磁性负载离子液体固定化Penicillium purpurogenum Li-3细胞的制备及催化性能研究
发布时间：2020-03-22 15:03
【摘要】：针对甘草酸(GL)和甘草次酸(GA)均不能发挥最佳生物功效的问题,以定向催化GL生成单葡萄糖醛酸基甘草次酸(GAMG)的产紫青霉菌(Penicillium purpurogenum Li-3)为对象,研究磁性负载离子液体海藻酸钙凝胶珠固定化产紫青霉细胞、磁性负载离子液体多层海藻酸钙微囊化产紫青霉细胞制备条件及其催化性能,主要研究工作和结果如下:(1)制备壳聚糖包覆四氧化三铁(Fe3O4/CS)纳米粒子和磁性负载1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF6)凝胶珠,材料表征表明,在加入[BMIM]PF6后的磁性凝胶珠表面的部分凸起增多;Fe3O4纳米粒子被壳聚糖包覆后,其晶型结构没有改变,而磁性负载[BMIM]PF6凝胶珠的晶型结构减弱;Fe3O4/CS和磁性凝胶珠具有良好的磁性能,在外加磁场作用下,Fe3O4/CS和磁性负载离子液体凝胶珠均能够实现有效分离。(2)制备磁性负载[BMIM]PF6凝胶珠固定化产紫青霉细胞,优化制备条件,最优制备条件为:海藻酸钠浓度为2.0%,CaC12浓度为2.0%,[BMIM]PF6加入量为9.0%,Fe3O4/CS加入比例为4:300,加菌量为6.0%;考察其催化性能表明,含离子液体细胞体系中GAMG产率高于不含离子液体细胞体系;此条件下,固定化细胞重复利用9次后,相对活性达到59.2%。(3)针对(2)中制备磁性负载[BMIM]PF6凝胶珠固定化产紫青霉细胞存在离子液体损失率较大的问题,在(2)优选条件基础上,制备磁性负载[BMIM]PF6多层海藻酸钙微囊化产紫青霉细胞,优选海藻酸钠覆膜浓度最佳为1.2%,最适覆膜层数为2层;在通过覆膜之后,[BMIM]PF6的损失率减小;考察覆膜2层微囊化细胞催化性能,结果表明,覆膜2层的微囊化细胞体系中GAMG产率比不覆膜凝胶珠固定化细胞体系高8.8%;磁性负载[BMIM]PF6双层海藻酸钙微囊化细胞重复利用9次后,相对活性达到81.5%。
【图文】：
图１．２生物微胶囊的制备方法逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄｓ邋ｏｆ邋ｂｉｏｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌｅｓ逡逑微胶囊的制备方法（见图１．２）主要有化学法、物理法和物理化学法［４５＿４７］，随逡逑着微胶囊制备技术研究的不断扩展，，出现了许多的制备新方法，例如微通道乳化逡逑法、快速膨胀法、超临界流体、膜乳化法、超微胶囊技术等Ｗ４９］。逡逑１．２．３生物微胶囊壁材的选择逡逑微胶囊壁材的选择是至关重要的，微胶囊的溶解性、流动性、渗透性、缓释逡逑性能等性能都与壁材选择相关，一般来说，能够包裹芯材成膜的材料均可作为壁逡逑材，通常根据芯材的物理性质来选择适宜的壁材，理想的壁材选择具有以下特性逡逑［５￣５２］：（１）高浓度时有良好的流动性，可以保证微囊化过程具有良好的可操作性能；逡逑（２）良好的溶解性；⑶制备过程能乳化囊芯形成稳定的乳化体系；（４）微胶囊易逡逑干燥易脱落；（５）需要良好的生物相容性；（６）壁材能与芯材匹配而不发生化学逡逑反应；（７）具有较好的渗透性、吸湿性、溶解性及稳定性；（８）传质性能好、来逡逑源广泛、价格便宜等［５３］。逡逑１．２．４生物微胶囊性能逡逑在生物催化中，生物微胶囊为生物体提供良好的生存环境，保护细胞及酶免逡逑受于囊外有毒物质的毒害，而微胶囊性能是决定细胞或酶能够正常生理功能的关逡逑键
海藻酸盐与钙离子的凝胶反应可用“鸡蛋格”模型解释［６２］，当Ｃａ２＋与海藻酸逡逑钠结合时，Ｃａ２＋将Ｎａ＋置换出来，一个Ｃａ２＋与四个－Ｃ００－结合，形成稳定的螯合逡逑物，即“鸡蛋格”，如图１．４。逡逑痛灥制逡逑sD[鲥义贤迹保春Ｔ逅嵫文航峁瑰义希疲椋纾澹保村澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹铮驽澹幔欤纾椋睿幔簦邋澹纾澹戾义希保常埠Ｔ逅岣颇褐橛τ缅义虾Ｔ逅岣颇褐榫哂猩锵嗳菪院谩⒊尚腿菀椎扔诺悖谝┪锟刂剖头拧⒚稿义霞跋赴墓潭ɑ确矫婢泄惴旱挠τ谩Ｖ哟蟾郏叮常莸瓤⒁恢钟删郏ǎ模澹蹋樗幔╁义衔⑶蚯度胧皆逅岣颇褐槎槌傻男滦退┪锔┫低常梢酝备涸睾褪头佩义希保福校什荽嗡幔ǎ牵粒杷砸┪铮┖团Ｑ灏椎鞍祝ǎ拢樱粒姿阅Ｐ鸵┪铮┒且藻义系ヒ坏姆绞浇小Ｐぶ痉剑郏叮矗莸韧üＴ逅岣颇嚎帕９潭ɑ咸烟茄趸福阱义献钣殴潭ɑ跫拢胗卫朊赶啾冉希潭ɑ傅淖钍剩穑戎岛妥钍蚀呋露确皱义媳鹛岣撸埃逗停
本文编号：2595211
【图文】：
图１．２生物微胶囊的制备方法逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｍｅｔｈｏｄｓ邋ｏｆ邋ｂｉｏｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌｅｓ逡逑微胶囊的制备方法（见图１．２）主要有化学法、物理法和物理化学法［４５＿４７］，随逡逑着微胶囊制备技术研究的不断扩展，，出现了许多的制备新方法，例如微通道乳化逡逑法、快速膨胀法、超临界流体、膜乳化法、超微胶囊技术等Ｗ４９］。逡逑１．２．３生物微胶囊壁材的选择逡逑微胶囊壁材的选择是至关重要的，微胶囊的溶解性、流动性、渗透性、缓释逡逑性能等性能都与壁材选择相关，一般来说，能够包裹芯材成膜的材料均可作为壁逡逑材，通常根据芯材的物理性质来选择适宜的壁材，理想的壁材选择具有以下特性逡逑［５￣５２］：（１）高浓度时有良好的流动性，可以保证微囊化过程具有良好的可操作性能；逡逑（２）良好的溶解性；⑶制备过程能乳化囊芯形成稳定的乳化体系；（４）微胶囊易逡逑干燥易脱落；（５）需要良好的生物相容性；（６）壁材能与芯材匹配而不发生化学逡逑反应；（７）具有较好的渗透性、吸湿性、溶解性及稳定性；（８）传质性能好、来逡逑源广泛、价格便宜等［５３］。逡逑１．２．４生物微胶囊性能逡逑在生物催化中，生物微胶囊为生物体提供良好的生存环境，保护细胞及酶免逡逑受于囊外有毒物质的毒害，而微胶囊性能是决定细胞或酶能够正常生理功能的关逡逑键
海藻酸盐与钙离子的凝胶反应可用“鸡蛋格”模型解释［６２］，当Ｃａ２＋与海藻酸逡逑钠结合时，Ｃａ２＋将Ｎａ＋置换出来，一个Ｃａ２＋与四个－Ｃ００－结合，形成稳定的螯合逡逑物，即“鸡蛋格”，如图１．４。逡逑痛灥制逡逑sD[鲥义贤迹保春Ｔ逅嵫文航峁瑰义希疲椋纾澹保村澹樱簦颍酰悖簦酰颍邋澹铮驽澹幔欤纾椋睿幔簦邋澹纾澹戾义希保常埠Ｔ逅岣颇褐橛τ缅义虾Ｔ逅岣颇褐榫哂猩锵嗳菪院谩⒊尚腿菀椎扔诺悖谝┪锟刂剖头拧⒚稿义霞跋赴墓潭ɑ确矫婢泄惴旱挠τ谩Ｖ哟蟾郏叮常莸瓤⒁恢钟删郏ǎ模澹蹋樗幔╁义衔⑶蚯度胧皆逅岣颇褐槎槌傻男滦退┪锔┫低常梢酝备涸睾褪头佩义希保福校什荽嗡幔ǎ牵粒杷砸┪铮┖团Ｑ灏椎鞍祝ǎ拢樱粒姿阅Ｐ鸵┪铮┒且藻义系ヒ坏姆绞浇小Ｐぶ痉剑郏叮矗莸韧üＴ逅岣颇嚎帕９潭ɑ咸烟茄趸福阱义献钣殴潭ɑ跫拢胗卫朊赶啾冉希潭ɑ傅淖钍剩穑戎岛妥钍蚀呋露确皱义媳鹛岣撸埃逗停
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