CN105907741A - 一种制备活性炭固定化脂肪酶的共价结合方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种共价结合法制备活性炭固定化脂肪酶的方法，属于纳米材料制备领域。该方法是将功能化的活性炭、纯化后的脂肪酶、2‑(N‑吗啉)乙磺酸(MES)、N‑羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基碳化二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)在室温条件下混合反应，实现了活性炭固定化脂肪酶的室温化学合成。本发明制备活性炭固定化脂肪酶的共价结合法具有操作简单、成本低、合成工艺简单等特点；且本发明制备的活性炭固定化脂肪酶具有大的比表面积和高的反应活性，将在催化、环境治理等领域具有潜在的应用前景。

Description

一种制备活性炭固定化脂肪酶的共价结合方法
技术领域
本发明涉及一种制备活性炭固定化脂肪酶的共价结合方法，属于纳米材料制备领域。
背景技术
脂肪酶又称三酰基甘油酰基水解酶，普遍存在于动、植物和微生物中，是一种专一、高效的生物催化剂。脂肪酶具有底物广泛，催化活性高等特性，因而在有机合成、生物传感器及工业上有广泛的应用。但在实际应用中，由于酶容易受到外界因素影响（pH、温度等），而且游离酶不利于回收利用，这些限制了酶在工业中的大量使用。固定化酶是解决该问题的有效方法。与传统固定化载体相比，活性炭具有大的比表面积和高的孔体积，且对多种有机物及金属离子具有较好的吸附作用，化学稳定性好，可作为酶催化剂的有效载体。
活性炭固定化脂肪酶的制备及性能研究是当今纳米技术研究领域的一大焦点。目前，制备活性炭固定化脂肪酶的方法众多，包括物理吸附法、包埋法等。而这些方法涉及到实验条件苛刻、能耗高等不足，因而开发一种简单、高产、环境友好的合成方法仍然十分迫切。共价结合法具有操作简单、成本低、产量高和环境友好等优点，已经成为合成固定化酶的一种有效方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活性炭固定化脂肪酶的制备方法，是利用脂肪酶分子上的官能团与活性炭表面上的基团之间形成化学键的特点，采用共价结合法来制备活性炭固定化脂肪酶。该方法克服了脂肪酶在水溶液中很不稳定，同时容易失活而降低其催化能力，并实现了脂肪酶与活性炭的复合。
本发明公开了一种共价结合法制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法。本发明是将功能化活性炭和纯化后的脂肪酶作为反应物，在室温下通过发生共价结合反应，进而制得活性炭固定化脂肪酶。
本发明利用脂肪酶分子上的官能团与活性炭表面上的基团之间形成化学键的特点，运用共价结合的合成工艺实现了活性炭固定化脂肪酶的合成，该方法操作简单、成本低，为固定化脂肪酶的制备提供了一种新的思路。
附图说明
图1为所制备的活性炭固定化脂肪酶的透射电镜图。
具体实施方式
制备活性炭固定化脂肪酶的共价结合法，按以下步骤进行：
具体实施方式1：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入0.5 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。
具体实施方式2：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入1.0 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。
具体实施方式3：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入1.5 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。
具体实施方式4：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入2.0 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。
具体实施方式5：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入2.5 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。
具体实施方式6：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入3.0 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。
具体实施方式7：准确称取50 毫克的功能化活性炭并将其分散在50 毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23 克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384 克1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入4.0 毫克纯化后的脂肪酶。在摇床中反应10 小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4 度下保存，即得活性炭固定化脂肪酶。

Claims (1)

1.一种共价结合法制备活性炭固定化脂肪酶的方法，其特征是在适量功能化活性炭的存在下，在2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中加入适量N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐，在摇床中反应60分钟后，再加入一定量纯化后的脂肪酶，充分反应后制得活性炭固定化脂肪酶。
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