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用于生物催化的磁性纳米颗粒固定化酶研究

作　者: 金欣
导　师: 赵元弟
学　校: 华中科技大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 磁性纳米颗粒固定化酶菜籽饼粕生物催化
分类号: R318.0
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 46次
引　用: 1次
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内容摘要

近几十年,各种有关固定化酶技术和载体材料的研究都取得了重大发展。固定化酶的原理是通过物理或者化学方法将酶固定在载体上,使其既保持酶的天然活性,又便于与反应液分离达到重复利用的效果。众多研究结果表明,固定化酶在很多方面表现出比游离酶更为优越的性能。磁性纳米颗粒作为一种新型的复合材料,凭借着其良好的生物相容性和独特的磁性性能,在磁性生物分离和检测、临床诊断和治疗、药物靶向运输、固定化酶载体等生物医学领域有着广阔的应用前景。利用磁性纳米颗粒作为固定化酶的载体,使之能够在外加磁场的作用下方便快捷的实现分离回收,为酶在连续化生产中的重复使用提供了一条可行途径。此类载体的核心由磁性纳米颗粒组成,外面包被有一层有机或无机分子的壳,通过这种表面修饰的方法可以在载体表面引入多种反应性功能基团（如羟基、氨基、巯基等）,因此,该载体可以连接酶、抗体、核酸等生物分子,已被广泛地用于生物学和医学研究。本文介绍了一种新型的磁性纳米颗粒固定化酶的制备方法及其生物催化领域的应用。首先,分别利用热分解法和化学共沉淀法合成磁性Fe₃O₄纳米颗粒,在比较优劣后,选用了化学共沉淀法制得的直径约为25.4 nm的Fe₃O₄纳米颗粒作为固定化酶的载体。之后将3-氨丙基-三乙氧基硅烷修饰到该Fe₃O₄颗粒表面,然后又利用双硫氰苄作为偶联剂,将碱性蛋白酶共价偶联到该磁性纳米载体表面,由此得到磁性纳米颗粒固定化酶。进一步实验表明,该固定化酶对酪素进行催化水解时酶活力可达到2875 U/mL,且比游离酶具备更好的稳定性,放置60天后酶活力依然能保持98.63±2.37 %。重复使用了7次之后,依然能保持52 %以上的酶活力。在利用其酶解实际样品菜籽饼粕中的蛋白时,水解度可达到9.86 %。该工作为活性多肽的连续化酶解催化生产提供了一个可行的途径。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-25
  1.1 磁性纳米颗粒的性质  9-12
  1.2 磁性纳米颗粒的表面修饰  12-16
  1.3 磁性纳米颗粒的生物应用  16-19
  1.4 酶的固定化技术  19-21
  1.5 本课题的主要研究内容  21-25
2 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的制备  25-33
  2.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的制备  25-27
  2.2 结果与讨论  27-32
  2.3 本章小结  32-33
3 磁性纳米颗粒固定化酶  33-41
  3.1 氨基硅烷修饰磁性Fe_3O_4纳米颗粒  33-34
  3.2 磁性纳米颗粒固定化酶  34-35
  3.3 结果与讨论  35-40
  3.4 本章小结  40-41
4 磁性纳米颗粒固定化酶酶学性质的研究  41-51
  4.1 固定化酶催化活性的检测  41-42
  4.2 固定化酶对菜籽饼粕水解度的检测  42
  4.3 结果与讨论  42-49
  4.4 本章小结  49-51
5 全文总结  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-60
附录1 攻读学位期间发表论文目录  60

用于生物催化的磁性纳米颗粒固定化酶研究

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