微流控技术制备可控多孔结构PCL/SiO 2 复合微球及其固定化酶的研究
发布时间：2021-12-28 23:55
近年来,多孔微球因其高比表面积的优势被广泛应用于固定化酶领域,尤其是多酶协同催化体系的固定化研究。本工作利用液滴微流控技术,在不添加任何致孔剂和外源模板的情况下,通过结合正硅酸乙酯（TEOS）的溶胶凝胶过程和液滴溶剂挥发过程原位合成了尺寸均一,单分散性良好、具有可控多孔结构的PCL/SiO2复合微球。在微通道内形成的液滴后,分散相中TEOS的水解缩聚速度和有机溶剂的挥发过程存在相互竞争的关系,通过改变体系中氨水的浓度以及TEOS的用量调控其水解缩聚的反应速度,可以得到具有不同表面结构和孔隙率的PCL/SiO2复合微球。以多孔PCL/SiO2复合微球为载体,采用物理吸附和化学共价的方式,分别成功固载乙醇脱氢酶（ADH）,超氧化物歧化酶（SOD）以及过氧化氢酶（CAT）。通过测定固定化酶活性、偶联效率、酶活力回收率,证实具有多级深孔结构的PCL/SiO2复合微球是固定化酶的良载体,其表面的多孔结构提供了更多容纳固载酶的微环境,同时减少外界环境对固定酶活力的影响。此外我们发现载体表面改性后,以共价键方式固...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 固定化酶
1.1.1 固定化酶的概述
1.1.2 固定化酶的制备方法
1.2 多酶体系的共固定化
1.2.1 酶的共固定化技术
1.2.2 共固定化技术的研究与应用
1.3 常见的固定载体及其制备方法
1.3.1 常见的固定化载体微球
1.3.2 载体微球的传统制备方法
1.4 微流控技术
1.4.1 微流控技术简介
1.4.2 微流控技术制备多孔微球的研究
1.5 本论文的研究内容和创新点
1.5.1 本研究的创新点
1.5.2 本研究的主要内容及意义
第二章 PCL/SiO_2多孔复合粒子的制备及机理讨论
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 微流控芯片的制备
2.2.4 PCL/SiO_2复合粒子的制备
2.2.5 PCL/SiO_2复合粒子的结构与性能表征测试
2.3 结果与分析
2.3.1 微流控芯片的制备
2.3.2 PCL/SiO_2复合微球的形貌和粒径分布表征
2.3.3 PCL/SiO_2复合粒子的表面成分分析
2.3.4 PCL/SiO_2复合粒子的结构成分分析
2.3.5 多孔PCL/SiO_2复合粒子的孔隙率分析
2.3.6 氨水对PCL/SiO_2复合微球表面结构的影响
2.3.7 TEOS对PCL/SiO_2复合微球表面结构的影响
2.3.8 PCL/SiO_2复合微球表面多孔的形成机理分析
2.4 本章小结
第三章 功能化的PCL/SiO_2微球固定化酶的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 多孔载体PCL/SiO_2复合微球的制备
3.2.4 PCL/SiO_2复合微球表面改性
3.2.5 固定化蛋白和酶的制备
3.2.6 材料结构与性能表征测试
3.2.7 溶液酶及固定酶活力的测定
3.2.8 固载酶偶联效率和活力回收的测定
3.2.9 固定化酶重复使用性的测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 PCL/SiO_2复合载体表面修饰的红外表征
3.3.2 蛋白的固定化
3.3.3 固定化酶的红外表征
3.3.4 固定化酶的活力、偶联率以及活力回收率
3.3.5 固定化酶重复使用性
3.3.6 PCL/SiO_2复合载体的结构稳定性
3.4 本章小结
第四章 双酶共固定化体系的研究
4.1 引言
4.2 实验试剂与方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 PCL/SiO_2复合载体的制备及表面氨基功能化
4.2.4 两种不同荧光蛋白的共固定
4.2.5 载体表面固定双酶体系
4.2.6 材料结构与性能表征测试
4.2.7 SOD/CAT双酶体系活性的测定
4.2.8 SOD/CAT双酶体系的抗氧化能力测定
4.2.9 固载酶重复使用性能研究
4.3 结果与讨论
4.3.1 荧光蛋白BSA/IgG的共固定化
4.3.2 固定化酶的结构成分分析
4.3.3 SOD/CAT双酶体系的活力
4.3.4 SOD/CAT双酶体系的抗氧化能力
4.3.5 SOD/CAT共固定体系重复使用性
4.3.6 SOD/CAT双酶协同抗氧化体系的条件优化
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见
本文编号：3554980
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 固定化酶
1.1.1 固定化酶的概述
1.1.2 固定化酶的制备方法
1.2 多酶体系的共固定化
1.2.1 酶的共固定化技术
1.2.2 共固定化技术的研究与应用
1.3 常见的固定载体及其制备方法
1.3.1 常见的固定化载体微球
1.3.2 载体微球的传统制备方法
1.4 微流控技术
1.4.1 微流控技术简介
1.4.2 微流控技术制备多孔微球的研究
1.5 本论文的研究内容和创新点
1.5.1 本研究的创新点
1.5.2 本研究的主要内容及意义
第二章 PCL/SiO_2多孔复合粒子的制备及机理讨论
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器
2.2.3 微流控芯片的制备
2.2.4 PCL/SiO_2复合粒子的制备
2.2.5 PCL/SiO_2复合粒子的结构与性能表征测试
2.3 结果与分析
2.3.1 微流控芯片的制备
2.3.2 PCL/SiO_2复合微球的形貌和粒径分布表征
2.3.3 PCL/SiO_2复合粒子的表面成分分析
2.3.4 PCL/SiO_2复合粒子的结构成分分析
2.3.5 多孔PCL/SiO_2复合粒子的孔隙率分析
2.3.6 氨水对PCL/SiO_2复合微球表面结构的影响
2.3.7 TEOS对PCL/SiO_2复合微球表面结构的影响
2.3.8 PCL/SiO_2复合微球表面多孔的形成机理分析
2.4 本章小结
第三章 功能化的PCL/SiO_2微球固定化酶的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 多孔载体PCL/SiO_2复合微球的制备
3.2.4 PCL/SiO_2复合微球表面改性
3.2.5 固定化蛋白和酶的制备
3.2.6 材料结构与性能表征测试
3.2.7 溶液酶及固定酶活力的测定
3.2.8 固载酶偶联效率和活力回收的测定
3.2.9 固定化酶重复使用性的测定
3.3 结果与讨论
3.3.1 PCL/SiO_2复合载体表面修饰的红外表征
3.3.2 蛋白的固定化
3.3.3 固定化酶的红外表征
3.3.4 固定化酶的活力、偶联率以及活力回收率
3.3.5 固定化酶重复使用性
3.3.6 PCL/SiO_2复合载体的结构稳定性
3.4 本章小结
第四章 双酶共固定化体系的研究
4.1 引言
4.2 实验试剂与方法
4.2.1 实验试剂
4.2.2 实验仪器
4.2.3 PCL/SiO_2复合载体的制备及表面氨基功能化
4.2.4 两种不同荧光蛋白的共固定
4.2.5 载体表面固定双酶体系
4.2.6 材料结构与性能表征测试
4.2.7 SOD/CAT双酶体系活性的测定
4.2.8 SOD/CAT双酶体系的抗氧化能力测定
4.2.9 固载酶重复使用性能研究
4.3 结果与讨论
4.3.1 荧光蛋白BSA/IgG的共固定化
4.3.2 固定化酶的结构成分分析
4.3.3 SOD/CAT双酶体系的活力
4.3.4 SOD/CAT双酶体系的抗氧化能力
4.3.5 SOD/CAT共固定体系重复使用性
4.3.6 SOD/CAT双酶协同抗氧化体系的条件优化
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
Ⅳ－2答辩委员会对论文的评定意见
本文编号：3554980
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