PP无纺布枝接芦荟大黄素及其固定木瓜蛋白酶的研究

摘要

聚丙烯无纺布是一种由丙烯聚合，熔体纺丝的非针织布状物，拥有较大的表面积，对于反应物或产物之质阻力甚小，机械强度佳等特点，在酶的固定化方向有很大的应用前景。而芦荟大黄素是一种蒽醌类的化合物，广泛存在于如芦荟和大黄等植物中，具有抗菌和抗病毒等作用，因此可被应用到改制的抗菌材料当中。本文应用芦荟大黄素将芦荟大黄素枝接于聚丙烯无纺布表面，对其进行表征，测定其抗菌性能和对木瓜蛋白酶固定情况。
　　本文以聚丙烯无纺布作为载体，利用戊二醛和聚乙烯亚胺吸附-共价方式，经过美拉德反应(Millard reaction)生成席夫碱（Schiff base）结构，有效地将芦荟大黄素枝接在聚丙烯无纺布上。芦荟大黄素枝接在聚丙烯无纺布上有效地修饰了其表面带有羰基基团。通过FTIR和SEM进行表征，进一步说明了芦荟大黄素有效地枝接于聚丙烯无纺布表面。以戊二醛浓度、戊二醛反应时间和聚乙烯亚胺浓度三个因素进行单因素实验和响应面分析。结果表明，最佳枝接条件为:戊二醛浓度为24.35 mg/mL，戊二醛处理时间为122.52 min，聚乙烯亚胺浓度为7.67 mg/mL，聚乙烯亚胺处理时间为40 min，此条件下得到的枝接率为67.26％。
　　枝接芦荟大黄素的聚丙烯无纺布通过抑菌圈法、浊度法和菌落数法进行抗菌试验，结果表明，枝接芦荟大黄素聚丙烯无纺布是非释出型的抗菌材料，其对金黄色葡萄球菌的抑菌率为61.49％，对大肠杆菌的抑菌率为34.40％，对白色念珠菌的抑菌率为58.46％。因此枝接芦荟大黄索的聚丙烯无纺布抗菌效果大小为:金黄色葡萄球菌＞白色念珠菌＞大肠杆菌。通过扫描电镜结果表明，枝接芦荟大黄素聚丙烯无纺布对于细菌具有吸附作用，因此作为抗菌材质吸附细菌具有良好的应用前景。
　　以木瓜蛋白酶作为生物蛋白分子，利用共价结合方式在芦荟大黄素聚丙烯无纺布载体上进行固定化，对固定化木瓜蛋白酶进行FTIR和SEM表征说明其固定情况，探索了木瓜蛋白酶的最佳固定化条件，并且比较固定化酶和游离酶的性质差异，考察固定化条件对固定效率的影响，研究固定化的木瓜蛋白酶的性质和稳定性。结果表明，得到木瓜蛋白酶的固定率为19.28％;在酶浓度为1.66 mg/mL，时间为16h，pH为7.2时，其酶活为10.78 U/mg，酶活性回收率为37.32％，以芦荟大黄素聚丙烯无纺布载体固定的木瓜蛋白酶催化活性中心并没有改变;在最佳条件固定木瓜蛋白酶条件下，固定化酶相对于游离酶的最适pH向酸性方向偏离了0.4个单位、最适反应温度提高了20℃;固定化木瓜蛋白酶有更耐碱性环境的能力，更耐受温度对活性的影响，并在储存稳定性上储存30 d后仍然保持61％的相对活性和在经过4次使用后仍然具有活性。因此表明了枝接芦荟大黄素的聚丙烯无纺布是木瓜蛋白酶良好的固定载体。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 无纺布的研究现状

1．1．1 无纺布概况

1．1．2 无纺布改性方法

1．2 芦荟大黄素研究现状

1．2．1 芦荟大黄素概括

1．2．2 芦荟大黄素的作用

1．3 固定化酶研究现状

1．3．1 固定化酶简介

1．3．2 酶固定化的方法

1．3．3 固定化酶的载体

1．4 木瓜蛋白酶研究进展

1．4．1 木瓜蛋白酶概况

1．4．2 木瓜蛋白酶应用

1．4．3 木瓜蛋白酶固定化

1．5 研究内容与研究意义

第二章 芦荟大黄素枝接于聚丙烯无纺布的研究

2．1 引言

2．2 实验材料与仪器

2．2．1 材料

2．2．2 仪器

2．3 实验方法

2．3．1 实验材料准备

2．3．2 芦荟大黄素枝接于聚丙烯无纺布方法

2．3．3 芦荟大黄素含量及其与聚丙烯无纺布枝接率的测定

2．3．4 聚丙烯无纺布枝接芦荟大黄素前后红外测试

2．3．5 聚丙烯无纺布枝接芦荟大黄素前后扫描电子显微镜测试

2．3．6 聚丙烯无纺布枝接芦荟大黄条件响应面优化

2．4 结果与分析

2．4．1 聚丙烯无纺布枝接芦荟大黄素的反应过程

2．4．2 聚丙烯无纺布枝接芦荟大黄素的反应机理

2．4．3 评价芦荟大黄素枝接率分析

2．4．3 AE-PP无纺布的FTIR分析

2．4．4 AE-PP无纺布的SEM分析

2．4．5 AE-PP无纺布形成条件的响应面分析

2．5 本章小结

第三章 AE-PP无纺布的抗菌研究

3．1 引言

3．2 实验材料与仪器

3．2．1 材料

3．2．2 仪器

3．3 实验方法

3．3．1 抗菌试验的准备

3．3．2 抑菌圈法抗茵试验

3．3．3 浊度法抗菌试验

3．3．4 菌落数法抗菌试验

3．3．5 SEM对细菌附着的初步探讨

3．4 结果与分析

3．4．1 抑菌圈法抗茵分析

3．4．2 浊度法抗菌分析

3．4．3 菌落数法抗菌分析

3．4．4 SEM对细菌附着分析

3．5 本章小结

第四章 AE-PP无纺布固定化木瓜蛋白酶的研究

4．1 引言

4．2 实验材料与仪器

4．2．1 材料

4．2．2 仪器

4．3 实验方法

4．3．1 实验相关溶液的配制

4．3．2 木瓜蛋白酶的固定化

4．3．3 木瓜蛋白酶固定率的测定

4．3．4 固定化木瓜蛋白酶结构表征

4．3．5 木瓜蛋白酶活性的测定

4．3．6 固定化条件对固定化酶活性的影响

4．3．7 固定化木瓜蛋白酶的性能分析

4．4 结果与分析

4．4．1 固定化木瓜蛋白酶表征分析

4．4．2 木瓜蛋白酶的固定率分析

4．4．3 固定化木瓜蛋白酶活性分析

4．4．4 固定化条件对固定化酶活性的影响

4．4．5 固定化木瓜蛋白酶的最适反应pH和最适反应温度分析

4．4．6 固定化木瓜蛋白酶的pH稳定性

4．4．7 固定化木瓜蛋白酶的热稳定性

4．4．8 固定化木瓜蛋白酶的储存稳定性

4．4．9 固定化木瓜蛋白酶的操作稳定性

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

声明

致谢