功能化磁性纳米材料的制备及其固定化酶的研究

发布时间：2023-04-26 22:13

　　磁性纳米材料具有比表面积大、结合位点多和易分离等优点,是固定化酶的重要载体之一。本学位论文综述了磁性纳米材料的制备、表面修饰,及功能化磁性纳米材料在固定化酶领域的研究进展。在此基础上,提出了本学位论文的设计思路和选题指导思想。研究工作主要针对目前载体对酶固载量低和功能化单一等问题,设计并制备了一系列基于功能化磁性纳米材料的固定化酶体系。主要研究工作如下：(1)GO-CS-Fe3O4磁性纳米载体的制备及其固定化酶研究采用溶剂热法制备了一种三维网状结构的磁性石墨烯-壳聚糖复合材料(GO-CS-Fe3O4)。该复合材料集石墨烯、壳聚糖和Fe304三者的优点于一体,具有比表面积大、表面官能团多和磁响应性快等特点。复合材料表面的氨基与戊二醛和氯乙酸钠进一步发生反应,合成表面带有醛基或螯合官能团的功能化磁性纳米载体,为固定化酶提供了不同的活性官能团。以该功能化磁性纳米材料作为载体,分别用吸附法、共价法和螯合法固定化脂肪酶。实验结果表明,通过螯合法制备的固定化酶,相对于另外两种固定化酶,具有更短的固定化时间和更高的固载量。证明固定化方式在很大程度上直接影响固定化酶的负载量及催化能力。(2)层层自组装...

【文章页数】：134 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述及选题指导思想
    1.1 固定化酶研究概述
    1.2 磁性纳米材料的制备
        1.2.1 共沉淀法
        1.2.2 热分解法
        1.2.3 微乳液法
        1.2.4 溶剂热法
    1.3 磁性纳米粒子的功能化
        1.3.1 有机小分子功能化
            1.3.1.1 硅
            1.3.1.2 邻苯二酚型配位
            1.3.1.3 羧基化改性
            1.3.1.4 磷酸化改性
        1.3.2 无机材料功能化
            1.3.2.1 碳包裹
            1.3.2.2 二氧化硅包裹
            1.3.2.3 金包裹
        1.3.3 有机分子包裹
            1.3.3.1 表面活性剂
            1.3.3.2 聚合物
    1.4 功能化MNPs固定化酶的国内外研究进展
        1.4.1 共价固定化法
        1.4.2 物理固定化法
    1.5 选题指导思想及研究意义
    参考文献
第二章 氨基功能化的GO-CS-Fe₃O₄的制备及其固定化酶研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 氧化石墨烯(GO)的制备以及纯化
        2.2.4 氧化石墨烯-壳聚糖(GO-CS)复合物的制备
        2.2.5 磁性氧化石墨烯-壳聚糖(GO-CS-Fe₃O₄)复合物的制备
        2.2.6 用戊二醛(GA)或金属螯合配体对GO-CS-Fe₃O₄复合物进行修饰
        2.2.7 固定化脂肪酶
        2.2.8 脂肪酶活力测定
        2.2.9 酶的催化性质研究
            2.2.9.1 pH和温度对脂肪酶活力的影响
            2.2.9.2 热稳定性和重复使用性
    2.3 实验结果
        2.3.1 磁性复合材料的制备及表征分析
        2.3.2 固定化酶的制备及条件优化
        2.3.3 固定化酶的催化性质研究
            2.3.3.1 催化反应的最佳pH值和最佳温度
            2.3.3.2 热稳定性及重复使用性
    2.4 小结
    参考文献
第三章 层层自组装构建新型壳聚糖/糖化酶多层包裹的磁性微球
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 醛基功能化的磁性Fe₃O₄纳米粒子的制备
        3.2.4 磁性壳聚糖/糖化酶多层包裹的纳米粒子的制备
        3.2.5 糖化酶活力测定
        3.2.6 固定化酶的性质
            3.2.6.1 pH和温度对酶活力的影响
            3.2.6.2 热稳定性和重复使用性
    3.3 实验结果
        3.3.1 磁性壳聚糖/糖化酶多层包裹的生物催化剂的制备和表征
        3.3.2 双分子膜层数对Fe₃O₄@(CS/GA)_n活性的影响
        3.3.3 Fe₃O₄@(CS/GA)₅的催化性质
            3.3.3.1 催化反应的最佳pH值和最佳温度
            3.3.3.2 热稳定性及重复使用性
    3.4 小结
    参考文献
第四章 功能化磁性聚苯乙烯的制备及其可逆固定化酶研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要实验原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 制备聚苯乙烯微球(PS)
        4.2.4 聚苯乙烯微球的表面功能化
            4.2.4.1 聚苯乙烯微球的乙酰化
            4.2.4.2 二乙醇胺(DEA)的化学改性
            4.2.4.3 聚苯乙烯微球的二次乙酰化
        4.2.5 三种功能化聚苯乙烯微球的制备
        4.2.6 磁性聚苯乙烯微球的制备
        4.2.7 固定化糖化酶的制备
        4.2.8 酶的催化性能研究
        4.2.9 载体的再生性研究
    4.3 实验结果
        4.3.1 磁性功能化聚苯乙烯微球的制备及表征分析
        4.3.2 固定化酶的制备及条件优化
        4.3.3 固定化酶的催化性质研究
            4.3.3.1 催化反应的最佳温度和最佳pH值
            4.3.3.2 热稳定性
            4.3.3.3 载体的再生重复使用性
    4.4 小结
    参考文献
第五章 介孔MCNCs的制备及其固定化酶研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 主要实验原料
        5.2.2 实验仪器
        5.2.3 制备羧基功能化介孔MCNCs
        5.2.4 介孔MCNCs的氨基功能化
        5.2.5 氨基功能化介孔MCNCs固定化糖化酶的制备
        5.2.6 羧基功能化介孔MCNCs固定化糖化酶的制备
        5.2.7 酶的催化性质研究
    5.3 实验结果
        5.3.1 介孔MCNCs的制备与表征
        5.3.2 固定化酶的制备及条件优化
        5.3.4 固定化酶的催化性质研究
            5.3.4.1 最佳pH值和最佳温度
            5.3.4.2 热稳定性及重复使用性
    5.4 小结
    参考文献
第六章 温度敏感型磁性聚合物微囊的制备及其固定化酶研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 主要实验原料
        6.2.2 实验仪器
        6.2.3 Fe₃O₄纳米粒子的制备
        6.2.4 磁性Fe₃O₄@SiO₂微球的制备及表面改性
        6.2.5 磁性Fe₃O₄@SiO₂@PNIPAM微球的制备
        6.2.6 磁性Fe₃O₄@PNIPAM微囊的制备
        6.2.7 固定化脂肪酶及活力的测定
        6.2.8 酶的催化性质研究
        6.2.9 固定化酶中酶的释放实验
        6.2.10 荧光染料对脂肪酶的标记
    6.3 实验结果
        6.3.1 磁性聚合物微囊的制备及表征分析
        6.3.2 固定化酶的制备及条件优化
        6.3.3 用荧光显微镜观察固定化酶
        6.3.4 固定化酶的催化性质研究
            6.3.4.1 最佳pH值和最佳温度
            6.3.4.2 热稳定性及重复使用性
            6.3.4.3 酶的释放实验
    6.4 小结
参考文献
主要结论
在学期间研究成果
致谢



本文编号：3802285