微波辅助反胶束体系甲烷氧化菌素拟酶催化反应研究
发布时间：2022-01-23 16:55
天然过氧化物酶具有分离过程复杂,不易保存和不稳定易失活等缺点,作为具有高过氧化物酶催化活性和良好稳定性的模拟酶可以替代天然过氧化物酶应用于食品、医药和疾病检测等领域。反胶束体系可避免酶与周围有机溶剂直接接触,保护酶的催化活性和稳定性。近年来已有研究表明适当的微波条件可以增强酶的催化活性。本文将具有过氧化物酶模拟酶活性的甲烷氧化菌素-铜配合物增溶于反胶束体系中,利用微波辅助该模拟酶催化的反应,旨在寻找增强拟酶活性的新方法。主要研究内容如下:利用甲基弯菌OB3b产生的甲烷氧化菌素（Mb）与铜配位结合合成具有过氧化物酶活性的模拟酶Mb-Cu,通过紫外-可见光谱分析监测Mb-Cu模拟酶的合成。使用阳离子型CTAB、阴离子型AOT以及非离子型Brij35三种表面活性剂制备反胶束体系。以罗丹明B为探针确定了CTAB的临界胶束浓度为3?10-44 mol/L,Brij35的临界胶束浓度为2?10-44 mol/L,AOT的临界胶束浓度为3?10-44 mol/L。三种反胶束的电导率均随着含水量增加而增大,未见转折点,体系稳定。对反胶束...
【文章来源】：哈尔滨商业大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mb结构[12]（a）与配位结合方式
2甲烷氧化菌素-铜拟酶配合物合成及反胶束体系构建-25-胶束体系中电导率均没有大幅增加的现象存在，据此推断反胶束体系处于球形单相区，形状规整，体系稳定，可以用作微反应器。2.4.7含水量对反胶束粒径的影响由于三种反胶束中粒径与含水量的关系趋势相同，以CTAB为例观察含水量与胶束粒径的关系。配置浓度为310-2mol/L的CTAB反胶束，设定含水量w分别为0、5、10、15、20、25、30、35，观察含水量对胶束粒径的影响。含水量与反胶束粒径的关系如图2-11所示。图2-11含水量对粒径的影响Fig.2-11Effectofwatercontentonparticlesize由图可知，当表面活性剂浓度不变时含水量增大反胶束粒径也随之增大，同时胶束分布范围也有变化。未增溶水时反胶束的粒径较小，且分布较窄，当体系中有少量水增溶后胶束粒径略有增加，继续增大含水量可以发现胶束粒径逐渐增大，且粒径分布范围变大，当含水量为35时反胶束粒径为31.68nm。表明含水量适中时的反胶束的粒径比较均匀。这是由于含水量能够影响反胶束的界面膜强度，含水量较低时水核中多为结合水，当含水量增大到一定程度后，水核中自由水含量的增加导致界面膜强度的降低，水核的运动速度以及碰撞频率均被增强，容易发生团聚也容易引起反胶束中界面膜发生破裂。2.4.8陈化时间对反胶束体系的影响配置浓度为310-2mol/L的CTAB、AOT和Brij35反胶束，加入适量的水溶液，观察时间对反胶束体系的影响，其变化规律如图2-12、2-13。由图可知无论是阳离子型CTAB反胶束、阴离子型AOT反胶束还是非离子型Brij35反胶束，随着时间的延长，初期粒径略有增大，可能是由于刚制备好的反胶束系统不是特别稳定，继续延长时间粒径基本保持不变，此时体系趋于稳定。表明反胶束体系可以
4微波辅助反胶束体系中Mb-Cu的拟酶催化反应-54-酶的平均活性为5.26710-3mol/L·s。实际结果与响应面预测值的拟合性良好，证明了微波对反胶束中模拟酶催化有较大的促进效果，可以缩短时间加快反应速率。图4-6因素交互作用效果图Fig.4-6Interactiondiagramoffactors4.4.6微波辐射与水浴加热方式对Mb-Cu拟酶活性的影响将Mb-Cu过氧化物酶模拟酶分别采用微波辐射与传统加热的方式进行催化过氧化氢氧化甲基氢醌的反应，观察不同方式对Mb-Cu模拟酶催化反应的影响，其结果如图4-7所示。由图可知，反胶束体系中Mb-Cu模拟酶催化过氧化氢氧化甲基氢醌的反应中，微波辅助催化反应中Mb-Cu模拟酶的催化活性高于水浴加热反应中的催化活性，表明在反胶束体系中微波辐射辐射比水浴加热有更大的优势，可以加快反应速率，提高Mb-Cu模拟酶的催化活性。该结果与微波辐射在非水相酶催化反应中相似[120-121]，出现这种结果可能是由于微波辐射能够影响Mb-Cu模拟酶的活性中心，使其活性部位更好地与底物结合，从而增大了模拟酶的催化活性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高粱蛋白的碱法提取工艺及营养价值评价[J]. 李浩丽,尹方平,孙旭阳,汤晓智. 安徽农业大学学报. 2019(04)
[2]利用双子表面活性剂辅助制备纳米材料和介孔材料的研究进展[J]. 鲍艳,刘盼,郭佳佳. 材料导报. 2019(21)
[3]金属卟啉在催化反应中的应用[J]. 白发红,刘秀方,冯建营,金欣. 化工科技. 2019(04)
[4]金属卟啉合成及其催化氧化机理研究进展[J]. 史娜,任清刚,李观亮. 山东化工. 2019(14)
[5]碱法提取紫小麦麸皮蛋白质的条件优化[J]. 赵琦,赵妍. 河南工业大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]辣根过氧化物酶直接电化学传感器检测过氧化物的研究[J]. 曹嫱,杨绍明,杨杰,张小荣,柏朝朋,滕渝. 分析测试学报. 2019(03)
[7]基于NH2-MIL-101（Fe）过氧化物模拟酶特性测定葡萄糖[J]. 万路,黄玉明,奉萍. 西南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[8]双羟基Gemini表面活性剂的溶液性能及其聚集形态[J]. 钱逢宜,李蓉,任学宏. 精细化工. 2019(07)
[9]反胶束萃取对大豆分离蛋白结构和特性的影响[J]. 张倩,陈复生. 食品科学. 2019(07)
[10]铜离子配位甲烷氧化菌素功能化纳米金模拟过氧化物酶的研究[J]. 李春雨,辛嘉英,林惠颖,张悦,夏春谷. 分子催化. 2017(05)
博士论文
[1]金属配合物及其金属胶束模拟水解酶和过氧化物酶的研究[D]. 胡伟.四川大学 2007
硕士论文
[1]甲烷氧化菌素功能化纳米金的铜配位组装及拟酶活性[D]. 李春雨.哈尔滨商业大学 2018
[2]反胶束制备核桃蛋白的工艺及结构与功能性研究[D]. 陈玉婷.济南大学 2017
[3]金属酞菁/MCM-41的制备及其催化氧化反应[D]. 孙倩.大连理工大学 2015
[4]木素过氧化物酶在新型反胶束中的催化特性及稳态动力学研究[D]. 方振敏.湖南大学 2013
[5]环糊精葡萄糖基转移酶Toruzyme 3.0L催化水解淀粉改性甜菊甙（St）的研究[D]. 李薇.江南大学 2011
[6]固定化Candida antarctica B脂肪酶催化合成中碳甘油二酯和月桂酸蔗糖酯的研究[D]. 胡丹静.江南大学 2011
[7]微波耦合酶催化反应中酶的光谱特性研究[D]. 闵瑞.江南大学 2008
[8]微波辐射—酶耦合催化（MIECC）效应的研究[D]. 孙诗雨.江南大学 2007
[9]四氮杂环蕃CP44的修饰、分子识别和含氮杂环二茂铁磺酰胺的合成研究[D]. 朱爱林.西北大学 2004
本文编号：3604779
【文章来源】：哈尔滨商业大学黑龙江省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mb结构[12]（a）与配位结合方式
2甲烷氧化菌素-铜拟酶配合物合成及反胶束体系构建-25-胶束体系中电导率均没有大幅增加的现象存在，据此推断反胶束体系处于球形单相区，形状规整，体系稳定，可以用作微反应器。2.4.7含水量对反胶束粒径的影响由于三种反胶束中粒径与含水量的关系趋势相同，以CTAB为例观察含水量与胶束粒径的关系。配置浓度为310-2mol/L的CTAB反胶束，设定含水量w分别为0、5、10、15、20、25、30、35，观察含水量对胶束粒径的影响。含水量与反胶束粒径的关系如图2-11所示。图2-11含水量对粒径的影响Fig.2-11Effectofwatercontentonparticlesize由图可知，当表面活性剂浓度不变时含水量增大反胶束粒径也随之增大，同时胶束分布范围也有变化。未增溶水时反胶束的粒径较小，且分布较窄，当体系中有少量水增溶后胶束粒径略有增加，继续增大含水量可以发现胶束粒径逐渐增大，且粒径分布范围变大，当含水量为35时反胶束粒径为31.68nm。表明含水量适中时的反胶束的粒径比较均匀。这是由于含水量能够影响反胶束的界面膜强度，含水量较低时水核中多为结合水，当含水量增大到一定程度后，水核中自由水含量的增加导致界面膜强度的降低，水核的运动速度以及碰撞频率均被增强，容易发生团聚也容易引起反胶束中界面膜发生破裂。2.4.8陈化时间对反胶束体系的影响配置浓度为310-2mol/L的CTAB、AOT和Brij35反胶束，加入适量的水溶液，观察时间对反胶束体系的影响，其变化规律如图2-12、2-13。由图可知无论是阳离子型CTAB反胶束、阴离子型AOT反胶束还是非离子型Brij35反胶束，随着时间的延长，初期粒径略有增大，可能是由于刚制备好的反胶束系统不是特别稳定，继续延长时间粒径基本保持不变，此时体系趋于稳定。表明反胶束体系可以
4微波辅助反胶束体系中Mb-Cu的拟酶催化反应-54-酶的平均活性为5.26710-3mol/L·s。实际结果与响应面预测值的拟合性良好，证明了微波对反胶束中模拟酶催化有较大的促进效果，可以缩短时间加快反应速率。图4-6因素交互作用效果图Fig.4-6Interactiondiagramoffactors4.4.6微波辐射与水浴加热方式对Mb-Cu拟酶活性的影响将Mb-Cu过氧化物酶模拟酶分别采用微波辐射与传统加热的方式进行催化过氧化氢氧化甲基氢醌的反应，观察不同方式对Mb-Cu模拟酶催化反应的影响，其结果如图4-7所示。由图可知，反胶束体系中Mb-Cu模拟酶催化过氧化氢氧化甲基氢醌的反应中，微波辅助催化反应中Mb-Cu模拟酶的催化活性高于水浴加热反应中的催化活性，表明在反胶束体系中微波辐射辐射比水浴加热有更大的优势，可以加快反应速率，提高Mb-Cu模拟酶的催化活性。该结果与微波辐射在非水相酶催化反应中相似[120-121]，出现这种结果可能是由于微波辐射能够影响Mb-Cu模拟酶的活性中心，使其活性部位更好地与底物结合，从而增大了模拟酶的催化活性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]高粱蛋白的碱法提取工艺及营养价值评价[J]. 李浩丽,尹方平,孙旭阳,汤晓智. 安徽农业大学学报. 2019(04)
[2]利用双子表面活性剂辅助制备纳米材料和介孔材料的研究进展[J]. 鲍艳,刘盼,郭佳佳. 材料导报. 2019(21)
[3]金属卟啉在催化反应中的应用[J]. 白发红,刘秀方,冯建营,金欣. 化工科技. 2019(04)
[4]金属卟啉合成及其催化氧化机理研究进展[J]. 史娜,任清刚,李观亮. 山东化工. 2019(14)
[5]碱法提取紫小麦麸皮蛋白质的条件优化[J]. 赵琦,赵妍. 河南工业大学学报(自然科学版). 2019(03)
[6]辣根过氧化物酶直接电化学传感器检测过氧化物的研究[J]. 曹嫱,杨绍明,杨杰,张小荣,柏朝朋,滕渝. 分析测试学报. 2019(03)
[7]基于NH2-MIL-101（Fe）过氧化物模拟酶特性测定葡萄糖[J]. 万路,黄玉明,奉萍. 西南大学学报(自然科学版). 2019(03)
[8]双羟基Gemini表面活性剂的溶液性能及其聚集形态[J]. 钱逢宜,李蓉,任学宏. 精细化工. 2019(07)
[9]反胶束萃取对大豆分离蛋白结构和特性的影响[J]. 张倩,陈复生. 食品科学. 2019(07)
[10]铜离子配位甲烷氧化菌素功能化纳米金模拟过氧化物酶的研究[J]. 李春雨,辛嘉英,林惠颖,张悦,夏春谷. 分子催化. 2017(05)
博士论文
[1]金属配合物及其金属胶束模拟水解酶和过氧化物酶的研究[D]. 胡伟.四川大学 2007
硕士论文
[1]甲烷氧化菌素功能化纳米金的铜配位组装及拟酶活性[D]. 李春雨.哈尔滨商业大学 2018
[2]反胶束制备核桃蛋白的工艺及结构与功能性研究[D]. 陈玉婷.济南大学 2017
[3]金属酞菁/MCM-41的制备及其催化氧化反应[D]. 孙倩.大连理工大学 2015
[4]木素过氧化物酶在新型反胶束中的催化特性及稳态动力学研究[D]. 方振敏.湖南大学 2013
[5]环糊精葡萄糖基转移酶Toruzyme 3.0L催化水解淀粉改性甜菊甙（St）的研究[D]. 李薇.江南大学 2011
[6]固定化Candida antarctica B脂肪酶催化合成中碳甘油二酯和月桂酸蔗糖酯的研究[D]. 胡丹静.江南大学 2011
[7]微波耦合酶催化反应中酶的光谱特性研究[D]. 闵瑞.江南大学 2008
[8]微波辐射—酶耦合催化（MIECC）效应的研究[D]. 孙诗雨.江南大学 2007
[9]四氮杂环蕃CP44的修饰、分子识别和含氮杂环二茂铁磺酰胺的合成研究[D]. 朱爱林.西北大学 2004
本文编号：3604779
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