磁性纳米粒子固定化酶的制备及与玉米须多糖的作用研究

发布时间：2017-11-19 04:16

本文关键词：磁性纳米粒子固定化酶的制备及与玉米须多糖的作用研究

【摘要】：背景：玉米须是禾本科作物玉米的干燥花柱和柱头，我国玉米须资源极为丰富，但绝大多数玉米须被掘弃，并未充分利用，药理实验及临床应用表明其含有的多糖成分对糖尿病具有很好的疗效，若能明确其降血糖机制，开发及应用玉米须作为药用资源具有广阔的前景。抑制人体内α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的活性可以降低人体血糖水平，，可以就玉米须多糖对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的作用进行研究，游离的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶与多糖溶液混合后无法测定活力，如果游离酶经过磁性纳米粒子固定化，酶可以通过外加磁场吸出，测定与玉米须多糖溶液作用后的活力变化。固定化酶在食品学领域的应用非常广泛；固定化所用酶价格昂贵，为节约经费，争取对酶的利用达到最大化。主要研究工作如下：（1）目的是探讨磁性纳米粒子制备的最适方法，选出效果最好的粒子固定酶。通过两种方法制备磁性纳米粒子，一种方法是通过化学共沉淀法制备Fe3O4（MNP）裸磁珠，外面包裹易改性的SiO2层得到硅涂层磁性纳米粒子（SMNP），加入3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTS）对粒子表面改性，连接功能基团氨基，制备氨基功能化硅涂层磁性纳米粒子（AMNP）；另一种方法是在高温高压下一步合成氨基化的Fe3O4磁性纳米粒子制备氨基磁性纳米粒子，氨基磁性纳米粒子与聚丙烯酸（PAA）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）进行偶联，连接羧基功能基团，用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺（EDC）对羧基进行活化，制备羧基磁性纳米粒子。通过与牛血清白蛋白（BSA）的结合量考察各种粒子活性，透射电镜（TEM）表征其形貌和粒径，傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证功能基团。结果显示几种粒子形貌均匀、分散性良好，具有超顺磁性，AMNP和氨基磁性纳米粒子成功地连接上氨基功能基团，羧基磁性纳米粒子连接上氨基功能基团和羧基功能基团。一步法制备的氨基磁性纳米粒子和羧基磁性纳米粒子的分散性、与BSA的结合量等均优于化学共沉淀法制备的AMNP。最终我们选择一步法制备的氨基磁性纳米粒子和羧基磁性纳米粒子作为固定酶的载体。（2）目的是制备磁性纳米粒子固定化α-淀粉酶和固定化α-葡萄糖苷酶，选出效果最好的固定化酶与玉米须多糖溶液作用。用氨基磁性纳米粒子和羧基磁性纳米粒子固定化酶，所用酶为四种不同来源不同纯度的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶；探讨游离酶纯度对固定化率的影响；比较两种粒子不同条件下酶的结合量和固定化后的酶活力变化，并考察固定化酶的最佳pH、操作稳定性。结果显示氨基磁性纳米粒子和羧基磁性纳米粒子均未固定上纯度低的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，都固定上纯度高的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，固定化酶的的pH稳定性和操作稳定性（重复使用率）优于游离酶，其中羧基磁性纳米粒子具有更好的效果。因此我们认为酶的纯度是影响酶的固定化率的因素之一，最终我们选择羧基磁性纳米粒子固定化酶与玉米须多糖溶液作用。（3）目的是使固定化酶与玉米须多糖溶液作用后可吸出，测定酶活力变化，推测玉米须多糖的降血糖机制，是否包括对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用。我们选择羧基磁性纳米粒子固定化α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，与玉米须多糖溶液反应一段时间，去离子水做空白对照，分别测定两种酶的活力变化。结果显示固定化α-淀粉酶活力随着与玉米须多糖溶液作用时间的延长呈现逐渐下降的趋势，8h后活力全失；固定化α-葡萄糖苷酶也呈现逐渐下降的趋势，12h后活力全失；而与去离子水作用的固定化酶活力基本没有变化。说明玉米须多糖中存在α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制剂，提示玉米须多糖降血糖机制包括抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性。
【学位授予单位】：广西医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R151.2

【参考文献】

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