新型疏水性酶载体的合成及其性能研究.pdfVIP

离子交换与吸附，2014，30(2)：177～182 ION EXCHANGEANDADS0RPTION 文章编号：1001—5493(2014)02—0177—06 新型疏水性酶载体的合成及其性能研究 陈 利 唱润芳 李晓蒙 于浩峰 马 苓 崔 强 金晓农料 路延龄 天津南开和成科技有限公司，天津 300270 摘要：研究了聚丙烯酸酯类疏水性固定化酶载体 (包括环氧基和胺基)的合成，旨在提高载体 固载酶的性能。结果表 明，所得载体的孔结构适合 固定化青霉素酰化酶、D一氨基酸氧化酶、 DL．7．ACA酰化酶、头孢菌素C酰化酶等。固定化D一氨基酸氧化酶的酶活与载体的含水量 f与 其孔结构相关)有密切的关系；载体的突出优点是固载酶时，酶的固定化效率可高达50％。 关键词：固定化酶载体；疏抽}生．固定化效率：酶活回收率 中图分类号：rQ425 文献标识码：A 1前 言 生物技术中的固定化酶的制备及其应用在近年来得到了蓬勃发展，对制药行业生产技 术水平的提升发挥了推动作用。不仅可以简化工艺，降低生产成本，还可大大减轻环境污 染，因此固定化酶技术有非常广阔的发展前途 。 近年来已有多种固定化酶载体和载酶方法应用于工业生产。其中，关于合成高分子载 体的研究和所获得的工业应用最多。高分子载体中又以丙烯酸酯和丙烯酰胺型骨架、环氧 基或胺基活性基团的载体为主。酶的固定方法主要是环氧基键合法、戊二醛活化键合法、 吸附交联法等比较简便的方法。从实际应用来说，这些载体和固载方法已能够满足工业应 用的许多要求。但新的研究成果不断地出现，主要是载体及固定化酶性能的提高、使用方 法改进及应用领域的开发，这些都进一步显示出固定化酶技术的巨大优势。 交联聚丙烯酸酯型载体是疏水性的。范培萍等以丙烯酸 甲酯与衣康酸双烯丙酯为原料 制得的疏水性共聚体。后又用二乙烯三胺经适度胺化，具有了一定的亲水性，对枯草杆菌 蛋 白酶的吸附量有明显的增大，固定酶的相对活力达到 10～15％左右…。 后来的研究认为，固定化酶载体要有 良好的亲水性能，在水溶液中充分溶胀，这有利 于酶分子进入载体内部，与骨架上的环氧基团键合。因此，用甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA) 和亲水性单体，如N，N一亚甲基双丙烯酰胺 (MBAA)、N．乙烯吡咯烷酮 (NVP)、丙烯酰胺 ’ 收稿 日期：2013年 11月27日 作者简介：金晓农(1960-)，女，天津市人，副研究员． E-mail：xiaonongjin@tjhecheng．tom ·178· IonExchangenadAdsorption 2014年 4月 (AM)等，制备亲水性的固定化酶载体[2-3]，成为近十年来中国固定化酶载体研究与应用的 主流。 研究表明，酶的固定化可包括吸附、键合两个过程4【】。前面的吸附对后面的键合起促 进作用。因此载体的疏水性对酶的固定化 (通过键合)是有利的。 亲水性单体 (MBAA，NVP)与环氧基单体 (GMA，亲油性)共聚需采用反相悬浮聚 合的方法 。而 GMA若与油性交联剂双 甲基丙烯酸乙二醇酯 (GDMA)进行正相悬浮聚合， 则可更容易地合成疏水性环氧基 固定化酶载体，这种酶载体应该适合于非水相的酶催化反 应。此种载体尚未见报道。 本文主要围绕疏水性载体载酶性能开展研究，并探讨 了载体结构对 固定化酶活性的影 H向。 2实验部分 2．1 主要试剂与仪器 共聚单体： 甲基丙烯酸缩水甘油酯 (GMA，纯度 98％)，双 甲基丙烯酸乙二醇酯 (GDMA，纯度 99％)，均为市售工业品；甲基丙烯酸 甲酯 (MMA，纯度 99％)，天津化学 试剂研究所；其它有机试剂：偶氮二异丁腈，甲苯，环己醇，丙酮等，均为市售工业品： 头孢菌素氧化酶，华药生产；青霉素酰化酶，购 自浙江顺风海德尔有限公司。 仪器：Watersprep4000型高效液相色谱仪；安捷伦 6842型气相色谱仪；BET氮吸附 比表面积测定装置，自制；瑞士万通848型 自动滴定仪。 2．2 环氧基载体制备 在带搅拌装置及冷凝器的四口反应瓶中，按一定比例投入水、明胶 ，然后投入配好