| 题名 | 磁性载体的制备及其固定化纤维素酶的研究 |
| 作者 | 谈昭君 |
| 答辩日期 | 2015 |
| 导师 | 王毅 ; 冯辉霞 |
| 关键词 | 磁性载体 固定化 纤维素酶 纤维素模板 酶学性质 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 近些年,固定化酶技术已经成为提高酶分子催化活性、稳定性及重复使用性能的必要手段。纤维素酶能够水解纤维素生产生物乙醇,但其成本昂贵,催化效率低。因此,磁性载体固定化纤维素酶是提高其稳定性及循环利用性的有效途径。本文制备了一系列磁性载体,用不同的方法固定化纤维素酶,并研究固定化纤维素酶的性能。1.选用油酸为表面改性剂,采用共沉淀法合成油酸包覆的Fe3O4磁性纳米颗粒,然后加入高锰酸钾溶液原位氧化得到表面羧基化的磁性纳米载体(O–Fe3O4),通过静电吸附法固定化CEA。运用XRD、VSM、FT-IR对O–Fe3O4、CEA/O–Fe3O4进行表征,考察固定化条件对CEA/O–Fe3O4的固定化率及酶活的影响,并对CEA/O–Fe3O4的酶学性质进行研究。结果表明:O–Fe3O4磁性载体平均粒径为8.9nm,CEA/O–Fe3O4有较好的磁响应性,饱和磁强度为39.98 emu·g-1;当固定化时间为6 h、固定化p H值为4.8、酶浓度为2 mg/m L,固定化效果最佳,固定化率为96.2%,酶活为1.22 IU/mg;CEA/O–Fe3O4的最适温度为50℃,最适p H值为4.2,与游离CEA相比,具有较强的耐热性及p H稳定性;CEA/O–Fe3O4在温度为60℃下保持3h,其相对酶活保持在48.3%。重复使用10次后,相对酶活为58.4%,可实现重复使用。2.先采用共沉淀法制备Fe3O4/ATP复合材料,然后通过静电吸附合成CS/Fe3O4/ATP载体,选用GDA为交联剂,共价结合固定化CEA。采用TEM、XRD、FT-IR、VSM测试技术对CS/Fe3O4/ATP载体、CEA/CS/Fe3O4/ATP进行表征分析,并对CEA/CS/Fe3O4/ATP的酶学性质进行研究。结果表明:Fe3O4均匀生长在ATP的棒状结构上,CS通过静电作用自组装在Fe3O4/ATP复合材料上;CS/Fe3O4/ATP载体与CEA/CS/Fe3O4/ATP饱和磁强度分别为35.19 emu·g-1和30.47emu·g-1;CEA/CS/Fe3O4/ATP的负载率为76.72%,负载量为126.63 mg/g,酶活为1.51 IU/mg;CEA/CS/Fe3O4/ATP最适反应温度为50℃,最适p H值为4.8,与游离CEA相比,CEA/CS/Fe3O4/ATP的反应温度、p H值范围更广;CEA/CS/Fe3O4/ATP在60℃,保持3 h后,其相对酶活为32.4%,与游离CEA相比,其热稳定较高;固定化酶循环使用10次后,相对酶活保持在23.3%,糖化率为下降至25%左右。3.以CEO为临时模板占据CEA的活性位点,制备CEO/CEA/CS/Fe3O4。然后,原位水解和洗脱CEO模板得到CEA/CS/Fe3O4。运用TEM、XRD、FT-IR及VSM表征分析CS/Fe3O4载体及CEA/CS/Fe3O4,进一步对CEA/CS/Fe3O4的酶学性质进行研究。结果表明:CEO/CEA/CS/Fe3O4中的CEO模板被完全水解、洗脱,形成了具有网格式、膨胀疏松、柔性结构的CEA/CS/Fe3O4;CEA/CS/Fe3O4具有超顺磁性,饱和磁强度为24.6 emu/g;CEA/CS/Fe3O4的负载率为50.19%,负载量为202.63 mg/g,酶活为3.53 IU/mg;CEA/CS/Fe3O4最适反应温度为50℃,最适反应p H值为4.8,与游离CEA比较,CEA/CS/Fe3O4具有更好的耐热性和p H稳定性;CEA/CS/Fe3O4在60℃下,保持9 h后,相对酶活保持76.1%;循环利用17次后,相对酶活保持在45.6%,糖化率下降至50%左右,具有优异的热稳定性和循环利用性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 77 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91054]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 谈昭君. 磁性载体的制备及其固定化纤维素酶的研究[D]. 2015. |
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