新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究

发布时间：2016-12-24 16:20

  本文关键词：新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究，由笔耕文化传播整理发布。

《兰州大学》 2013年

新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究

朱浩  

【摘要】：磁性纳米材料具有高比表面积、特殊的磁性能、优异的化学稳定性和生物相容性等特点,近年来成为研究热点,广泛应用于生物合成、有机催化、药物传输、数据存储和环境治理等方面。设计合成具有独特性能的新型磁性纳米材料,用于脂肪酶的固定化研究,可以解决脂肪酶难以回收、无法重复使用等不足,拓展脂肪酶的使用范围。本学位论文的主要研究成果如下： 1.溶剂热合成单分散、功能化的磁性纳米粒子及固定化脂肪酶研究 提出了一种简单高效的磁性纳米粒子固定化猪胰脂肪酶的方法。通过溶剂热还原法,合成了单分散的Fe3O4磁性纳米粒子,经过氨基硅烷偶联剂表面改性后,用戊二醛共价偶联固定化猪胰脂肪酶。采用SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等多种表征手段研究了Fe3O4磁性纳米粒子的性质,制得的磁性纳米粒子具有良好的单分散性和磁响应性。进一步探讨了固定化酶的相关性能,制得的Fe3O4磁性纳米粒子固定化酶的蛋白含量和活力回收分别可达120mg/g和54.8%,具有优异的热稳定性和重复使用性,循环使用10次依然能够保持初始活力的90%以上。本研究提供了一种简单高效、绿色经济的固定化酶方法,有望在酶固定化工程中得到广泛应用。 2.一步法合成水可分散、尺寸可控的磁性纳米晶簇及固定化脂肪酶研究 通过溶剂热还原反应一步合成水可分散、尺寸可控、氨基或羧基官能化的Fe3O4磁性纳米晶簇。出于经济和环境友好的目的,采用多巴胺和3,4-二羟基苯丙酸作为表面活性剂和功能化试剂。制得的磁性纳米晶簇的形貌尺寸、化学组成和磁学性能等通过SEM、TEM、XRD、XPS、FT-IR、Raman、TGA、Zeta电位和VSM等表征方法测定。颗粒的大小可以通过改变表面活性剂的浓度在175-500nm范围内简单调控。此外,不同配比的乙二醇和二甘醇作为混合溶剂和还原剂用来获得更小尺寸的颗粒。纳米晶簇表现出优异的磁性能和水相中良好的胶体稳定性。为了评估制得的磁性纳米晶簇在生物相关领域的适用性,将其用于玫瑰假丝酵母脂肪酶的固定化过程。与游离酶相比,固定化酶显示了优异的热稳定性和重复使用性。这种新颖的合成策略可以简化反应流程,为磁性纳米晶簇在生物技术和有机催化领域提供了潜在的应用。 3.多羟基还原法合成Fe3O4/Graphene杂化材料及固定化脂肪酶研究 通过多羟基还原法制备了Fe3O4/Graphene杂化材料并用于固定化猪胰脂肪酶的研究。运用多种测试手段表征制得的Fe3O4/Graphene杂化材料。通过调节前驱物配比和优化反应条件,探讨Fe3O4/Graphene杂化材料的性能对固定化脂肪酶活性的影响。结果表明,制得的Fe3O4/Graphene杂化材料具有良好的的磁响应性、化学稳定性和生物相容性。此外,Fe3O4/Graphene杂化材料固定化的猪胰脂肪酶具有优异的催化活性和热稳定性能,并可通过外加磁场分离回收多次重复使用。进一步研究了pH值、温度和变性剂对固定化酶活性的影响。这种Fe3O4/Graphene杂化材料的合成为固定化酶研究领域开启了一种独特的绿色可持续发展的应用途径。 4. PAMAM树状分子修饰的磁性纳米粒子的制备及固定化脂肪酶研究 通过溶剂热法合成了粒径均一、单分散良好的功能化Fe3O4磁性纳米粒子。将PAMAM树枝状大分子共价接枝在Fe3O4磁性纳米粒子的表面,制备了三代的PAMAM修饰的Fe3O4磁性纳米载体,并通过SEM、TEM、XRD、FT-IR、TGA和VSM等表征方法研究了材料的相关性能。将制得的三代磁性纳米载体用戊二醛共价偶联固定化玫瑰假丝酵母脂肪酶。研究了固定化酶的相关性质,如pH值、温度和变性剂对固定化酶活性的影响。与游离酶相比,固定化酶显示了优异的热稳定性和重复使用性。这种超支化策略改善了磁性纳米粒子的表面性能,有效地提高了载体的功能化效率,有望在生物医学领域得到广泛的应用。

【关键词】：
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TB383.1;O631.3
【目录】：

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2 薛屏;刘海峰;;亲水性含环氧基磁性聚合物微球的制备与性能表征[J];高分子学报;2007年01期

3 李彦锋,李军荣,伏莲娣;固定化酶的制备及应用[J];高分子通报;2001年02期

4 杨勇;李彦锋;拜永孝;易柳香;夏春谷;;酶固定化技术用载体材料的研究进展[J];化学通报;2007年04期

5 都有为,徐明祥,吴坚,史莹冰,陆怀先,薛荣华;镍超细微颗粒的磁性[J];物理学报;1992年01期

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1 周小丽;毕红;;磁性Fe_3O_4纳米微粒的水热合成及表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年02期

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5 王静;贾英民;;黑曲霉乳糖酶固定化前后酶学性质比较研究[J];安徽农业科学;2010年02期

6 郭会灿;;植酸酶催化活性的研究[J];安徽农业科学;2010年08期

7 刘晓晶;李田;翟增强;;纤维素酶的研究现状及应用前景[J];安徽农业科学;2011年04期

8 陈冬梅;;固定化酶及其在食品工业中的应用[J];现代农业科技;2010年19期

9 张金国;刘翔;;我国生物技术药物研究现状和展望[J];安阳工学院学报;2006年02期

10 余龙;费正新;;CuO-SnO_2纳米粉体制备及其气敏元件气敏性能研究[J];兵器材料科学与工程;2006年06期

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1 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集（理科卷）[C];2005年

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3 任江红;秦立虎;;转谷氨酰胺酶及其在乳品加工业中的应用[A];首届中国奶业大会论文集(下册)[C];2010年

4 李星国;;纳米材料研究及其应用[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年

5 李新通;江四九;房莉;黄思明;;溶胶-凝胶技术在纺织上的应用现状及前景[A];“力恒杯”第11届功能性纺织品、纳米技术应用及低碳纺织研讨会论文集[C];2011年

6 张家亮;;纳米复合材料对绿色覆铜板的推动[A];第三届全国覆铜板技术·市场研讨会资料集[C];2002年

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8 李阳;赖欣;高道江;毕剑;赁敦敏;;NH_3·H_2O共沉淀法制备尖晶石型Co_xZn_(1-x)Fe_2O_4纳米晶[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第4分册）[C];2010年

9 莫尊理;孙银霞;王坤杰;陈红;;纳米复合氧化物的研究进展[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年

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4 栾苗;以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子[D];郑州大学;2010年

5 王小力;产γ—谷氨酰基转肽酶菌株的选育[D];安徽农业大学;2010年

6 贺明辉;TiO_2、SnO_2复合纳米膜的制备及光生阴极保护性能研究[D];中国海洋大学;2010年

7 路绍琰;碱式硼酸镁晶须和六方片状氢氧化镁的水热制备及表征[D];中国海洋大学;2010年

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1 宋建彬,张士茜,马润宇,任孝修;硅藻土强化吸附壳聚糖固定化青霉素酰化酶[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年05期

2 都有为;;超细微粒的磁性[J];磁性材料及器件;1990年03期

3 李树本;生物催化剂的固定化[J];分子催化;1987年02期

4 李彦锋,陶国良,卓仁禧;聚丙烯偕胺肟-聚乙烯醇大孔球状载体的合成及固定化嗜热菌蛋白酶的研究[J];分子催化;1992年06期

5 龚伟中,魏甲乾,周剑平,索继栓;聚丙烯酰胺固定化糖化酶特性的研究[J];分子催化;2004年04期

6 黄家贤,Adriaan Bantjes,Leen van der Does;聚乙烯基撑碳酸酯和聚羟基甲撑的合成与表征[J];高等学校化学学报;1989年08期

7 陶国良,卓仁禧,陈震华;用嗜热菌蛋白酶催化合成天冬甜精并同时进行DL-苯丙氨酸甲酯的光学拆分[J];高等学校化学学报;1993年04期

8 唐芳琼,韦正,陈东,孟宪伟,苟立,冉均国;亲水金和憎水二氧化硅纳米颗粒对葡萄糖生物传感器响应灵敏度的增强作用[J];高等学校化学学报;2000年01期

9 黄家贤,丁伦汉,曹喆,李悦,蒋艳;聚碳酸乙烯撑酯与双端氨基聚乙二醇交联体系固定化酶载体的合成与表征[J];高等学校化学学报;2001年04期

10 薛怀国,沈之荃,李永舫;胺氧化酶修饰聚苯胺电极的生物电化学响应特性[J];高等学校化学学报;2002年04期

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7 吴忠平;熊志超;汪蓉;张凌怡;张玉荣;张润生;张维冰;;磁性纳米颗粒固相分散萃取水样中农药组分[A];公共安全中的化学问题研究进展（第二卷）[C];2011年

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9 张娣;牛红云;张升晓;蔡亚岐;孟昭福;;腐植酸包覆的磁性纳米Fe_3O_4颗粒催化降解水环境中的磺胺噻唑[A];中国化学会第27届学术年会第02分会场摘要集[C];2010年

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1 周平红;[N];中国中医药报;2004年

2 何屹　刘霞;[N];科技日报;2010年

3 记者 钱敏;[N];中国化工报;2010年

4 李山;[N];科技日报;2010年

5 记者 左永刚;[N];中国高新技术产业导报;2010年

6 记者 左永刚;[N];中国高新技术产业导报;2010年

7 王林;[N];中国有色金属报;2003年

8 本报记者 刘洪宇;[N];辽宁日报;2010年

9 记者 刘莉;[N];科技日报;2010年

10 刘莉;[N];中国技术市场报;2010年

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1 朱浩;新型磁性纳米材料的设计合成及固定化脂肪酶研究[D];兰州大学;2013年

2 湛彦强;靶向磁性纳米材料在老年痴呆分子影像学诊断上的应用[D];华中科技大学;2010年

3 纪永升;新型功能化材料的制备及其在环境污染物色谱检测中的应用[D];兰州大学;2010年

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5 李芳;尺寸形貌可控磁性纳米粒子的制备及表征[D];兰州理工大学;2011年

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7 陆杨;基于磁性组装的纳米复合造影剂[D];中国科学技术大学;2011年

8 布和巴特尔;尖晶石型铁氧体的结构形貌调控与表面功能化[D];黑龙江大学;2013年

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2 张静;磁性纳米材料的修饰及其在铬的形态分析中的应用研究[D];湖北师范学院;2011年

3 李中华;磁性纳米材料的合成及其在分析中的应用[D];河南师范大学;2011年

4 郭磊;一种新型磁性纳米材料对微量乳腺癌细胞富集的研究[D];华东理工大学;2010年

5 党永锋;功能化纳米材料用于痕量镉离子的分析[D];广东工业大学;2012年

6 王懿萱;功能化磁性纳米材料在污染物去除和环境样品分析中的应用[D];西北农林科技大学;2012年

7 单小璇;磁性纳米材料的化学法制备及性能研究[D];华南理工大学;2011年

8 刘光;生物医用磁性纳米材料的制备及应用[D];苏州大学;2011年

9 耿丽平;Fe_3O_4磁性纳米材料的有机包覆[D];兰州理工大学;2010年

10 王慧;磁性纳米材料在有机染料污染物去除中的应用研究[D];西南大学;2012年

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