收藏本站
《湖南大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

磁性纳米颗粒固定纤维素酶和产酶丝状真菌转化的研究

廖红东  
【摘要】:纤维素酶是一组具有纤维素降解能力酶的总称,它们协同作用可以将纤维素物质水解成简单糖,进而发酵产生乙醇,从而应用于农业、再生能源以及环境保护等领域。将已商业化的分泌型木霉生产的多组分纤维素酶有效固定化,不仅可以提高酶的稳定性、重复性,降低应用成本,还能为其他大分子底物的多酶体系的合理共固定研究奠定基础。本研究主要开展磁性纳米颗粒固定化纤维素酶和丝状真菌转化系统研究,获得了以下主要研究结果: 一、以Fe_2O_3纳米颗粒和聚乙烯醇为载体物理交联固定纤维素酶方法的建立。采以Fe_2O_3纳米颗粒为载体,以聚乙烯醇为包覆物和交联物对纤维素酶进行反复冻融固定,形成了催化性质稳定的固定化复合物。采用透射电镜、红外光谱仪、振动样品磁强度计对固定化酶复合体进行了表征,结果显示:固定化酶凝胶团由大小约1μm的微凝胶团组成,微胶团内含10 nm左右的Fe_2O_3纳米颗粒。对影响固定化因素的研究发现:当pH为6,固定化时间为11 h,纤维素酶/PVA为4,PVA/Fe为50时,固定化纤维素酶效果最高。通过该方法固定后酶活回收率达42%,经过5次反应后的固定化酶相对酶活力仍保留50%以上。结果表明:基于Fe_2O_3纳米颗粒和聚乙烯醇为载体的反复冻融法可以有效固定纤维素酶。 二、以牛血清蛋白(BSA)为模式蛋白,建立了采用硅油/Span80微乳体系固定化蛋白质的方法,并探讨了pH对固定化蛋白质在复合物空间分布的影响。对制备的BSA / PVA /Fe_2O_3纳米颗粒复合物进行酶联免疫、粒径、蛋白质含量分析,结果表明:较高pH值(pH=5、6)有利于BSA分布在复合物表层,而较低pH值(pH=3、4)使BSA则更多地镶嵌在复合物内层。透射电镜、zeta电位、红外光谱分析的结果显示BSA/PVA/Fe_2O_3纳米颗粒复合物粒径分布都较为均匀,具有球型核壳状的立体结构,并较好地保持了BSA的活力。 三、利用硅油/Span80微乳体系对纤维素酶(ICM)进行了固定,考察了油相种类、油水比、纤维素酶浓度,搅拌转速,pH值,交联方式等因素对固定化纤维素酶活力的影响。结果显示:采用硅油/Span 80体系,水/油比值为1/25,水相纤维素酶浓度为20 mg·mL~(-1),搅拌转速为2000 rpm,pH值为5的条件下固定化效果最佳。滤纸酶活力可达7 U·mg~(-1)。透射电镜和粒径分析表明该固定化酶的粒径为300 nm左右,并形成Fe_2O_3纳米颗粒聚集在内,高分子物质分布在外的复合物。振动样品强度分析显示该复合物的饱和磁化强度为4.87 Am2·kg~(-1),矫顽力为50 Oe,有较强的顺磁性,红外光谱分析表明纤维素酶固定在PVA/Fe_2O_3纳米颗粒体系中。对固定化酶的性质分析表明:该固定化方法虽然C1酶活力和β-葡萄糖苷酶活力均下降,但比游离酶的Cx酶活力85 U·mg~(-1)要高很多,显示该方法能够有效调整纤维素酶组分的位置。酶学性质研究结果显示该固定化酶水解曲线、最适pH值与游离酶等性能基本相似,并具有较强的耐机械剪切能力。 四、纤维素的晶体结构是提高酶活力的主要障碍之一,球磨技术虽然能够很好地破坏结晶纤维但是对酶活力影响也比较大。实验将固定化酶与球磨联用处理纤维素。酶活力和糖化分析结果表明:与球磨(300rpm)联合处理微晶纤维素(MCC) 6 h后,微乳固定化酶的单位蛋白酶活力是游离酶活力的3.5倍,且固定化酶与球磨对于微晶纤维素的降解具有明显协同作用。红外光谱、X晶体衍射和环境扫描电镜分析结果显示:球磨能够增加微晶纤维素的吸水量;微晶纤维的有序晶体排列在处理过程中被机械球磨降低,并使更多的不定型特性的纤维素纤丝出现,而固定化酶能够迅速降解这一不定型纤丝,从而使球磨和固定化酶呈现出良好的协同降解微晶纤维素作用,表明乳固定化酶结合湿法球磨是一种新型潜在的有效降解微晶纤维素的方法。 五、为了便于探索丝状真菌纤维素降解机制,对丝状真菌的转化方法进行了探索,建立的农杆菌介导的丝状真菌转化体系。利用根癌农杆菌LB4404和质粒pPK2成功实现了简青霉菌株的转化。通过分子检测表明,hph基因成功转化至简青霉中,而且呈单拷贝。转化过程中影响遗传转化效率因素的研究结果表明在乙酰丁香酮浓度为250μM、OD值在0.8、共培养时间为48 h的条件下转化效率最高。验证结果表明在该条件下,平均转化率可达50个转化子/105孢子。该转化体系的建立为建立更合理的固定化纤维素酶模式奠定了基础。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ925

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 秦明娜;葛忠学;郑晓东;;微乳法制备纳米材料的研究进展[J];化工时刊;2008年07期
2 刘薇,白姝,孙彦;磁性纳米粒子的制备及脂肪酶的固定化[J];过程工程学报;2004年04期
3 苏彩云;靳发彬;张佳;丰枚枚;张春珍;王红怡;代明伟;;丝状真菌的DNA转化方法[J];河北化工;2007年07期
4 郁红艳,曾光明,黄国和,黄丹莲,陈耀宁;简青霉Penicillium simplicissimum木质素降解能力[J];环境科学;2005年02期
5 严新;均匀纺锤形α-Fe_2O_3的制备及其等电性研究[J];华东理工大学学报;2004年05期
6 甘志锋,姜继森;单分散磁性纳米颗粒的制备及生物高分子在其上的组装[J];化学进展;2005年06期
7 徐世美;张淑芬;杨锦宗;;有机-无机纳米复合水凝胶[J];化学进展;2009年05期
8 葛玉斌,王树岩,孙铭一,王英明,吴永革,周慧,李惟;淀粉接枝共聚物共固定糖化酶和葡萄糖异构酶研究[J];吉林大学自然科学学报;1998年03期
9 赵荣乐;;纤维素酶研究进展[J];喀什师范学院学报;2005年06期
10 高兴喜,杨谦;根癌农杆菌介导的CryIA(b)基因在哈茨木霉菌中的转化[J];科学通报;2004年21期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张贺迎,武金霞,张瑞英,宋春凤;稳定剂对糖化酶溶液的保护作用[J];河北大学学报(自然科学版);2002年04期
2 张立军,王伟莉,高俊刚;羧甲基淀粉的合成及其药用性能[J];河北大学学报(自然科学版);2003年01期
3 马艳然;靳通收;李珊;仝占仓;;阻垢剂马来酸酐-丙烯酰胺共聚物的合成及其阻垢性能[J];河北大学学报(自然科学版);2006年06期
4 孟翔宇;杨福胜;鲍泽威;邓建强;张早校;;基于储氢合金的太阳能制冷系统理论研究[J];华北电力大学学报(自然科学版);2009年03期
5 谷俊杰;任晏伶;杨智;张如鹏;;多目标机炉协调控制中控制变量阈值范围的确定[J];华北电力大学学报(自然科学版);2011年04期
6 牟谦;;低碳经济与水电开发[J];水电与新能源;2010年06期
7 李明;甘泉瑛;任卫强;黎钢;;改性纤维素增强丙烯酰胺水凝胶的合成与拉伸性能研究[J];河北工业大学学报;2009年06期
8 杜嘉英,尚会建,许保云,郑学明;聚乙烯醇在医疗中的应用进展[J];河北工业科技;2005年01期
9 康丽娜;尚会建;胡国胜;郑学明;;新型醋酸乙烯聚合引发剂的研究[J];河北工业科技;2010年05期
10 夏峥嵘,林正欢,李绵贵;多功能水处理剂LBT_6的应用研究[J];湖北化工;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟世云;;关于纤维素醚在水泥砂浆中应用的若干问题[A];商品砂浆的科学与技术[C];2011年
2 刘志阳;赵英;顾平;;采用MPE延缓MBR工艺中膜污染的研究[A];第二届全国膜分离技术在食品工业中应用研讨会论文集[C];2006年
3 陈荣圻;;有机螯合剂及其环保型品种的开发[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
4 王晓君;刘吉平;;苯甲酸的合成工艺[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
5 王晓君;刘吉平;;芳酸的合成[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
6 戚益;顾钰;安冬;徐倩倩;杜鹃;罗艳;;生物质茜素类染料结构改性及其无助剂染色[A];中国化学会第十二届全国应用化学年会论文集[C];2011年
7 李英民;刘洪俊;刘伟华;姚博;;CO_2气硬PVA水溶性高分子粘结剂的制备[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
8 龚丽霞;王如竹;夏再忠;;新型吸附制冷机的研制与实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
9 李珊珊;王加启;魏宏阳;张春刚;刘光磊;赵圣国;卜登攀;周凌云;;乳及乳制品中乳铁蛋白定量测定方法的建立—SDS-PAGE法[A];中国奶业协会年会论文集2008(下册)[C];2008年
10 孙增智;申爱琴;赵永祥;;外掺材料对混凝土弯曲韧性的影响[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐璐;量化计算结合固体NMR研究高分子微观结构、氢键与链运动[D];南开大学;2010年
2 宋鹏;铂铝合金粘结涂层的高温氧化行为研究[D];昆明理工大学;2010年
3 朱继保;细颗粒物的电收集技术研究[D];浙江大学;2010年
4 李社锋;低挥发份劣质燃料循环流化床燃烧特性研究[D];浙江大学;2010年
5 赵佳飞;纳米流体辐射特性机理研究及其在太阳能电热联用系统中的应用研究[D];浙江大学;2009年
6 徐飞;脉冲放电电凝并结合碱液吸收烟气多种污染物协同脱除研究[D];浙江大学;2009年
7 魏永刚;晶格氧部分氧化甲烷制取合成气的基础研究[D];昆明理工大学;2008年
8 单海霞;新型烷基咪唑离子液体的合成及应用[D];江南大学;2010年
9 莫章桦;产双酶恶臭假单胞菌的选育与酶法制备D-pHPG[D];中南林业科技大学;2007年
10 吴宇雄;木质素基吸水吸附材料的合成及性能研究[D];中南林业科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 陈佳璐;陈国;赵珺;陈宏文;;羧基修饰的超顺磁纳米粒子直接固定化罗伊氏乳杆菌[J];化工学报;2012年04期
2 辛宝娟;邢国文;;氧化铁磁性纳米粒子固定化酶[J];化学进展;2010年04期
3 高美娟;杨菊香;;磁性纳米四氧化三铁颗粒的制备及应用进展[J];西安文理学院学报(自然科学版);2011年02期
4 杨喜云,龚竹青;分散剂对Fe_3O_4表面化学特性的影响[J];中南大学学报(自然科学版);2005年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李桂银;磁性纳米壳聚糖微球的制备及其固定化酵母细胞的研究[D];中南大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王刚,杨之为,彭友良;稻瘟菌产孢和生长基因的鉴定[J];河南大学学报(自然科学版);2002年03期
2 王敏,王玉军,朱慎林;制备纳米BaSO_4的W/O微乳液体系组成及稳定性[J];化工学报;2003年10期
3 刘会洲,何鸣鸿;绿色化学与生态化工的研究内涵[J];化工冶金;1999年04期
4 佟晓冬,孙彦;核壳型钕铁硼琼脂糖载体的制备及其膨胀床特性[J];过程工程学报;2002年03期
5 周海成,庄京;反相微乳法制备纳米CaCO_3[J];过程工程学报;2002年05期
6 周海成,徐晟,李亚栋;AgBr纳米颗粒和纳米线的微乳合成[J];过程工程学报;2003年03期
7 谢渝春,刘会洲,陈家镛;有机相中的酶促拆分过程[J];化学进展;1997年03期
8 成国祥,沈锋,张仁柏,姚康德,薛致远,张耀,季相国;反相胶束微反应器及其制备纳米微粒的研究进展[J];化学通报;1997年03期
9 夏仕文,俞耀庭,童明容;反胶束中的酶催化研究进展[J];化学通报;1998年02期
10 魏永巨,童沈阳,李克安;生物活性物质与光谱探针反应的研究——血清白蛋白与铬天青S的反应[J];化学学报;1995年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张合;高木荣;卓清松;林鸿明;林诗杰;;改良式真空潜弧系统制备TiO_2纳米流体[J];过程工程学报;2006年S2期
2 韩立安;常琳;牟国栋;孟泉水;朱金山;;Co_3O_4纳米颗粒的溶胶凝胶法制备及磁性[J];西安科技大学学报;2008年03期
3 柯华;寇晓静;王文;贾德昌;吕喆;周玉;;SrBi_2Ta_2O_9纳米颗粒的Raman光谱研究[J];稀有金属材料与工程;2009年S2期
4 张铭倚;王鹏;邢更妹;张钧;;同步辐射圆二色谱分析纳米颗粒对细胞DNA稳定性的影响[J];核技术;2011年02期
5 任玉华;钱良友;黄涛;刘汉范;;水热法制备氧化钯纳米颗粒[J];化学与生物工程;2011年04期
6 梁沂滨;;“纳米”让我们激动[J];乡镇企业科技;2001年03期
7 伍一军,陈瑞,刘承芸,李薇;农药残留及其纳米颗粒的毒性问题[J];农药;2005年08期
8 涂伟毅,徐滨士,董世运,蒋斌;纳米陶瓷颗粒的电催化效应及其在复合刷镀层中的化学状态[J];无机化学学报;2005年08期
9 钟国清,蒋琪英;室温固相反应制备非晶态Co-B纳米合金[J];现代化工;2005年07期
10 单民瑜,杨觉明,张海礁,刘秀兰;微乳液法制备ZnS纳米颗粒[J];西安工业学院学报;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨丽萍;赵帆;丁彬;;柔韧纳米颗粒修饰的静电纺SiO_2纤维膜自清洁性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
2 李梅;朱利中;;水中ZnO纳米颗粒的溶解行为及对大肠杆菌毒性的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 徐海峰;郝保同;刘连军;唐临利;刘宝林;;纳米低温保护剂玻璃化过程中热学性质的DSC研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
4 甘阳;;针尖增强拉曼光谱(TERS)的针尖上纳米颗粒修饰技术研究进展[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
5 丁宏秋;胡彦杰;李春忠;;多重射流燃烧反应器制备Al_2O_3纳米颗粒及其结构调控[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
6 密丛丛;田振煌;徐淑坤;;LaF_3:Ce,Tb发光纳米颗粒的微波辅助加热合成[A];中国化学会第十届全国发光分析学术研讨会论文集[C];2011年
7 葛昌纯;胡芳仁;;溶胶凝胶-自燃合成BaTiO_3纳米颗粒的研究[A];2003年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2003年
8 严长志;谢俊;张宇;顾宁;;高温热解法制备不同形貌的磁性锰锌铁氧体纳米颗粒[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
9 夏英静;殷乐;翟小杰;徐健;;一步合成表面羧基官能化的α-Fe_2O_3纳米颗粒及其表征[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
10 蒋燕萍;谢键;余红明;邬春阳;曹高劭;赵新兵;;锂离子正极材料Li_4Mn_5O_(12)纳米颗粒的制备及其电化学性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报首席记者 任荃;纳米颗粒是不是夺命凶手?[N];文汇报;2009年
2 钱伯章;纳米颗粒可从海藻中“吸”油[N];中国化工报;2009年
3 周凯莉;纳米颗粒是无名杀手?[N];中国安全生产报;2009年
4 记者 白毅;肿瘤纳米药物研究取得重要进展[N];中国医药报;2010年
5 记者魏公铭;氧化锌纳米颗粒杀菌分子机理取得新进展[N];中国食品报;2011年
6 陈勇;能探测肿瘤的纳米颗粒[N];经济参考报;2005年
7 记者栾海;俄研制出纳米颗粒炸药[N];人民日报;2002年
8 新华社记者 颜亮 丁逸旻;科学家利用纳米颗粒追踪艾滋病毒[N];新华每日电讯;2004年
9 齐;日本开发紫杉醇纳米颗粒配方[N];医药经济报;2002年
10 何国庆 陈孔国 袁雅琴;湖大核壳生物纳米颗粒研究世界领先[N];湖南日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢春娟;复合荧光二氧化硅纳米颗粒的制备及其在生物分析和光催化降解中的应用[D];上海大学;2010年
2 程冰;光子晶体用纳米颗粒的制备改性自组装及其光学性能[D];陕西科技大学;2008年
3 杨平;常压等离子体聚合共轭聚合物荧光纳米颗粒的研究[D];东华大学;2010年
4 任翠领;新型光学—磁性纳米生物材料的液相合成、表征及性质研究[D];兰州大学;2010年
5 陶可;Fe_3O_4纳米颗粒的制备、修饰与细胞转染研究[D];上海交通大学;2008年
6 李芳;尺寸形貌可控磁性纳米粒子的制备及表征[D];兰州理工大学;2011年
7 程昌明;面向磁共振成像应用的Fe_3O_4纳米颗粒/团簇的可控制备[D];上海交通大学;2010年
8 左光宏;纳米颗粒与环境水结构对蛋白质构象影响的分子动力学模拟研究[D];复旦大学;2010年
9 李岳彬;硫化物半导体发光纳米晶和稀土荧光纳米颗粒的制备、表征及应用研究[D];华中科技大学;2011年
10 吴爱兵;碳包覆磁性纳米颗粒的合成、结构及磁性能研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王辉;纳米颗粒在振动流化床中的聚团流态化研究[D];中南大学;2010年
2 王国军;金纳米颗粒大小和覆盖率对GOD结构和生物活性影响研究[D];华东师范大学;2011年
3 刘玲玲;二氧化钒纳米颗粒薄膜的金属—半导体相变[D];南京大学;2011年
4 章锋;磁场协助作用下非磁性纳米颗粒的流态化[D];中南大学;2010年
5 海罗;基于二氧化硅纳米颗粒的抗肿瘤药物载体研究[D];湖南大学;2010年
6 陈丽丽;新型光学纳米颗粒在光学生物成像和太阳能电池中的应用[D];浙江大学;2010年
7 王卫佳;可生物降解高分子微球载药系统的研究[D];西南交通大学;2010年
8 刘献省;锡酸锌纳米颗粒及其复合体系的表面光电性能研究[D];河南大学;2010年
9 张照晖;Co_3O_4和NiO的纳米铁磁性[D];兰州大学;2011年
10 王金凤;叶酸靶向聚合物纳米微粒的制备及紫杉醇的靶向传递[D];西北农林科技大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026