[发明专利]一种海藻酸铜负载漆酶、介体ABTS复合生物催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种海藻酸铜负载漆酶、介体ABTS构成的复合生物催化剂体系的制备方法。采用天然生物质材料海藻酸钠为载体，并利用金属铜元素的配位络合作用，将游离的漆酶蛋白分子和介体ABTS分子分别固定化，进而构成复合生物酶催化剂。本发明将大分子生物酶和介体ABTS固定化后，可循环利用，使用寿命长，重复5次后仍能保持80％以上的活性艳蓝KN‑R降解分率及75％以上的刚果红降解率，降低了生产成本，具有良好的工业应用前景。本发明的制备工艺简单、反应温和、原材料易得、价格低廉、对环境无污染。

技术领域

本发明属于酶催化剂技术领域，具体涉及一种海藻酸铜负载漆酶、介体ABTS复合生物催化剂的制备方法。

背景技术

漆酶是一种环境友好的多铜氧化酶，具有催化能力强、效率高和作用底物的范围广等优点，应用在印染废水脱色、纸浆漂白、污水除毒及生物修复等过程。现有技术中，具有生物酶-介体ABTS(2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐)复合催化剂的制备及循环利用工艺复杂、催化活性低，残留的ABTS有一定的环境毒害性，不利于周围环境的绿色发展，而且制得的生物酶-介体催化剂不能多次循环使用，不能有效催化底物。但是，在印染废水有机污染物治理过程中ABTS介体呈游离状态，故每次重复使用过程中需重新添加生物酶介体ABTS，造成介体ABTS不能回收利用，增加了生产成本。

与游离酶相比，固定化漆酶提高了生物酶的热稳定性、化学稳定性、重复利用性以及易分离等性能，已被广泛应用于印染废水脱色、纸浆漂白、污水除毒及生物修复等众多领域。介体物质ABTS的化学性质和循环利用的特点对固定化漆酶的催化活性及应用推广起着关键的作用。由于介体ABTS是增强漆酶催化活性的关键中间物质，选择合适的材料和方法将其固定化成为一个关键问题。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种海藻酸铜负载漆酶、介体ABTS复合生物催化剂的制备方法。本发明采用包埋和交联的固载技术，通过铜离子配位交联作用，由天然生物质海藻酸分子配位键合后，生物酶再互相交联形成的固定化的生物酶催化剂，在印染工业中蒽醌染料活性蓝KN-R催化降解脱色反应表现出优异的催化活性，将大分子生物酶固载后，可循环利用，使用寿命长，降低了工业应用成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种海藻酸铜负载漆酶、介体ABTS复合生物催化剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、将海藻酸钠粉末溶解在去离子水中制得质量分数为1.5wt％-3wt％的海藻酸钠水溶液，然后进行超声波处理；

S2、将无水硫酸铜溶于去离子水中，配制成0.1mol/L-0.2mol/L的硫酸铜溶液；

S3、向步骤S1获得的海藻酸钠水溶液中加入介体物质ABTS获得溶液A，然后进行超声波处理；

S4、向步骤S1获得的海藻酸钠水溶液中加入漆酶获得溶液B，然后进行超声波处理；

S5、将步骤S3的溶液A逐滴加入步骤S2的硫酸铜溶液中，并搅拌至反应结束，制得固定化的介体物质ABTS胶珠；

S6、将步骤S4的溶液B逐滴加入步骤S2的硫酸铜溶液溶液中，并搅拌至反应结束，制得固定化的漆酶胶珠。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤S1中超声波处理在温度40-50℃和频率100Hz条件下，超声波处理的时间为10-20min。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤S3中介体物质ABTS的浓度为0.1mmol/L-5mmol/L，步骤S4中漆酶的浓度为2.5g/L-10g/L。

作为本发明的一种优选技术方案，步骤S3和步骤S4中超声波处理在温度25℃和频率50Hz条件下，超声波处理的时间为10-20min，超声处理完成后取出备用，以胶管中气体均匀上升为溶液混匀。