本文關(guān)鍵詞：基于金屬有機(jī)配位作用酶固定化載體設(shè)計(jì)與制備，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：以自然界中普遍存在的金屬有機(jī)配位作用為基礎(chǔ),耦合多酚類物質(zhì)的多功能性,設(shè)計(jì)制備了多種固定化酶載體,使固定化酶保持高活性的同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性,系統(tǒng)考察了金屬有機(jī)配位在載體形成過程中的作用以及對(duì)載體結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下:第一部分,基于兒茶酚與鈦離子和海藻酸與鈣離子兩種配位作用制備了雙交聯(lián)凝膠球。合成的兒茶酚改性海藻酸能同時(shí)螯合Ti4+和Ca2+離子。鈦離子配位提高了鏈間作用力,抑制了凝膠溶脹并提高了凝膠的機(jī)械強(qiáng)度,使固定化酶具有較好的循環(huán)和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。第二部分,基于兒茶酚與鈦離子配位作用層層組裝得到雜化微囊。兒茶酚接枝率越高或組裝層數(shù)越多,形成的配合物就越多,微囊囊壁越厚,同時(shí)微囊的機(jī)械性能越高,熱穩(wěn)定性越好。酶可包埋于囊腔內(nèi),也可共價(jià)于囊壁表面。與游離酶相比,固定化酶具有較高pH和溫度穩(wěn)定性。第三部分,基于海藻酸與鈣離子配位作用,耦合模板介導(dǎo)下的界面反應(yīng),制備超薄含酶微囊,酶既是微囊的形成組分也是活性組分。利用與鈣離子配位,將改性海藻酸組裝于碳酸鈣模板表面�？疾烊コ０暹^程中,微囊內(nèi)壓力變化�？疾觳煌笓诫s量對(duì)微囊結(jié)構(gòu)和性能的影響。含酶微囊具有較高的生物活性,良好的抗pH和抗溫度變化穩(wěn)定性及長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存穩(wěn)定性。第四部分,基于兒茶酚與鋅離子配位作用耦合雙硬模板法,制備具有粗糙表面的超薄氧化鈦微囊。ZIF-8和碳酸鈣為硬模板分別調(diào)控囊壁和囊腔的結(jié)構(gòu)。兒茶酚與Zn2+配位作用確保了ZIF-8顆粒的組裝。微囊粗糙的表面利于底物吸附,確保了固定化酶對(duì)底物的親和性。氧化鈦微囊具有較高的機(jī)械穩(wěn)定性和抗菌特性,使固定化酶具有良好的循環(huán)和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。第五部分,基于兒茶酚改性明膠構(gòu)建含三種脫氫酶的微囊型多酶系統(tǒng)用于催化CO2轉(zhuǎn)化。三種酶分別包埋于囊腔,共價(jià)接枝于改性明膠層及包埋于氧化硅層。此多酶系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了:①根據(jù)酶活調(diào)控負(fù)載量,實(shí)現(xiàn)酶的充分利用;②各酶間隔距離在納米尺度,避免中間產(chǎn)物被主體溶液稀釋,使反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方移動(dòng);③微囊適宜的孔徑避免酶泄漏的同時(shí)促進(jìn)底物/產(chǎn)物的擴(kuò)散。因此,多酶系統(tǒng)具有較高的甲醇產(chǎn)率和選擇性。微囊較高的機(jī)械性能賦予多酶系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：金屬有機(jī)配位 多酚化學(xué) 層層組裝 仿生礦化 固定化酶
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O641.4;Q814.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-44
• 1.1 固定化酶研究進(jìn)展10-14
• 1.1.1 酶固定化方法與載體結(jié)構(gòu)10-11
• 1.1.2 酶固定化微環(huán)境與載體材料11-14
• 1.2 金屬有機(jī)配位作用14-28
• 1.2.1 金屬有機(jī)配位作用研究進(jìn)展15-24
• 1.2.2 金屬有機(jī)配位作用與載體制備24-28
• 1.3 多酚化學(xué)與固定化酶載體制備28-43
• 1.3.1 多酚自聚機(jī)理29-35
• 1.3.2 高分子的多酚功能化35-38
• 1.3.3 多酚化學(xué)與載體制備38-43
• 1.4 本論文的選題思路及主要工作43-44
• 第二章 金屬有機(jī)配位凝膠球用于固定化酶研究44-63
• 2.1 引言44
• 2.2 材料與方法44-48
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑44-45
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)和表征儀器45
• 2.2.3 兒茶酚改性海藻酸的合成（AlgDA）45-46
• 2.2.4 Ca-Alg、Ca-AlgPDA和Ca-Ti(AlgDA) 凝膠球的制備46
• 2.2.5 Ca-Alg、Ca-AlgPDA和Ca-Ti(AlgDA)凝膠球固定化YADH46
• 2.2.6 凝膠球的溶脹度和機(jī)械性能46-47
• 2.2.7 凝膠球固定化酶性能評(píng)價(jià)47
• 2.2.8 合成聚合物和凝膠球的表征47-48
• 2.3 結(jié)果與討論48-61
• 2.3.1 兒茶酚改性海藻酸的合成和表征（AlgDA）48-51
• 2.3.2 Ca-Alg、Ca-AlgPDA和Ca-Ti(AlgDA)凝膠球的制備和表征51-57
• 2.3.3 Ca-Alg、Ca-AlgPDA和Ca-Ti(AlgDA)固定化YADH57-61
• 2.4 小結(jié)61-63
• 第三章 金屬有機(jī)配位層層組裝雜化微囊用于固定化酶研究63-80
• 3.1 引言63
• 3.2 材料與方法63-67
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑63-64
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)和表征儀器64-65
• 3.2.3 改性海藻酸的合成（AlgDA）65
• 3.2.4 Ti(IV)-AlgDA雜化微囊制備65
• 3.2.5 Ti(IV)-AlgDA雜化微囊固定化CAT65-66
• 3.2.6 Ti(IV)-AlgDA雜化微囊固定化CAT性能評(píng)價(jià)66-67
• 3.2.7 Ti(IV)-AlgDA雜化微囊的表征67
• 3.3 結(jié)果與討論67-79
• 3.3.1 不同接枝率改性海藻酸的合成和表征67-68
• 3.3.2 Ti(IV)-AlgDA雜化微囊的制備和表征68-75
• 3.3.3 Ti(IV)-AlgDA微囊固定化CAT75-79
• 3.4 小結(jié)79-80
• 第四章 金屬有機(jī)配位及模板介導(dǎo)制備含酶微囊及其性能研究80-100
• 4.1 引言80
• 4.2 材料與方法80-84
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑80-81
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)和表征儀器81-82
• 4.2.3 含酶微囊的制備82
• 4.2.4 共沉淀效率、固定化效率和負(fù)載量82-83
• 4.2.5 酶活性、動(dòng)力學(xué)參數(shù)（Km和Vmax）和穩(wěn)定性83
• 4.2.6 含酶微囊的表征83-84
• 4.3 結(jié)果與討論84-98
• 4.3.1 含酶微囊的制備和表征84-94
• 4.3.2 含酶微囊的催化性能評(píng)價(jià)94-98
• 4.4 小結(jié)98-100
• 第五章 雙模板法制備超薄雜化微囊用于固定化酶研究100-122
• 5.1 引言100
• 5.2 材料與方法100-105
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑100-101
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)和表征儀器101-102
• 5.2.3 ZIF-8 納米顆粒的制備102
• 5.2.4 Z-TiO_2微囊的制備102-103
• 5.2.5 Z-TiO_2微囊固定化PGA103
• 5.2.6 固定化PGA性能評(píng)價(jià)103-104
• 5.2.7 微囊的表征104-105
• 5.3 結(jié)果與討論105-121
• 5.3.1 ZIF-8 納米顆粒的制備和表征105-107
• 5.3.2 Z-TiO_2微囊的合成和表征107-116
• 5.3.3 Z-TiO_2微囊固定化PGA的性能評(píng)價(jià)116-121
• 5.4 小結(jié)121-122
• 第六章 介孔超薄雜化微囊用于固定化多酶研究122-142
• 6.1 引言122
• 6.2 材料與方法122-127
• 6.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑122-123
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)和表征儀器123-124
• 6.2.3 兒茶酚改性明膠的合成（GelC）124-125
• 6.2.4 GelCSi雜化微囊的制備125
• 6.2.5 基于GelCSi微囊構(gòu)建多酶系統(tǒng)125
• 6.2.6 多酶催化轉(zhuǎn)化CO_2為甲醇125-127
• 6.2.7 GelC和GelCSi微囊的表征127
• 6.3 結(jié)果與討論127-141
• 6.3.1 兒茶酚改性明膠（GelC）的合成和表征127-130
• 6.3.2 GelCSi雜化微囊的合成和表征130-136
• 6.3.3 多酶系統(tǒng)的催化效率和穩(wěn)定性136-141
• 6.4 小結(jié)141-142
• 第七章 結(jié)論與展望142-145
• 7.1 結(jié)論142-143
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)143-144
• 7.3 展望144-145
• 參考文獻(xiàn)145-161
• 發(fā)表論文和科研情況說明161-163
• 致謝163-164

  本文關(guān)鍵詞：基于金屬有機(jī)配位作用酶固定化載體設(shè)計(jì)與制備，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：508734