氧化硅介孔泡沫材料的制备及其木瓜蛋白酶固定化.pdf

摘要 摘 要 Mesocellular 氧化硅介孔泡沫材料(Siliceous Foams，MCF)是一种具有超大 介孔和三维热稳定性的新型材料，是目前所合成的硅基介孑L材料中孔径最大的一 类材料，因其较大的孔径、孔容及特殊的窗口连接的三维结构，在对酶分子的固 定方面具有较大的应用前景。本文对氧化硅介孔泡沫材料进行了制备和结构表 征，并且以此为载体对木瓜蛋白酶进行了固定化，考察了载体的微环境和固定化 条件对酶固定化效率的影响，深入研究了固定化木瓜蛋白酶的性质和稳定性。 为前驱体在酸性条件下通过水热法合成大孔径的氧化硅介孔泡沫材料。一方面， 引入1，3，5一三甲苯(TMB)和氟化铵来实现孔径和窗口尺寸的调变，成功地合成了 孔径从12．4到30．1眦、窗口尺寸从3．2到18．5nln的氧化硅介孔泡沫材料；另 一方面，利用接枝法以丫一氨丙基三甲氧基硅烷为有机修饰源合成了氨基修饰的 氧化硅介孔泡沫材料。 木瓜蛋白酶在不同窗口尺寸及氨基修饰的氧化硅介孔泡沫材料载体上的固 定化研究表明，酶固定化效果与载体的窗口尺寸相关，当载体的窗口尺寸与酶分 子的大小接近时，酶固定量和活力最大；氨基修饰后的载体对木瓜蛋白酶的固定 7．0、温度37℃、 具有更大的固定化效率。酶的固定化条件优化结果显示，在pH 固定化时间6h、给酶浓度0．67．mg／ml的条件下，酶的固定化效果最佳。 与游离酶相比，在最佳固定化条件下制备的固定化木瓜蛋白酶，其最适反应 温度提高了10℃，最适pH向碱性方向偏移O．5个单位。固定化木瓜蛋白酶的米 氏常数Km为6．99x10dmol／L。在4℃条件下放置60d后，固定化酶的剩余活 力仍保持75％以上，操作八批次后，酶活保留60．3％。与游离酶相比，固定化木 瓜蛋白酶的pH稳定性、热稳定性、操作稳定性和储藏稳定性都有了较大改善， 有利于酶的重复使用和储存。氧化硅介孔泡沫材料是一种良好的固定木瓜蛋白酶 的载体，显示了较好的工业应用前景。 关键词氧化硅介孔泡沫材料；固定化酶；微环境：木瓜蛋白酶：稳定性 ABSTRACT ABSTRACT Siliceousmesocellular newmaterial谢t11continuous3D foam(MCF)，a pore structureconnectedwindow,the size toother largest mesoporous by pore compared materialsand beoneofthemost hi曲hydrothermalstability,may promisingsupponS for immobilization．Asan enzyme environmentlyfriendly reactions and under can somechemical efficiently enzymecatalyze highlyselectively reactionconditions．Thisdissertationfocusesonthe andstmcture gentle preparation characterizationofMCF