介孔材料组装酶蛋白的研究

【摘要】：本论文对介孔材料组装酶蛋白进行了较为系统的研究,首先合成了不同孔径的介孔材料并进行了表面修饰,以介孔材料为载体进行了多种酶的组装的研究。对固定方法,酶蛋白固定量、催化活性、固定化酶的性质和稳定性进行了深入的研究。其中,首次用冷冻-真空吸附法对酶蛋白进行了成功组装,为介孔分子筛组装酶蛋白提供了一种新的实验方法,该方法在控制合适真空度的情况下,在保持酶活性的同时,组装量巨大,远远高于浸渍法及其它常见方法。首次运用能谱手段对酶蛋白在介孔材料上的固定位置进行表征,结果表明透射电镜能谱和扫描电镜能谱联合进行固定化酶活性定位这一手段完全可行,解决了由于杂蛋白、杂质进入孔道而造成的酶蛋白用普通手段,如N2吸附、UV 光谱等手段无法表征的难题。对在工业上应用较大的青霉素酰化酶、脂肪酶进行了固定,尤其在稳定性方面进行了深入研究,研究发现固定化酶的稳定性与介孔材料的孔径关系较大,当介孔材料的孔径与酶分子的大小接近时,稳定性较高。通过对介孔材料的修饰,用交联法固定时,固定化酶的操作稳定性好,可多次反复应用,显示了较好的工业应用前景。利用介孔材料固定化酶稳定性高的优点,本论文最后进行了非水催化的研究,首次在有机介质中成功进行了肽合成,并发现介孔材料的孔道表面性质对合成影响巨大。通过介孔材料固定辣根过氧化物酶成功进行了高分子聚合物聚苯胺(PANI)的合成,得到结构特殊的邻位聚苯胺纳米棒和管。