[发明专利]一种以PDDA-Fe3O4纳米粒子为载体制备固定化葡萄糖氧化酶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种PDDA-Fe₃O₄磁性纳米粒子固定化葡萄糖氧化酶及其制备方法。

背景技术

随着生化工程技术的发展及纺织品绿色加工要求的提高，纺织品生物酶前处理已被公认为是一种符合环保要求的印染加工方法。其中葡萄糖氧化酶可以催化葡萄糖生成过氧化氢用于纺织品漂白，同时生成的葡萄糖酸内酯可进一步水解生成葡萄糖酸，能螯合水中具有催化过氧化氢分解作用的金属离子，使得漂白过程中不需要再另外添加稳定剂，减少了化学试剂用量和环境污染，是一种具有发展前景的生物漂白技术。

但游离的葡萄糖氧化酶存在使用稳定性差、酶处理后无法回收等缺点，导致酶制剂无法再继续利用，不利于实际的开发应用，这些问题阻碍了酶制剂工业化应用和推广。固定化酶受非催化部分载体的物理和化学性质影响，可在活力、专一性、pH稳定性和温度稳定性方面发生变化，具有贮存稳定性高、易回收、可重复使用等优点，近年来在纺织领域的应用研究日益受到关注。

综上所述，设计新型载体和运用当代高新技术，开发新型、高效固定化酶，进一步提高转化率和生产能力，是未来研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种PDDA-Fe₃O₄磁性纳米粒子固定化葡萄糖氧化酶及其制备方法，本发明具有技术简单易行、制备出的载体具有高比表面积和良好的生物相容性、酶负载量高、酶活性高、酶的热稳定性和pH稳定性高，且在外加磁场作用下该固定化酶易于回收再利用的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种以PDDA-Fe₃O₄纳米粒子为载体制备固定化葡萄糖氧化酶的方法，包括以下步骤：1）以聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）溶液、FeCl₃·6H₂O溶液和FeCl₂·4H₂O为原料制备PDDA-Fe₃O₄磁性纳米粒子；2）以PDDA-Fe₃O₄磁性纳米粒子为载体固定化葡萄糖氧化酶。

所述的步骤1）采用二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）溶液、FeCl₃·6H₂O溶液和FeCl₂·4H₂O为原料于三颈烧瓶中，在精密增力电动搅拌器搅拌下，缓慢滴加NaOH溶液，反应结束后，反应体系变为黑色悬浮液，静置一段时间，去除上清液，用蒸馏水反复洗涤至上清液无色后，置于烘箱中烘干，即得PDDA-Fe₃O₄磁性纳米粒子粉末。

所述的二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）溶液的质量浓度为3-5%；FeCl₃·6H₂O溶液的摩尔浓度为0.1-0.3mol/L；FeCl₂·4H₂O的摩尔浓度为0.05-0.15mol/L；且所述的二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）溶液、FeCl₃·6H₂O溶液和FeCl₂·4H₂O的体积用量比为（5-15）：（35-45）：（35-45）。

所述的二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）溶液的质量浓度优选为4%；FeCl₃·6H₂O溶液的摩尔浓度优选为0.2mol/L；FeCl₂·4H₂O的摩尔浓度为0.1mol/L；且所述的二烯丙基二甲基胺盐酸盐（PDDA）溶液、FeCl₃·6H₂O溶液和FeCl₂·4H₂O的体积用量比优选为1：4：4。

所述的步骤1）的反应温度为20-40℃，反应时间为20-40min。

所述的的步骤2）将步骤1）制备的PDDA-Fe₃O₄磁性纳米粒子粉末和酶加入到pH=6的缓冲溶液中，混合均匀后，加入戊二醛溶液，充分交联；交联完成后，用离心机以9000r/min的转速离心5min，倒出离心液，用水冲洗附于离心管壁上的物质，再离心，倒去离心液，反复数次后，最终附于离心管壁上的物质即为固定化葡萄糖氧化酶。