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《西华大学》 2008年
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磁性微球用于乳糖酶的固定化研究

李黎  
【摘要】: 磁性高分子微球是最近发展起来的一种新型功能高分子材料,它是有机—无机纳米复合粒子,具有磁性,在外加磁场作用下很容易进行分离和磁性导向,现作为酶、细胞、药物等的载体被广泛地应用到了生物工程、细胞学和生物医学等领域。将壳聚糖和磁性纳米粒子结合制备磁性壳聚糖微球,具有重要的学术意义和应用价值。磁性壳聚糖微球因其表面具有与生物活性物质反应的活性羟基和氨基,可被广泛用于生物活性物质的载体,同时又因其具有磁性,在外加磁场作用下能快速分离,使原来昂贵、低效的分离技术变得低廉、高效。本文选用壳聚糖制备的磁性微球作为固定化乳糖酶的载体材料。固定化的乳糖酶可以重复回收使用,既节约酶的消耗量,又为自动化生产管理提供了便利的条件。 本论文主要包括以下三个方面的内容: 以氯化亚铁、氯化铁、氢氧化钠为主要原料,采用化学共沉淀法合成了Fe_3O_4磁性粒子,并对Fe_3O_4粒子的平均粒径、分散稳定性、相对磁性大小进行了测试与表征。用正交设计法优化了Fe_3O_4微粒的合成工艺条件,得到制备Fe_3O_4粒子的最佳实验条件为Fe~(2+)/Fe~(3+)的物质的量之比为2:1、共沉淀时的pH值为11、熟化温度为90℃、表面活性剂(PEG)的用量为40ml,此时制得的Fe_3O_4粒子粒径最小,为78nm,Fe_3O_4溶液的分散稳定性最好,相对磁性最强。从Fe_3O_4的扫描电镜图可以看出,Fe_3O_4微粒晶体颗粒为纳米级。 以Fe_3O_4磁性粒子为内核,液体石蜡为分散介质,Span-80为乳化剂,戊二醛为交联剂,采用反相悬浮交联法制备磁性壳聚糖微球(M-CS),探讨了交联时间、反应温度、壳聚糖浓度、Fe_3O_4/CS质量比、戊二醛用量、分散介质用量等因素对磁性壳聚糖微球性能的影响,并对其形态、粒径、分散性、磁响应性进行了初步表征。磁性壳聚糖微球在外加磁场下具有强磁性能,在自然状态下具有良好的悬浮稳定性。壳聚糖与Fe_3O_4纳米粒子形成的复合微粒呈球状,纳米粒子被包裹在微球内,为核壳结构,且微球表面较平滑,单分散性好。制备的M-CS粒径介于1μm~15μm之间,该粒径利于微球在反应体系中分散和磁分离。 将磁性壳聚糖微球(M-CS)用于乳糖酶的固定化。考虑加酶量、磁性微球本身的性质、缓冲液的pH值、固定化时间对固定化效果的影响,确定了最佳固定化条件。与游离酶相比,固定化酶有更宽的pH适用范围;游离酶的最佳催化温度为40℃,固定化酶最佳催化温度为45℃,比游离酶提高了5℃,固定化后的乳糖酶的温度耐受性有所提高;固定化后的乳糖酶的米氏常数比游离酶下降,说明乳糖酶在固定化后其结合底物的能力有所增强;固定化酶反复使用5次后,酶活仍保持了65%以上;乳糖酶被固定化后,其贮存稳定性也有所提高。
【学位授予单位】:西华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q814

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