固定化核酸酶P1酶膜反应器的研究与应用

摘要

酶膜反应器作为新兴的多学科交叉研究领域，将生物酶的高催化活性与分离膜的选择透过性结合起来，实现了反应与分离的同步进行，具有很高的效率。本论文采用课题组自主研发的耐高温特种工程树脂——含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮(PPESK)制备的中空纤维超滤膜设计了固定化酶膜反应器，对其进行了系统的研究，并对其在5'-核苷酸生产中的应用进行了考察。主要内容如下： 1.实验考察了固定化核酸酶P1的部分酶学性质。结果表明：固定化核酸酶P1的最适pH值为5.4，比游离酶的最适pH值提高了0.2个单位，而且固定化酶有更好的pH稳定性；固定化酶的最适温度为70℃，比游离酶提高了10℃，而且热稳定性也有大幅度的提高，70℃温浴4h仍有30％以上的酶活力；一定剂量的zn2+对核酸酶P1的酶活性有激活或强化的作用，但如果剂量过大会引起酶的失活。 2.研究了固定化条件的优选，考察了酶液浓度、明胶浓度、戊二醛浓度、固定化时间、固定化温度等因素对固定化酶活力的影响，通过实验数据，得出固定化的最佳条件是：酶液浓度为200mg·L-1，pH为5.2，固定温度为35℃，固定时间为30min。 3.研究了IEMR的酶解工艺。考察了反应温度、时间、压力、pH值、Zn2+浓度、底物浓度、载酶量等因素对IEMR工作性能的影响。结果表明，在65℃、表压0.1MPa、pH为5.4、Zn2+浓度为0.0006mol·L-1、底物浓度为2％、载酶量为200mg·L-1的条件下工作5小时IEMR的催化水解转化率可达85％左右。 4.考察了IEMR的膜污染情况，分析了膜污染的原因，采用的膜清洗条件为：60℃质量体积分数为2％的NaOH溶液，在表压0.1MPa下反向清洗30min，通量恢复率达到90％以上；还考察了IEMR的重复使用性。实验表明:重复使用第二次所得到的转化率最高，实验重复4次后，最高转化率仅下降了7％，说明IEMR的重复使用性能较好，满足工业生产需求。

目录

文摘

英文文摘

声明

引 言

1 文献综述

1.1 膜反应器

1.2 酶的膜固定化

1.3 酶膜反应器

1.4 核酸酶P1的研究进展

1.5 选题依据和研究内容

2 固定化核酸酶P1的部分酶学性质研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4小结

3 固定化酶膜的制备与性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4小结

4 固定化酶膜反应器制备5'-核苷酸的研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

结 论

参考文献

附录A 本论文中常用的缩写及意义

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢