[发明专利]一种纳米磁性Fe3O4固定脂肪氧合酶及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米磁性Fe₃O₄固定脂肪氧合酶及其制备方法和应用，属于生物催化技术领域。

背景技术

纳米磁性材料作为一种新的固定化酶载体材料受到了广泛关注。Fe₃O₄磁性纳米颗粒制法简单，对人体无毒副作用，其应用相对更为广泛。将纳米磁性Fe₃O₄的表面进行修饰后使其带上功能基团，即可连接酶、抗体或抗原等，从而在生物、医药和食品工业等领域中有重要的研究意义和应用价值。将酶固定在纳米磁性材料上可以利用载体的磁性将酶快速地分离、导向，适用于大规模的工业连续操作，也可以利用外部磁场控制固定化酶的运动方式和方向，提高酶的催化效率，同时，也有利于酶的回收并重复使用，达到降低生产成本、减少污染的目的。

脂肪氧合酶是一种含有非血红素铁的氧化还原酶，可以氧化含有顺,顺-1，4-戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等，得到药物合成或化学合成的中间体，可进一步通过裂解反应得到醛类等香味物质；另一方面，脂肪氧合酶还可以在有H₂O₂的条件下，氧化氯丙嗪、灭害威等有机化合物，促进这些物质的降解，消除其毒性，从而解除这些物质对环境的污染和危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米磁性Fe₃O₄固定脂肪氧合酶及其制备方法和应用。

本发明采取的技术方案为：

一种纳米磁性Fe₃O₄固定脂肪氧合酶的制备方法，包括步骤如下：

（1）纳米铁磁性粒子的制备

将KNO₃和KOH溶解于水中，在80-95℃水浴中、搅拌下滴加FeSO₄水溶液，滴加完毕后，再搅拌一段后停止搅拌，然后将悬浮液陈化取出冷却，洗涤干燥后即得到纳米磁性Fe₃O₄；

（2）SiO₂包裹改性纳米铁磁性粒子

将无水乙醇、水和正硅酸乙酯混合充分搅拌成混合液，然后加入步骤（1）制备的纳米磁性Fe₃O₄，充分搅拌后加入适量浓氨水，搅拌反应，最后取固体洗涤、干燥后即得表面包裹SiO₂的纳米Fe₃O₄；

（3）硅烷偶联剂修饰改性纳米铁磁性粒子

将无水乙醇、去离子水和KH550加入小烧杯中水解，再加入步骤（2）制备的表面包裹SiO₂的纳米Fe₃O₄，氮气保护下搅拌反应，静置，最后取固体充分洗涤干燥，即得氨基化的纳米级Fe₃O₄复合载体；

（4）磁性纳米氧化铁载体固定化脂肪氧合酶

取步骤（3）中制备氨基化的纳米级Fe₃O₄复合载体以及一定体积的粗脂肪氧合酶液，加入烧瓶中常温搅拌吸附，然后将吸附后的酶取出洗涤、干燥、即得吸附法固定的脂肪酶氧合酶；

或者取步骤（3）制备氨基化的纳米级Fe₃O₄复合载体、一定体积的粗脂肪氧合酶液和戊二醛加入到烧瓶中，常温下搅拌吸附，静置，将产品洗涤、干燥，即得交联法固定的脂肪氧合酶。

上述步骤（1）中KNO₃浓度为15-25wt%，KOH浓度为0.4-0.5moL/L，向体系中加入FeSO₄·7H₂O的摩尔量为KOH摩尔量的0.5-0.8倍。

步骤（2）所述的混合液中无水乙醇的体积浓度为85-95%（v/v），正硅酸乙酯的体积浓度为3-6%，Fe₃O₄加入的质量（g）与混合液的体积比（mL）例为1:15-25。氨水的用量为混合液体积的0.005-0.01倍，氨水浓度为25-28wt%，所述的搅拌反应时间8-12小时。