本文關鍵詞：脂肪酶的界面活化及固定化酶膜反應器的構建，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：酶固定化技術是實現(xiàn)酶重復使用和穩(wěn)定性改善的有效手段。脂肪酶作為一類重要的水解酶,能夠催化多種反應并在酶膜反應器領域具有廣闊應用前景,其固定化研究極具現(xiàn)實意義。由于固定化酶的活性與載體息息相關,如何通過控制載體表面性質(zhì)來提高固定化脂肪酶的活性一直是脂肪酶固定化領域的研究熱點。為了得到高效固定化脂肪酶,酶與載體之間的作用機制研究必不可少。本論文旨在系統(tǒng)性探索Candida rugosa旨肪酶(CRL)在載體上的“界面活化”行為,發(fā)掘載體與CRL相互作用規(guī)律,描述CRL在親疏水性質(zhì)不同的載體上的固定狀態(tài)和活性,為構建高效脂肪酶固定化催化／分離系統(tǒng)提供理論支持。具體研究工作主要圍繞以下幾個方面展開：1、采用硫-金體系混合自組裝法構筑十二烷基硫醇和11-巰基-1-十一醇混合單分子層,通過耗散型石英晶體微天平技術實時監(jiān)測CRL在單分子層上的吸附過程,深入探討CRL與親疏水性質(zhì)不同的表面之間的相互作用,揭示CRL的活化和變形行為。研究發(fā)現(xiàn)疏水性較強的載體有助于打開CRL的“蓋子”并誘導其呈現(xiàn)穩(wěn)定的活化構象；而在親水性較強的載體上固定化酶易于變形和聚集。2、分別制備丙烯腈/丙烯酸正丁酯、丙烯腈/丙烯酸月桂酯以及丙烯腈/丙烯酸十八酯共聚物納米纖維膜并吸附CRL,探討疏水鏈段長度以及疏水基團含量對固定化酶載酶量及活性的影響。研究發(fā)現(xiàn),對于同一個載體,提高載酶量會降低固定化酶的活性；而載體中疏水基團的增多有利于穩(wěn)定酶分子的構象,使得固定化酶活性降低的趨勢減緩。借助表面活性劑Triton X-100活化酶溶液中的自由酶并將這些活化了的自由酶進行固定化,證實提高載體的疏水程度有利于CRL活化構象的穩(wěn)定。3、構建CRL固定化聚砜梯度中空纖維膜反應器,用動態(tài)過濾的方式固定CRL；以酶催化三乙酸甘油酯水解的反應作為模型研究該酶膜反應器的服役性能,并考察了基膜孔徑、傳質(zhì)阻力以及以及操作條件(壓力、底物濃度和溫度)對酶膜反應器效率的影響。在最佳條件下,酶膜反應器活性高達1.07×104 U/g。
【關鍵詞】：脂肪酶 界面活化 活性 膜 酶膜反應器
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：Q814
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-15
• 第一章 緒論15-45
• 1.1 酶膜反應器15-18
• 1.1.1 酶與酶催化15-16
• 1.1.2 酶膜反應器的基本概念16
• 1.1.3 反應器類型16-18
• 1.2 酶的膜固定化18-34
• 1.2.1 固定化酶的性質(zhì)18-19
• 1.2.2 固定化方法的影響19-22
• 1.2.3 膜材料的影響22-26
• 1.2.4 膜結構的影響26-30
• 1.2.5 蛋白質(zhì)與載體相互作用表征手段30-34
• 1.3 脂肪酶的膜固定化34-41
• 1.3.1 脂肪酶簡介34-36
• 1.3.2 脂肪酶的“界面活化”及“構象重排”36-39
• 1.3.3 活性測定方法39-40
• 1.3.4 膜固定化方法40-41
• 1.4 課題提出41-43
• 1.5 研究內(nèi)容與實驗方案43-45
• 1.5.1 脂肪酶在自組裝單分子層模型表面固定化研究43
• 1.5.2 脂肪酶在丙烯腈/丙烯酸酯共聚物納米纖維膜上的固定化研究43
• 1.5.3 脂肪酶固定化中空纖維膜反應器的構建及應用基礎研究43-45
• 第二章 實驗部分45-65
• 2.1 實驗原料45-47
• 2.2 實驗儀器設備47-49
• 2.3 脂肪酶在自組裝單分子層模型表面固定化研究49-52
• 2.3.1 自組裝單分子層的構建49-50
• 2.3.2 Candida rugosa脂肪酶(CRL)固定化過程50
• 2.3.3 QCM-D實時監(jiān)測固定化酶催化水解三乙酸甘油酯過程50
• 2.3.4 固定化酶活性檢測50-51
• 2.3.5 自組裝單分子層表征51
• 2.3.6 酶固定化單分子層表征51-52
• 2.4 脂肪酶在丙烯腈/丙烯酸酯共聚物納米纖維膜上的固定化研究52-59
• 2.4.1 溶液聚合法合成丙烯腈/丙烯酸酯共聚物52-53
• 2.4.2 丙烯腈/丙烯酸酯共聚物納米纖維膜的制備53
• 2.4.3 脂肪酶在丙烯腈/丙烯酸酯共聚物納米纖維膜上的固定53
• 2.4.4 載酶量的測定53-55
• 2.4.5 脂肪酶活性的測定55-57
• 2.4.6 丙烯腈/丙烯酸酯共聚物的表征57-58
• 2.4.7 丙烯腈/丙烯酸酯共聚物納米纖維膜的表征58-59
• 2.5 脂肪酶固定化中空纖維膜反應器的構建及應用基礎研究59-65
• 2.5.1 中空纖維膜反應器的構建59
• 2.5.2 脂肪酶固定化59-60
• 2.5.3 固定化酶膜反應器催化三乙酸甘油酯(TA)的水解60-61
• 2.5.4 表征手段61-65
• 第三章 脂肪酶在自組裝單分子層模型表面固定化研究65-93
• 3.1 引言65-66
• 3.2 自組裝單分子層(SAMs)的構筑66-69
• 3.2.1 SAMs的靜態(tài)水接觸角測定66-67
• 3.2.2 SAMs的組成分析67-68
• 3.2.3 SAMs的形貌表征68-69
• 3.3 CRL吸附固定化過程研究69-79
• 3.3.1 載體親疏水性對CRL親和性的影響69-73
• 3.3.2 CRL吸附固定化行為研究73-79
• 3.4 固定化CRL形貌觀察79-83
• 3.4.1 原子力顯微鏡79-82
• 3.4.2 成像XPS82-83
• 3.5 固定化CRL二級結構分析83-85
• 3.6 固定化CRL催化動力學研究85-91
• 3.7 本章小結91-93
• 第四章 脂肪酶在丙烯腈/丙烯酸酯共聚物納米纖維膜上的固定化研究93-115
• 4.1 引言93-94
• 4.2 丙烯腈/丙烯酸酯共聚物的合成94-97
• 4.2.1 FT-IR數(shù)據(jù)94-95
• 4.2.2 ~1H NMR數(shù)據(jù)95
• 4.2.3 不同丙烯酸正丁酯含量的PAN-C4合成95-97
• 4.2.4 丙烯酸酯含量類似的丙烯腈/丙烯酸酯共聚物合成97
• 4.3 共聚物親疏水性能測定97-99
• 4.4 丙烯腈/丙烯酸酯聚合物納米纖維膜99-103
• 4.4.1 納米纖維膜的形貌99-100
• 4.4.2 納米纖維膜的親疏水性測定100-101
• 4.4.3 納米纖維膜的表面組成分析101-103
• 4.5 疏水組分含量對CRL固定化的影響103-106
• 4.6 疏水組分鏈長對CRL固定化的影響106-109
• 4.7 疏水組分含量及鏈長對CRL“打開”構象的影響109-113
• 4.7.1 Triton X-100對自由酶的影響109-111
• 4.7.2 疏水組分含量對CRL“打開”構象的影響111-112
• 4.7.3 疏水組分鏈長對CRL“打開”構象的影響112-113
• 4.8 本章小結113-115
• 第五章 脂肪酶固定化中空纖維膜反應器的構建及應用基礎研究115-133
• 5.1 引言115-116
• 5.2 膜孔尺寸對CRL固定化效果的影響116-125
• 5.2.1 中空纖維膜的參數(shù)116-120
• 5.2.2 CRL固定化120-125
• 5.3 膜孔尺寸對反應器運行效率的影響125-127
• 5.4 底物流向對反應器運行效率的影響127-128
• 5.5 操作條件對反應器效率的影響128-131
• 5.5.1 壓力的影響128-129
• 5.5.2 底物濃度的影響129
• 5.5.3 反應溫度的影響129-131
• 5.6 反應器的重復使用性能研究131
• 5.7 本章小結131-133
• 全文總結133-135
• 論文主要創(chuàng)新點135-136
• 不足與展望136-137
• 參考文獻137-157
• 附錄Ⅰ 脂肪酶固定化兩相納米纖維膜反應器的構建及其應用研究157-175
• 1 引言157-158
• 2 實驗原料與步驟158-161
• 2.1 實驗原料158
• 2.2 電紡纖維膜的制備158
• 2.3 兩相酶膜反應器的構建以及CRL固定化158-159
• 2.4 脂肪酶載酶量的確定159
• 2.5 反應器效率的研究159-161
• 3 結果與討論161-170
• 3.1 纖維直徑對載酶量的影響161-162
• 3.2 纖維直徑對反應器效率的影響162-164
• 3.3 萃取相溶液對反應器效率的影響164-166
• 3.4 萃取相pH對反應器效率的影響166
• 3.5 反應溫度對反應器效率的影響166-167
• 3.6 纖維間傳質(zhì)阻力對反應器效率的影響167
• 3.7 固定化CRL催化行為討論167-168
• 3.8 反應器的連續(xù)工作效率168-169
• 3.9 反應器的重復使用性能169-170
• 4 結論170
• 5 參考文獻170-175
• 作者簡歷175-176

  本文關鍵詞：脂肪酶的界面活化及固定化酶膜反應器的構建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：453037