结合磁性纳米颗粒的酶固定化及其应用研究
发布时间：2023-12-24 18:27
1,2,3-三氯丙烷(TCP)是一种对人类具有威胁的工业生产污染物,长期接触具有癌变风险,经过长期研究发现通过生物酶降解该类化合物既符合绿色理念又能减少成本,所以成为了新的研究热点。生物降解途径中需要使用卤代烷烃脱卤酶、卤醇脱卤酶及环氧化物水解酶三种关键酶,但是普通游离酶在使用过程中容易失活,而且相对于固定化酶,游离酶的稳定性较低。更为关键的缺点是游离酶难以从体系中分离出来实现重复利用,这限制了生物酶的工业应用,造成使用成本的升高。固定化酶不仅可以提高酶的稳定性与可操作性也可以重复利用,很好地解决了游离酶的弊端。为了便于回收,本文采用交联酶聚集体(CLEAs)连接到表面修饰的磁性纳米颗粒上的固定化策略,并将该策略应用到降解TCP生物途径中的三种关键酶,通过优化后将其用于降解TCP的应用中。首先对磁性纳米颗粒进行表面修饰氨基,修饰原理主要依赖于硅烷化试剂APTES在酸性环境下水解后与磁性纳米颗粒表面羟基进行反应,并通过傅里叶红外光谱以及透射电镜表征确定修饰成功。然后结合文献中的CLEAs固定化技术,通过磁性纳米颗粒粒径大小、用量、牛血清蛋白用量、硫酸铵浓度、戊二醛浓度、交联时间等条件优化...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 污染物1,2,3-三氯丙烷(TCP)概述
1.1.1 1,2,3-三氯丙烷(TCP)的理化性质
1.1.2 1,2,3-三氯丙烷(TCP)的毒理性
1.1.3 1,2,3-三氯丙烷的环境污染现状
1.2 生物降解 TCP 的关键酶概述
1.2.1 卤代烷烃脱卤酶(Dha A)简介
1.2.2 卤醇脱卤酶(Hhe C)简介
1.2.3 环氧化物水解酶(Ech A)简介
1.3 固定化酶方法及研究进展
1.3.1 交联法
1.3.2 包埋法
1.3.3 物理吸附法
1.3.4 共价结合法
1.4 磁性纳米颗粒固定化研究概述
1.4.1 磁性纳米颗粒简述
1.4.2 磁性纳米粒子的合成
1.4.3 磁性纳米粒子的表面修饰
1.5 本课题的意义及主要研究内容
第二章 磁性纳米颗粒的修饰与表征
2.1 实验材料及设备
2.2 实验方法
2.2.1 纳米Fe3O4粉末表面羟基活化
2.2.2 磁性纳米颗粒-NH2修饰
2.2.3 修饰后磁性纳米颗粒的表征
2.2.4 修饰前后磁性纳米颗粒固定化酶
2.2.5 磁性纳米颗粒固定化效率测定
2.3 实验结果
2.3.1 磁性纳米颗粒的红外表征
2.3.2 磁性纳米颗粒的TEM表征
2.3.3 修饰后磁性纳米颗粒的固定化效率
2.4 本章小结
第三章 关键酶的表达与酶活检测
3.1 实验材料
3.1.1 主要材料
3.1.2 主要试剂
3.1.3 实验仪器和设备
3.1.4 主要溶液配置
3.2 实验方法
3.2.1 诱导表达
3.2.2 关键酶的酶活测定
3.3 实验结果
3.3.1 温度对酶表达情况的影响
3.3.2 关键酶活的测定
3.4 本章小结
第四章 MNPs-CLEAs-酶固定化方法探究及优化
4.1 引言
4.1.1 方法原理
4.1.2 方法优势
4.2 实验材料
4.2.1 主要材料
4.2.2 主要试剂
4.2.3 实验仪器和设备
4.2.4 主要溶液配制
4.3 实验方法
4.3.1 磁性纳米颗粒交联酶聚集体的制备(以卤醇脱卤酶为例)
4.3.2 磁性纳米颗粒交联酶聚集体的条件优化
4.3.3 磁性纳米颗粒-CLEAs技术固定化酶的性能探究
4.4 实验结果
4.4.1 磁性纳米颗粒交联卤醇脱卤酶聚集体的制备
4.4.2 磁性纳米颗粒交联酶聚集体的条件优化
4.4.3 磁性纳米颗粒-CLEAs技术固定化酶的性能探究
4.5 讨论
4.6 本章小结
第五章 多酶-CLEAs降解1,2,3-三氯丙烷及优化
5.1 引言
5.2 实验材料
5.2.1 主要试剂
5.2.2 实验仪器和设备
5.2.3 主要溶液配制
5.3 实验方法
5.3.1 磁性纳米颗粒—多酶聚合体的构建
5.3.2 添加时间探究
5.3.3 添加比例探究
5.3.4 共固定化降解TCP
5.4 实验结果
5.4.1 磁性纳米颗粒—多酶聚合体的构建
5.4.2 添加时间间隔探究
5.4.3 添加比例探究
5.4.4 共固定化降解TCP
5.4.5 磁性多酶聚合体的回收利用性
5.5 讨论
5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3875069
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 污染物1,2,3-三氯丙烷(TCP)概述
1.1.1 1,2,3-三氯丙烷(TCP)的理化性质
1.1.2 1,2,3-三氯丙烷(TCP)的毒理性
1.1.3 1,2,3-三氯丙烷的环境污染现状
1.2 生物降解 TCP 的关键酶概述
1.2.1 卤代烷烃脱卤酶(Dha A)简介
1.2.2 卤醇脱卤酶(Hhe C)简介
1.2.3 环氧化物水解酶(Ech A)简介
1.3 固定化酶方法及研究进展
1.3.1 交联法
1.3.2 包埋法
1.3.3 物理吸附法
1.3.4 共价结合法
1.4 磁性纳米颗粒固定化研究概述
1.4.1 磁性纳米颗粒简述
1.4.2 磁性纳米粒子的合成
1.4.3 磁性纳米粒子的表面修饰
1.5 本课题的意义及主要研究内容
第二章 磁性纳米颗粒的修饰与表征
2.1 实验材料及设备
2.2 实验方法
2.2.1 纳米Fe3O4粉末表面羟基活化
2.2.2 磁性纳米颗粒-NH2修饰
2.2.3 修饰后磁性纳米颗粒的表征
2.2.4 修饰前后磁性纳米颗粒固定化酶
2.2.5 磁性纳米颗粒固定化效率测定
2.3 实验结果
2.3.1 磁性纳米颗粒的红外表征
2.3.2 磁性纳米颗粒的TEM表征
2.3.3 修饰后磁性纳米颗粒的固定化效率
2.4 本章小结
第三章 关键酶的表达与酶活检测
3.1 实验材料
3.1.1 主要材料
3.1.2 主要试剂
3.1.3 实验仪器和设备
3.1.4 主要溶液配置
3.2 实验方法
3.2.1 诱导表达
3.2.2 关键酶的酶活测定
3.3 实验结果
3.3.1 温度对酶表达情况的影响
3.3.2 关键酶活的测定
3.4 本章小结
第四章 MNPs-CLEAs-酶固定化方法探究及优化
4.1 引言
4.1.1 方法原理
4.1.2 方法优势
4.2 实验材料
4.2.1 主要材料
4.2.2 主要试剂
4.2.3 实验仪器和设备
4.2.4 主要溶液配制
4.3 实验方法
4.3.1 磁性纳米颗粒交联酶聚集体的制备(以卤醇脱卤酶为例)
4.3.2 磁性纳米颗粒交联酶聚集体的条件优化
4.3.3 磁性纳米颗粒-CLEAs技术固定化酶的性能探究
4.4 实验结果
4.4.1 磁性纳米颗粒交联卤醇脱卤酶聚集体的制备
4.4.2 磁性纳米颗粒交联酶聚集体的条件优化
4.4.3 磁性纳米颗粒-CLEAs技术固定化酶的性能探究
4.5 讨论
4.6 本章小结
第五章 多酶-CLEAs降解1,2,3-三氯丙烷及优化
5.1 引言
5.2 实验材料
5.2.1 主要试剂
5.2.2 实验仪器和设备
5.2.3 主要溶液配制
5.3 实验方法
5.3.1 磁性纳米颗粒—多酶聚合体的构建
5.3.2 添加时间探究
5.3.3 添加比例探究
5.3.4 共固定化降解TCP
5.4 实验结果
5.4.1 磁性纳米颗粒—多酶聚合体的构建
5.4.2 添加时间间隔探究
5.4.3 添加比例探究
5.4.4 共固定化降解TCP
5.4.5 磁性多酶聚合体的回收利用性
5.5 讨论
5.6 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3875069
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/3875069.html
