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CuTAPc-Fe_3O_4纳米复合粒子的制备、表征及其漆酶固定化研究

周菊英  
【摘要】:对于光纤生物传感器,生物敏感材料是最重要的部分。生物敏感材料的物理与化学性能对于整个光纤生物传感器有很大影响。有机-无机纳米复合材料是一个新兴的多学科交叉的研究领域,由于其结构特殊、性能优异而在生物、医药、食品工业及环境监测方面都展现出诱人的应用前景,近期已成为材料学中的研究热点。由于有机—无机纳米复合粒子在水相和有机相具有足够的稳定性,并且无毒。满足了作为载体的要求,因此被大量应用于固定生物活性物质。 本文制备了一种优良的生物活性载体材料四氨基酞菁铜(CuTAPc)-Fe_3O_4,并在载体上进行了漆酶的固定,所得到的固定化漆酶可作为生物传感器的敏感材料。 本论文的主要工作包括以下几个方面: (1)利用原位复合法制备了CuTAPc—Fe_O_4纳米复合粒子。对所得的粒子利用红外、粒径仪、扫描电镜等进行表征。所得到的纳米复合粒子的平均粒径可达到50nm左右,它不但具有纳米材料的特点,且分散性好,有良好的生物相容性,而且表面有大量活性官能团(-NH_2),可作为固定漆酶的载体。 (2)研究了血红密孔菌真菌漆酶的一般催化特性。测定了分别以ABTS和二茂铁为底物条件下游离漆酶的活性;研究了不同底物下温度、pH对游离漆酶活性的影响,为了探讨了不同底物与漆酶的亲和性,测定不同底物浓度下的Km常数的大小,结果表明以ABTS为底物时底物与漆酶有较好的亲和性。根据不同底物的这些特性选取了ABTS作为测定漆酶活性的合适底物。 (3)游离漆酶通过戊二醛交联法固定在CuTAPc-Fe_3O_4纳米复合粒子上。用直接固定法、共价法、共价交联法三种方法来固定漆酶,共价交联法固定的漆酶活性最大;研究了戊二醛的用量、浓度、处理时间以及漆酶的用量等对固定化漆酶活性的影响。固定化漆酶催化底物ABTS的最佳pH值为3、最佳温度为45℃、Km值比游离漆酶略有增大。所得到的固定化漆酶与游离漆酶相比,无论是在热稳定性、贮存稳定性还是操作稳定性等方面都较游离漆酶有较大的改善。固定化漆酶具有更广的使用范围和更好的使用特性。这为研制高性能的光纤生物传感器提供了良好的基础。


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