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问题:

题目:磁性复合微球的制备及其固定化酶的研究

关键词:磁性纳米粒子,复合微球,表面原子转移自由基聚合,固定化果胶酶

参考答案:

  参考解析


随着生物医学和生物工程相关领域研究的发展,具有表面效应、尺寸效应、生物相容性、功能基团等特性的功能性聚合物微球,在生物技术、医药卫生、情报信息、分析计量及色谱分离等领域都有着重要的应用。其中磁性聚合物微球在近几十年来得到了充分的发展。磁性聚合物微球是指通过适当的方法使聚合物与无机磁性粒子反应形成具有一定磁性及特殊结构的复合微球。与常规微球相比,具有超顺磁性的磁性聚合物微球能够在外加磁场的作用下迅速从混合物中分离出来,这为生物分离和检测方法提出了新的思路,也给功能材料的研发带来了新的发展方向。
本论文通过表面原子转移自由基聚合们称(SI-ATRP)制备新型复合载体材料,通过将现代纳米材料技术和生物固定化技术相结合,研究开发新型的固定化果胶酶,为生物酶营造一种生物友好的微环境,使酶的活性和稳定性提高。具体内容如下:
1. 通过表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备SiO2-g-PNIPAM/Fe3O4温敏性的磁性复合微球,并利用其来固定果胶酶,分别研究了pH和温度对固定化果胶酶活性的影响,固定化果胶酶的重复利用性和动力学参数。研究发现, 固定化果胶酶pH和温度范围都得到了宽化,并且在固定化果胶酶的酶载量高达354.5 mg/g时,载体本身仍能保持较好的稳定性。但是其重复利用性稍差,这可能是因为Fe3O4磁性粒子在复合微球的外层,反复使用过程中容易脱落造成酶的回收利用性变差而致。
2. 为了稳定磁性纳米颗粒,限制它们的聚集,在反复使用过程中不易脱落,提高磁性粒子的稳定性。通过表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备Fe3O4/SiO2-g-PNIPAM温敏性复合微球。用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、全自动X射线衍射(XRD)、EDS能谱分析以及X-射线光电子能谱(XPS)来对样品的结构进行表征,结果显示:所合成物质为目标产物Fe3O4/ SiO2-g-PNIPAM温敏性复合微球。
3. 通过表面原子转移自由基聚合(SI-ATRP)制备Fe3O4/SiO2-g-PNIPAM温敏性复合微球,并以该复合材料为载体来固定果胶酶。该载体为果胶酶提供了温和、方便的固定化环境,对酶的催化活性起到了很好的保护作用。研究结果表明:固定化果胶酶在pH为3.0~6.0范围内仍能保持较高的酶催化活性。将固定化果胶酶重复利用6次以后,还能保持约60%的酶催化活性。这与我们第一个工作相比较,重复利用性得到了提高。

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