體平均粒徑介于0.5～1 mm,平均孔徑介于100～250 nm;當(dāng)制備轉(zhuǎn)速為500 rpm,油相和水相比例為1:1.5,致孔劑配方為甲苯/納米碳酸鈣時(shí),固定化酶蛋白吸附量和相對(duì)酶活最高。通過對(duì)比四種載體表面修飾方式,包括乙二胺處理、等離子處理、先乙二胺后等離子處理、先等離子后乙二胺... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

等離子儀裝置處理PGMA的過程

齊魯工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文11第2章多孔載體PGMA的制備2.1引言載體材料的選擇是決定酶固定化效果的關(guān)鍵因素，不同的酶往往都需要找尋與各自相容性更合適的固定化材料。YindianWang等[44]采用可見光引發(fā)接枝聚合的方法，在低密度的聚乙烯薄膜上制備出多層的膜結(jié)構(gòu)，并用此材料固定化β-葡萄糖苷酶和纖維素酶，與單一纖維素酶體系和分別的β-葡萄糖苷酶/纖維素酶固定化體系相比，雙酶體系的催化活性分別提高了82%和20%；彭益強(qiáng)等[45]將羰基還原酶和甲酸脫氫酶共價(jià)固定化SiO2納米粒子上，并利用該固定化酶連續(xù)催化β-羥基苯乙酮制備（R）-苯基乙二醇，經(jīng)過12批次的反應(yīng)，產(chǎn)物累積量達(dá)35.6g/L；HepzibaSuganth等[46]將脂肪酶和蛋白酶共固定化在各種表面功能化的磁性納米顆粒上，用于水產(chǎn)加工固體廢物的水解，獲得的固定化多酶對(duì)廢物中的蛋白和脂肪轉(zhuǎn)化率達(dá)50%~80%。PGMA是GMA聚合而成的一種多孔樹脂材料，其表面高活性環(huán)氧基可轉(zhuǎn)化為羥基、胺基、羧基、季銨基、鹵素基等基團(tuán)。在工業(yè)上常應(yīng)用于在水處理、涂料、改性劑和阻燃劑；在生物技術(shù)上，常用于催化劑載體、藥物和基因傳遞、結(jié)合以及傳感器等方面。傳統(tǒng)的聚合方法包括分散聚合、乳液聚合、懸浮聚合和無皂乳液聚合等。甲基丙烯酸縮水甘油酯的結(jié)構(gòu)式為如圖2.1。圖2.1甲基丙烯酸縮水甘油酯結(jié)構(gòu)式Fig.2.1Structuralformulaofglycidylmethacrylate懸浮聚合制備PGMA是指在引發(fā)劑存在下，單體發(fā)生自由聚合的方法。典型的懸浮聚合反應(yīng)體系一般在聚合反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行，單體與分散劑混合后懸浮于水中，

第2章多孔載體PGMA的制備14圖2.2PGMA懸浮聚合裝置圖Fig.2.2ThesuspensionpolymerizationdeviceofPGMA2.2.4分析方法利用掃描電子顯微鏡對(duì)不同孔徑載體表面進(jìn)行觀察。2.3結(jié)果與分析2.3.1制備轉(zhuǎn)速的影響在懸浮聚合法制備PGMA過程中，影響反應(yīng)速率和穩(wěn)定性，產(chǎn)物形態(tài)和產(chǎn)率的主要因素之一是攪拌強(qiáng)度。在實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的懸浮聚合裝置中，采用通過調(diào)節(jié)攪拌槳的轉(zhuǎn)速來控制PGMA載體的粒徑和孔徑大小，將攪拌槳轉(zhuǎn)速梯度設(shè)置為200rpm，350rpm，500rpm和650rpm轉(zhuǎn)，并且在不同轉(zhuǎn)速條件下，得到了粒徑不等的均勻載體小球。經(jīng)試驗(yàn)研究表明，攪拌轉(zhuǎn)速越低，載體粒徑越大，表面越不均勻；攪拌轉(zhuǎn)速越高，載體粒徑越小，甚至顆粒破碎。在獲得了不同粒徑分布的載體小球后，將小球分別進(jìn)行固定化，并將這些不同粒徑的固定化酶分別進(jìn)行了酶活測(cè)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2.3所示。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，在500rpm條件下固定化酶的相對(duì)酶活最高，直觀的從小球粒徑和表面平滑程度來看，在聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)速為500rpm的條件下，載體小球顆粒大小適中，表面均勻，沒有破損，是有利于酶在載體表面的吸附和結(jié)合的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3133918