[发明专利]一种多糖金属有机骨架-酶复合物及其研磨制备方法

说明书

本发明属于生物功能材料领域，公开了一种多糖金属有机骨架‑酶复合物及其研磨制备方法。该方法包括：将锌盐、有机配体、多糖分子和酶蛋白加入研钵中，研磨处理，得到所述多糖金属有机骨架‑酶复合物。本发明的制备方法操作简便，条件温和，所得产品生物兼容性好，酶稳定性高，酶的生物活性得到较大程度保留。

技术领域

本发明属于生物功能材料领域，具体涉及一种多糖金属有机骨架-酶复合物及其研磨制备方法。

背景技术

金属有机骨架(Metal Organic Frameworks，简称MOFs)是通过金属离子与有机配体通过配位作用所形成的一类具有周期性结构的物质，具有丰富的孔结构以及较好的结构稳定性，在催化、分离、传感、吸附和生物医药等领域具有重要的应用前景。利用金属有机骨架材料与酶蛋白相结合，用于构建金属有机骨架-酶复合物，在生物医药、工业催化和可再生能源等领域均有应用潜力。

目前金属有机骨架-酶复合物的合成方法主要有湿法和干法两种。其中湿法合成应用最为广泛，即通过水相反应合成，而这种方法要求有机配体几十倍过量于金属离子，且溶剂热反应需要消耗大量的试剂。干法合成，主要通过研磨等方式，在等量反应物存在的条件下即可高效合成金属有机骨架-酶复合物，操作简便，步骤简单。中国专利CN108396023A公开了用研磨法制备磁性MOF材料并用于酶的固定，以氧化锌和2-甲基咪唑以及Fe₃O₄磁性纳米粒子为原料合成磁性Fe₃O₄@ZIF-8材料，并进一步用于脂肪酶的固定。文献(Nat.Commun.,2019,10,5002)报道了一种通过机械研磨制备金属有机骨架-酶复合物的方法，文章中主要合成了两种金属有机骨架-酶复合物。一种是以ZrCl₄和氨基对苯二甲酸以及酶蛋白为原料，通过两步研磨合成酶@UiO-66-NH₂复合物，另一种以氧化锌和2-甲基咪唑以及酶蛋白为原料，通过两步法合成酶@ZIF-8复合物。目前研磨法仅限于微孔金属有机骨架的构建。其微孔结构一方面不利于蛋白质维持其天然构象，另一方面，也不利于催化反应过程中底物和产物的传递，所获得的金属有机骨架-酶复合物表现出较低的表观活性。采用研磨法构建介孔金属有机骨架-酶复合物的方法仍未见报道。因此，寻求一种简单高效的介孔金属有机骨架-酶复合物构建方法具有重要的研究意义。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种多糖金属有机骨架-酶复合物及其研磨制备方法。

本发明通过研磨法制备多糖金属骨架-酶复合物。该方法通过一步反应即可完成，具有条件温和、操作简便、普适性好、所得复合物催化活性高等特点。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的多糖金属有机骨架-酶复合物的研磨制备方法，包括如下步骤：

将锌盐、有机配体、多糖分子和酶蛋白加入研钵中，研磨处理，得到所述多糖金属有机骨架-酶复合物。

进一步地，所述锌盐为六水合硝酸锌和二水合醋酸锌中的一种以上，但不限于此。

进一步地，所述有机配体为2-甲基咪唑、4-甲基咪唑、1-甲基咪唑、苯并咪唑和咪唑中的一种以上，但不限于此。

进一步地，所述多糖分子为海藻酸钠、果胶和黄原胶中的一种以上，但不限于此。

进一步地，所述酶蛋白为酪氨酸酶、辣根过氧化物酶、乙醇脱氢酶、脂肪酶、乙酰胆碱酯酶、漆酶、绿色荧光蛋白、葡萄糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶、胰蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、碳酸酐酶、醛酮还原酶、淀粉酶、蔗糖酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶中的一种以上，但不限于此。

进一步地，所述锌盐与有机配体的摩尔比为1：(0.5-10)。

优选地，所述锌盐与有机配体的摩尔比为1：0.5-1。