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  • [原创]功能性纳米纤维的制备及固定化酶研讨

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  • ucalery123
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  • 发表于:2017-12-12 10:58:05

功能性纳米纤维的制备及固定化酶研讨

近年来,静电纺纳米纤维因为具有高比外表积、高孔隙率等许多特色备受重视,并逐步应用于药物缓释、过滤、安排工程等许多范畴。本论文以静电纺纳米纤维为基材,经过形状结构及化学组成的有用调控,制备功能性纳米纤维,并将其作为固定化酶的载体,以期在添加酶的固定量的一起,进一步改善酶的催化功能。本论文还开始探究根据功能性纳米纤维构建高效酶膜反响器(EMR),以完成生物催化和膜分离进程的有用耦合。经过对静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维的胺肟化改性,制备偕胺肟聚丙烯腈(AOPAN)纳米纤维,并以AOPAN纳米纤维为基体进行金属离子合作。使用扫描电镜、红外光谱对纳米纤维的微观描摹、化学组成进行表征。成果表明,在优化的改性条件下,偕胺肟基团被成功引进PAN纳米纤维外表,并坚持杰出的纳米纤维结构。根据动态接触角测量成果,改性后,纳米纤维的潮湿性也明显上升。原子吸收光谱被用于测定金属离子的配位功能,经过比照剖析,AOPAN纳米纤维对Cd2+、Cu2+和Fe3+三种金属离子合作量大幅高于AOPAN一般纤维。使用多种等温模型剖析试验数据,其间Langmuir模型具有更好的拟合性。在动力学剖析的基础上得到的均匀吸附能表明,吸附进程为化学吸附,其机理为AOPAN纳米纤维外表的偕胺肟基经过配位键与金属离子络合。以Fe(Ⅲ)-AOPAN金属合作纳米纤维为载体,使用配位键固定过氧化氢酶,经倒置荧光显微镜及扫描电镜观察,过氧化氢酶被成功地固定于纳米纤维膜的外表。经过对酶催化反响动力学剖析,别离得到自在酶和固定化酶的Vmax值和Km值,动力学参数体现了载体与固定化酶之间杰出的生物亲和性。固定后的过氧化氢酶其酸碱稳定性、热稳定性、存贮稳定性均得到提高,并体现出杰出的重复使用功能。使用静电纺丝制备PVA/PA6复合纳米纤维。经过与Cu2+离子合作反响得到Cu(Ⅱ)-PVA/PA6金属合作纳米纤维,并以Cu(Ⅱ)-PVA/PA6金属合作纳米纤维为载体,固定过氧化氢酶。试验成果表明:PVA/PA6具有杰出的金属离子合作才能,并在金属离子溶液中坚持稳定的纳米纤维形状;固定后的过氧化氢酶体现出更好的酸碱稳定性、热稳定性,其存贮及重复使用功能均有明显提高,其半衰期也由自在状况的8天提高到24天。本论文还经过环氧化反响制备环氧化PVA/PA6复合纳米纤维,并以此为载体使用环氧键共价固定过氧化氢酶。比照剖析可知,以Cu(Ⅱ)-PVA/PA6金属合作纳米纤维为载体配位法固定化酶具有更高的固定量和更好的催化功能。别离以Fe(Ⅲ)-AOPAN金属合作纳米纤维膜和Cu(Ⅱ)-PVA/PA6金属合作纳米纤维膜为基体构建固定化酶膜反响器。研讨了操作压力、膜通量及过氧化氢转化率之间的联系,并对其重复使用功能进行剖析,成果显现该酶反响器具有稳定高效的催化功能。

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