勃姆石溶胶凝胶法固定化酶的研究

摘要

溶胶-凝胶法因具备制备工艺简单、条件温和等特点，成为研究者青睐的酶固定化方法之一。目前，溶胶凝胶法一般利用有机醇盐或者金属醇盐水解包埋酶，使用最多的是硅基材料。由于醇盐价格昂贵，并且在反应中产生醇，对酶分子的结构造成破坏，所以限制了该法的工业应用。与硅基材料相比，铝基材料具备更大的表面积和更强的机械性能等特点，在固定化酶领域具有潜在的应用前景。其中，勃姆石作为一种常用的铝基材料具有很好的应用价值，至今尚未见到关于勃姆石固定化酶的报道。
　　为了开发新型的固定化酶载体材料，本研究以铝酸钠作为前驱体通过溶胶-凝胶法制备了勃姆石，并将其作为载体应用于酶固定化。首先利用SEM、TEM、XRD、FTIR、TGA、BET等表征手段对其结构、形貌和物理化学性质进行了一系列研究。然后，采用溶胶凝胶法将模型酶蛋白（过氧化氢酶CAT）包埋于勃姆石载体中，对固定化酶的包埋率、包埋机理和催化特性进行研究。
　　其次，利用勃姆石包埋醇脱氢酶（YADH），并将其应用于CO2到甲醇的转化过程中。实验表明，勃姆石能够高效固定化YADH，并且保护了YADH的催化活性。但是，固定化YADH泄漏率较高，重复使用稳定性差，不易回收。
　　第三，为了解决勃姆石的泄漏率高和回收难问题，制备了海藻酸-勃姆石杂化凝胶微球，用SEM、XPS、BET等手段对其结构、形貌和物理化学等性质进行了表征，并考察了固定化酶的泄漏率、催化特性以及回收难易等特性。结果表明，与勃姆石和海藻酸相比，海藻酸-勃姆石杂化凝胶微球中的酶泄漏率降低了很多。海藻酸-勃姆石杂化凝胶微球固定化YADH的温度、酸碱、存储和重复使用稳定性均较勃姆石或海藻酸固定化YADH有了显著提高。

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前 言

第一章 文献综述

1.1 固定化酶研究进展

1.2 溶胶凝胶法固定化酶的研究

1.3 勃姆石固定化酶的研究

1.4 本论文的主要研究思路

第二章 实验部分

2.1 引言

2.2 材料与仪器

2.3 实验方法及设计

第三章 勃姆石溶胶凝胶法固定化酶

3.1 引言

3.2 表征结果及分析

3.3 固定化CAT

3.4 小结

第四章 海藻酸-勃姆石杂化载体固定化酶

4.1 引言

4.2 勃姆石固定化YADH

4.3 海藻酸-勃姆石杂化载体固定化YADH

4.4 小结

第五章 结论与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢