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《中国石油大学》 2009年
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磁性纳米颗粒的制备和表征及在脂肪酶固定化方面的研究

孟刚  
【摘要】: 磁性四氧化三铁纳米颗粒具有粒径小、灵敏度高、毒性低、磁响应性强、原料易得等优点。脂肪酶能够催化酯的生成和水解,但是由于脂肪酶是在游离的状态下应用的,所以很难实现对脂肪酶的回收,不能很好的起到催化的作用。将脂肪酶固定到修饰的磁性四氧化三铁纳米颗粒表面既便于回收脂肪酶,又可以提高固定后脂肪酶的活性。 本文采用共沉淀法合成Fe3O4纳米颗粒。分别考察了nFe2+/nFe3+的比值、铁的浓度、pH值、反应温度、氨水浓度、搅拌速度、氨水滴加速度等影响因素对Fe3O4纳米颗粒生成的影响,得出最适宜制备Fe3O4纳米颗粒的实验条件。结果表明:当n(Fe2+)/n(Fe3+)=1:2、铁总浓度为0.9mol/L、反应的pH值在9-10之间、反应温度为40℃、C(氨水)=3mol/L、搅拌速度为800rpm、氨水滴加速度为10mL/min时,得到的Fe3O4样品的粒径分布均匀,粒径较小。用3-氨丙基三乙氧基硅烷和不同烷基链长度的硅烷作为表面修饰剂,修饰合成的Fe3O4纳米颗粒。通过透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、傅立叶转变红外光谱仪(FTIR)分析表面修饰的四氧化三铁纳米颗粒得出:表面修饰后的磁性纳米颗粒粒径分布均匀、单分散性好、表面具有所要修饰的官能团、磁性没有发生明显的改变。 此外,采用化学共价法将脂肪酶固定于戊二醛修饰的Fe3O4纳米颗粒表面上,采用物理吸附法将脂肪酶固定于不同碳链长度的疏水性Fe3O4纳米颗粒表面上。测定了固定脂肪酶的质量和脂肪酶的活性及反复使用活性。采用紫外吸收法测定脂肪酶的浓度。采用脂肪酶催化对硝基苯乙酸酯分解的方法测定固定脂肪酶的活性,通过紫外可见分光光度计(UV-Vis)测定对硝基苯基乙酸酯分解生成的对硝基苯酚的量,来计算固定脂肪酶的催化活性。由实验可以得出:表面修饰后的磁性Fe3O4纳米颗粒固定脂肪酶的质量明显多于没有经过表面修饰的Fe3O4。纳米颗粒固定脂肪酶饱和时,在亲水性和疏水性Fe3O4纳米颗粒表面固定脂肪酶的活性分别为0.25×10-6mol/min·mg和2.1×10-6mol/min·mg。并且疏水性的Fe3O4纳米颗??面固定脂肪酶的反复使用活性能够长期维持不变。 金由于具有化学性质稳定、无毒、制备过程简单等特点,特别是金被含巯基的有机物修饰后,其表面表现出的有机物的多样性,使之成为了理想的包覆材料之一。制备的核-壳Fe3O4@Au磁性纳米颗粒通过用巯基十一烷酸进行表面修饰,在N-(3-二甲基氨丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐的活化作用下,实现对脂肪酶的固定。并且也测定了固定脂肪酶的活性及反复使用活性。在核-壳Fe3O4@Au磁性纳米颗粒表面固定脂肪酶的活性为0.8×10-6mol/min·mg。固定的脂肪酶能够长期反复使用。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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5 成文凯;硼酸基功能化磁性纳米颗粒的制备、表征及应用[D];浙江大学;2014年
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8 刘煌;功能性磁性纳米颗粒制备及在重金属和致病菌分离的初步应用[D];浙江工商大学;2012年
9 牛文国;磁性纳米颗粒的制备与研究[D];首都师范大学;2009年
10 刘倩;水溶性量子点和磁性纳米颗粒的合成新方法[D];兰州大学;2009年
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