固定化漆酶—介体体系的自引发合成及其对染料的酶促降解研究

发布时间：2017-03-15 21:46

  本文关键词：固定化漆酶—介体体系的自引发合成及其对染料的酶促降解研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：漆酶是一种环境友好的生物催化剂,能够以氧气作为电子受体催化氧化多种有机污染物。然而,由于漆酶的存储稳定性差、难以回收利用等因素限制了其在废水处理中的应用。为了解决上述问题,本论文使用过硫酸钾引发壳聚糖接枝聚丙烯酰胺(CTS-g-PAM)水凝胶的聚合,将Trametes versicolor漆酶包埋于其中,得到一种高效稳定的固定化漆酶材料Immo-Lac。扫描电镜与氮气吸附脱附实验证明Immo-Lac具有高度开放且分布均匀的孔道结构(孔径集中在10-20 gm之间),并且在孔道片层处存在大量的介孔孔隙。Immo-Lac的酶活回收率高达40.8%,具有优秀的热稳定性及化学稳定性。Immo-Lac材料表面带正电使其在染料的脱色实验中对阴离子染料具有良好的预富集作用。在孔雀石绿阳离子染料的循环脱色中,相对于游离漆酶显示出了更稳定持久的催化性能。氧化还原介体的投加往往是漆酶催化降解底物的必要步骤。然而,溶解态介体由于无法回收,既造成了使用成本的浪费,又带来了潜在的环境危害性。针对上述漆酶固定化材料的技术瓶颈,本文在mmo-Lac合成方法的基础上,改用漆酶与乙酰丙酮(简称AA)作为引发剂,将漆酶与AA同步原位固定于CTS-g-PAM水凝胶载体中,得到一种新型固定化漆酶-介体复合催化剂Immo-LMS,该自主引发的合成方法避免了酶被动适应固定化空间造成构象甚至结构的变化而使其活性难以表达的问题。Immo-LMS具有类海绵状的高孔隙结构,酶活回收率为32.0%。核磁共振氢谱、红外光谱、循环伏安实验证明AA以碳中心自由基形式接枝于聚合物中后仍然具有氧化还原活性,可作为介体与漆酶协同发挥作用,有效降解底物。对孔雀石绿的循环脱色结果显示,Immo-LMS在脱色总量及脱色速度方面均显示出更加突出的优势Immo-LMS、Immo-Lac、Immo-Lac+游离介体(1-羟基苯并三唑,HBT)三个体系的单位底物转化率分别为6.94μmol U-1、4.64 μmol U-1、 3.25 μmol U-1。良好的脱色性能表明该原位自引发组装制备水凝胶同步固定漆酶和介体的方法,可以有效降低漆酶的使用成本并且避免了外加介体带来的潜在环境风险,为漆酶固定化材料的发展提供了全新的技术思路。
【关键词】：乙酰丙酮 生物催化剂 固定化 漆酶 介体
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-25
• 1.1 研究背景14-22
• 1.1.1 漆酶的结构与特性14-16
• 1.1.2 漆酶在废水处理中的应用16-17
• 1.1.3 漆酶固定化的研究进展及其应用瓶颈17-22
• 1.2 研究目标、内容及思路22-25
• 1.2.1 研究目标22-23
• 1.2.2 研究思路23
• 1.2.3 研究内容23-25
• 第2章 壳聚糖基水凝胶固定化漆酶的制备25-42
• 2.1 引言25-26
• 2.2 实验材料及方法26-32
• 2.2.1 试剂与仪器26-27
• 2.2.2 壳聚糖基水凝胶固定化漆酶(Immo-Lac)的制备27-28
• 2.2.3 Immo-Lac的表征28-29
• 2.2.4 Immo-Lac的溶胀动力学实验29
• 2.2.5 漆酶活性的测定29-30
• 2.2.6 漆酶动力学常数的测定30
• 2.2.7 漆酶的环境稳定性实验30-31
• 2.2.8 Immo-Lac对染料的循环脱色实验31-32
• 2.3 结果与讨论32-40
• 2.3.1 Immo-Lac的表征32-35
• 2.3.2 Immo-Lac的两亲性探究35-36
• 2.3.3 Immo-Lac的环境稳定性能评价36-38
• 2.3.4 Immo-Lac对染料的循环脱色性能38-40
• 2.4 本章小结40-42
• 第3章 水凝胶固定化漆酶-介体酶促体系的制备42-52
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验材料及方法43-46
• 3.2.1 试剂与仪器43
• 3.2.2 水凝胶固定化漆酶-介体酶促体系(Immo-LMS)的制备43-44
• 3.2.3 Immo-LMS的表征44-45
• 3.2.4 漆酶活性的测定45
• 3.2.5 Immo-LMS的稳定性实验45
• 3.2.6 染料的循环脱色实验45-46
• 3.3 结果与讨论46-51
• 3.3.1 Immo-LMS的表征46-47
• 3.3.2 Immo-LMS的环境稳定性47-48
• 3.3.3 Immo-LMS的循环脱色性能48-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第4章 Immo-LMS的染料脱色机理初探52-64
• 4.1 实验材料与方法52-53
• 4.1.1 试剂与仪器52
• 4.1.2 分析方法52-53
• 4.2 结果与讨论53-62
• 4.2.1 Immo-LMS的聚合机理53-57
• 4.2.2 Immo-LMS中AA的作用机制57-62
• 4.3 本章小结62-64
• 第5章 总结与展望64-66
• 总结64-65
• 展望65-66
• 附件 攻读硕士学位期间主要成果66-67
• 参考文献67-78
• 致谢78-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李阳;蒋国翔;牛军峰;王颖;呼丽娟;;漆酶催化氧化水中有机污染物[J];化学进展;2009年10期

2 姚朝阳;郭伟云;牛敬媛;邵强;李宗义;;云芝漆酶的生物降解与染料脱色作用研究[J];安徽农业科学;2009年20期

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4 陈颖;生物酶在染整加工中的应用(二)[J];印染;2003年12期

  本文关键词：固定化漆酶—介体体系的自引发合成及其对染料的酶促降解研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：250935