[发明专利]一种负载AHL-QS降解酶载体的制备方法

说明书

本发明公开了一种负载AHL‑QS信号分子降解酶载体的制备方法，用金属有机框架材料UiO‑66以吸附法固定AHL‑QS信号分子降解酶，紧接着以海绵为基质材料制备负载AHL‑QS信号分子降解酶的载体，制备出的载体最大限度的保证了酶活。本发明的有益效果是：该复合膜能利用AHL‑QS信号分子降解酶抑制或降解决定生物膜形成及胞外聚合物分泌的信号分子，显著降低生物膜形成能力，控制膜污染，同时该载体具有制备条件温和，操作简便，成本低、抗生物膜污染效果好的优点，可以广泛应用在各种类型的污水处理。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及生物处理废、污水技术领域，尤其涉及一种负载AHL-QS降解酶的载体的制备方法及其应用。

背景技术

膜生物反应器系统(MBRs)是近年来兴起的一种重要的水回收技术，是一种吸附、生物降解和膜分离过程的结合，具有SRT长、操作灵活、装置结构紧凑、污泥产量小、硝化性能高、生物量多样性高、出水水质稳定、水质优良、适宜重复利用等优点，在各种各样的水处理回收方面得到广泛的应用。膜生物污染，即微生物在膜上形成生物膜，会导致渗透通量迅速下降，膜分离效率降低，膜的更换和操作维护成本增加，成为限制MBRs发展的关键因素。

有研究表明，AHL是革兰阴性菌QS系统中常用的信号分子，细菌通过AHL-QS型信号分子进行细胞交流，可决定生物膜形成及胞外聚合物分泌，而AHL降解酶能有效地分解AHL-QS型信号分子，从而避免其在系统内累积，显著降低生物膜形成能力及胞外聚合物分泌，AHL降解酶能够有效控制以革兰阴性菌为主的MBRs的膜污染问题。

但是，当AHL降解酶单独使用时，会存在稳定性不好，易流失，易失活等缺点。因此，一般会选择合适的固定材料将酶负载到载体上进行应用。金属有机框架材料具有较大的孔容、超高的比表面积等特点，而且它的三维立体结构使得其作为固定化酶的载体时具有更多的结合位点，因此金属有机框架材料在酶的固定化方面具有广阔的应用前景。利用具有较大的孔容、超高的比表面积的金属有机框架材料吸附固定酶，既能提高酶的吸附量又能不对酶的活性造成大的破坏，成为一种较好的酶吸附载体。此外，将海绵与金属有机框架材料结合，可以避免金属有机框架材料的流失，能够进行回收再负载。

发明内容

鉴于上述缺点，本发明的目的是提供一种既能提高酶的吸附量又能不对酶的活性造成大的破坏的负载AHL-QS信号分子降解酶载体的制备方法。

为实现上述目的，本发明的采用的技术方案是：

一种负载AHL-QS信号分子降解酶的载体的制备方法，包括下述步骤：

(1)制备UiO-66金属有机框架：将UiO-66筛分为适当的尺寸，之后进行超声活化；

(2)用UiO-66金属有机框架负载AHL-QS信号分子降解酶：负载方法为吸附法，将AHL-QS信号分子降解酶与UiO-66在磷酸缓冲液中，按一定比例进行混合，然后，放入摇床中进行吸附。

(3)AHL-QS信号分子降解酶载体制备：选择合适密度、尺寸和孔径的聚氨酯海绵，用小剪刀将聚氨酯海绵剪出适当的空隙，用小药勺将吸附了AHL-QS降解酶的UiO-66置于海绵内部，然后将海绵塞入中空的球形塑料载体中，使聚氨酯海绵被剪出的空隙闭合，从而避免UiO-66的流失。

进一步，其特征在于，所述UiO-66的制备方法为溶剂热的方法反应合成。

进一步，所述UiO-66尺寸为30-35目。

进一步，所述AHL-QS信号分子降解酶与UiO-66混合比例按质量为0.75：1。

进一步，所述磷酸缓冲液为按质量比0.01：0.06：0.07：0.001：1配置的磷酸三钠、磷酸二氢钾、氯化钠、氯化钾和超纯水混合液。