[发明专利]环糊精接枝物复合胶珠及其在生物转化中的应用

说明书

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及环糊精接枝物复合胶珠及其在生物转化中的应用。本发明提供了一种环糊精固载量高、循环利用次数多的的复合胶珠，所述复合胶珠是将壳聚糖‑环糊精接枝物，与海藻酸钠‑环糊精接枝物按比例混合后滴入氯化钙溶液中成球而制成的，有效提高了环糊精的固载量，复合胶珠的环糊精接枝率较海藻酸钠环糊精接枝物提高60‑70％，较壳聚糖环糊精接枝物提高20％‑40％；缩短了反应时间，在循环10次后甾体底物转化率仍在90％以上，达到提高甾体催化反应效率的同时增加了环糊精的利用率，降低生产成本的目的，具有很好的应用价值和推广前景。

技术领域：

本发明属于生物催化技术领域，具体涉及环糊精接枝物复合胶珠、制备及其在生物转化中的应用。

背景技术：

甾体化合物作为仅次于抗生素的第二大类药物，其在生命体内具有调控各种物质代谢及生理作用的功能。与传统化学合成方法相比，微生物转化的方法可以形成多种甾体药物活性中间体且产物纯度高。环糊精作为增溶剂能增加疏水性甾体的溶解度，其特殊空腔结构可以包结甾体底物，从而提高甾体化合物的生物利用度和产率。然而环糊精的价格较高，制约了其在生物催化领域中的大范围应用。通过接枝技术将环糊精固载到高分子载体上，可以把环糊精从溶于水的粉体材料制备成不溶于水的高分子材料，克服环糊精难回收的缺陷，使其能够循环利用，降低工业使用的成本，但接枝率低且部分材料对细胞有害。所以找到无害的接枝载体且采用合适的方法提高环糊精负载量是亟待解决的重要问题。

中国专利CN10647770公布了一种用于去除工业废水中重金属离子的预糊化淀粉-壳聚糖接枝共聚物絮凝剂的制备方法，本发明制备的絮凝剂有效地提高了废水中重金属的去除率。本发明是以预糊化淀粉和壳聚糖为原料，以硝酸饰铰为引发剂，在pH为9的条件下，合成改性淀粉/壳聚糖共聚物絮凝剂。在上述步骤中，改性淀粉与壳聚糖质量比为(2-5):1，反应温度为30-60℃，反应时间为8h，引发剂用量占体系总质量的0.1-1％。采用上述方法制备的预糊化淀粉一壳聚糖接枝共聚物絮凝剂具有高效、价廉、能去除重金属离子、环境友好的特点，针对不同的污水，与常规絮凝剂相比，在较少的使用量下，能使废水重金属脱除率达到90％。

壳聚糖具有良好吸附、成膜、絮凝、螯合等性能，且安全无毒，成本低，生物可降解性以及生物相容性良好，具备药用辅料所需的性质。壳聚糖的大分子链上分布着许多羟基、氨基及一些N-乙酰氨基，是一种良好的生物聚合物，且易于改性及与其它高分子物质进行接枝。针对这种性质，可用作许多高分子接枝材料。

海藻酸钠是一种天然聚阴离子多糖高分子化合物，由G、M两个单元构成，遇水后表面具有粘性，会使得溶液也具有粘性。其安全无毒，成本低，生物可降解性以及生物相容性良好，具备药用辅料所需的性质，遇到Ca²⁺、Zn²⁺等阳离子时，会发生化学反应形成凝胶球，针对这种性质，可用作药物的缓释和控释材料，以及用于固定性质不稳定物质，提高稳定性，同时还可用于固定微生物、细胞、酶等，实现循环利用。

壳聚糖作为天然高分子载体，分子中含有-OH和-NH₂两种基团，易于改性，可以戊二醛为交联剂与环糊精进行接枝，同时，海藻酸钠可以以环氧氯丙烷为交联剂将环糊精进行接枝，使接枝率得到有效提高，但目前关于将两种接枝物制成复合胶珠作为促溶剂运用于难溶化合物的生物转化，并对环糊精循环利用的技术尚未可见。

发明内容：

为了解决上述技术问题，本发明将提供一种环糊精固载量高、循环利用次数多的的复合胶珠，所述复合胶珠是将壳聚糖-环糊精接枝物，与海藻酸钠-环糊精接枝物按比例混合后滴入氯化钙溶液中成球而制成的；

所述壳聚糖-环糊精接枝物与海藻酸钠-环糊精接枝物的混合比例为质量体积比1-2:10；

所述壳聚糖-环糊精接枝物是将质量比1:2-1:10的壳聚糖和环糊精经戊二醛作为交联剂接枝而成；

所述海藻酸钠-环糊精接枝物是将摩尔比1:0.2-1:1.5的海藻酸钠和环糊精经环氧氯丙烷作为交联剂接枝而成；