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漆酶在交联聚乙二醇二丙烯酸酯上的固定化及性能研究

作　者: 孟庆辉
导　师: 王炎
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 工业催化
关键词: 固定化漆酶交联聚乙二醇二丙烯酸酯催化降解
分类号: O629.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

酶是一种生物催化剂,游离酶存在的缺点已经不能适应现代工业生产的需要,固定化材料的选择是固定化酶研究的重点。交联聚乙二醇二丙烯酸酯是一种高分子聚合物材料,性质温和,吸水性强,其独特的结构和性能使其可能成为漆酶固定化的潜在载体。以聚乙二醇（600,6000,20000）为原料采用醇-酰氯法合成了不同分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯（polyglycol diacrylate）,进一步在偶氮二异丁腈引发下得到交联聚乙二醇二丙烯酸酯（cross-linked polyglycol diacrylate）载体,并研究了载体对漆酶的固定化效果。结果表明:交联PEG（20000）DA对漆酶的固定化效果最好;最佳交联条件为:交联剂浓度为0.5%,交联温度为175℃,交联时间为30min。对漆酶固定化优化的最佳条件为:pH为3.5的缓冲液稀释10³倍的漆酶溶液,固定4h,4℃下静置15h,加酶液量为30mL/0.1g载体,此时漆酶在载体上的负载量为0.792mg/g。固定化漆酶最适温度为60℃;最适pH为3.5;米氏常数为3.37×10^-4mol/L;酶活为54.57U/（g·min）,即单位质量漆酶的活性为68.90U/（mg·min）;固定化效率为54.3%。结果表明,固定化漆酶在不同的pH值下放置1h,当pH值在3⁵时酶活保留在80%以上;使用7批次的固定化漆酶的酶活回收达到60%以上,其他批次酶活损失很少;放置20天的样品,固定化漆酶酶活基本没变;70℃下进行固定化漆酶的热稳定性测试,发现随着时间延长,固定化漆酶的活性比游离漆酶下降速率要慢得多,说明热稳定性得到了有效提高。采用固定化漆酶对2,4-二氯苯酚进行降解实验,研究了pH值、底物浓度和酶量以及时间对降解的影响。实验表明,固定化漆酶降解2,4-二氯苯酚的最适pH为6.5;底物浓度为20mg/L时降解24h效果最好,降解率达到85%;当固定化酶质量:酚质量=143:1（蛋白质量:酚质量=1:8.889）时,24h内的降解效率最高;固定化漆酶对2,4-二氯苯酚的降解效率要高出游离漆酶10倍以上。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-24
  1.1 课题背景  10-22
    1.1.1 国内外酶固定化研究现状  12-20
    1.1.2 固定化漆酶的应用  20-22
  1.2 选题的意义和主要的研究内容  22-24
    1.2.1 选题的意义  22-23
    1.2.2 主要研究内容  23-24
第2章材料与试验方法  24-33
  2.1 试剂与仪器  24-27
    2.1.1 主要试剂  24-25
    2.1.2 主要溶液配制  25-26
    2.1.3 主要仪器  26-27
  2.2 试验方法  27-33
    2.2.1 载体制备方法  27-29
    2.2.2 产物性质测试及表征  29
    2.2.3 漆酶的固定化方法  29
    2.2.4 酶学性质研究方法  29-32
    2.2.5 催化降解2,4-二氯苯酚(DCP)的反应  32-33
第3章交联聚乙二醇二丙烯酸酯的制备  33-45
  3.1 制备原理  33-34
  3.2 聚乙二醇二丙烯酸酯的合成  34-36
    3.2.1 丙烯酰氯的制备  34
    3.2.2 PEGDA的制备  34
    3.2.3 后处理  34-35
    3.2.4 分析讨论  35-36
  3.3 交联聚乙二醇二丙烯酸酯的制备  36-38
    3.3.1 制备方法  36-37
    3.3.2 交联温度的选择  37
    3.3.3 交联剂浓度的选择  37
    3.3.4 交联时间的选择  37-38
  3.4 物理性质测试  38-40
    3.4.1 PEGDA物理性质测试  38-39
    3.4.2 CLPEGDA的物理性质测试  39-40
  3.5 红外光谱测试  40-43
  3.6 N_2吸附-脱附测试  43
  3.7 本章小结  43-45
第4章漆酶固定化工艺条件研究  45-60
  4.1 固定化漆酶的最佳载体选择  45-49
    4.1.1 初筛  45-47
    4.1.2 交联剂浓度对固定化漆酶酶活的影响  47-48
    4.1.3 交联时间对固定化漆酶活性的影响  48
    4.1.4 交联温度对固定化漆酶活性的影响  48-49
  4.2 漆酶固定化工艺条件的选择  49-54
    4.2.1 固定化时间的选择  49-50
    4.2.2 静置时间的选择  50-51
    4.2.3 漆酶给酶量的选择  51-52
    4.2.4 固定化pH的选择  52-53
    4.2.5 PBS浓度选择  53-54
  4.3 最佳载体性能评价及表征  54-58
    4.3.1 载体表征  54-56
    4.3.2 物理性质测试  56
    4.3.3 固定化漆酶活性测试  56
    4.3.4 固定化效率  56-57
    4.3.5 固定化酶量  57-58
  4.4 本章小结  58-60
第5章固定化漆酶的酶学性质研究  60-74
  5.1 理化性质研究  60-64
    5.1.1 最适pH值  60-61
    5.1.2 最适温度  61-62
    5.1.3 米氏常数  62-64
  5.2 稳定性研究  64-68
    5.2.1 pH值稳定性研究  64-65
    5.2.2 热稳定性研究  65-66
    5.2.3 使用稳定性研究  66-67
    5.2.4 放置稳定性研究  67-68
  5.3 固定化漆酶对2,4-二氯酚(DCP)的降解研究  68-72
    5.3.1 游离漆酶与固定化漆酶降解DCP比较研究  68-69
    5.3.2 降解过程的影响因素研究  69-71
    5.3.3 固定化漆酶使用批次研究  71-72
  5.4 本章小结  72-74
结论  74-76
参考文献  76-84
攻读学位期间发表的学术论文  84-85
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明  85
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书  85
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理  85-86
致谢  86

漆酶在交联聚乙二醇二丙烯酸酯上的固定化及性能研究

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