[发明专利]以磁性淀粉为载体的固定化酶制备方法

说明书

本发明涉及固定化酶领域，公开了一种以磁性淀粉为载体的固定化酶制备方法，向磁性Fe₃O₄纳米粒子水溶液中加入可溶性淀粉，持续搅拌后，冷却至室温得沉淀，经多次洗涤沉淀后冷冻干燥得磁性淀粉纳米粒子；向所述磁性淀粉纳米粒子中加入磷酸缓冲液A和戊二醛，于室温下交联后多次洗涤获得沉淀，然后加入磷酸缓冲液B及游离酶液，固定化期间不停搅拌，固定化结束后将体系冷却至室温获取沉淀，冷冻干燥即得磁性淀粉纳米粒子固定化酶。通过本发明制备的磁性淀粉纳米粒子固定化酶粒径小、酶活高，具有比游离酶更好的热稳定及pH稳定性，并具有较好的有机溶剂耐受性，将其用于相应的酶催化反应，体现出了具有较好的催化活性。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料领域，特别涉及一种以磁性淀粉为载体的固定化酶制备方法。

背景技术

酶是一类具有高效性、高专一性等特点的生物催化剂，它可以在生物体内和体外进行生物转化，但游离酶在与自然环境分离后结构不稳定、作用范围狭窄、对微量抑制剂较为敏感，严重阻碍了酶的工业化应用。因此，为了满足工业生产的要求，通过技术手段，提高酶的稳定性和环境耐受性，实现酶的回收利用成了研究的热点。

TRY及TLL被广泛地应用于食品、医药、生物等领域，但游离酶存在在有机溶剂体系中易失活，反应过后难与底物分离，且不可循环利用等局限，因此选择一种生物相容性较好的载体对其进行固定化是解决上述问题的有效途径之一。

利用化学或物理的方法，将游离酶固定在载体的表面或内部，以此对酶进行固定化是提高游离酶的稳定性和环境耐受性的有效方法。载体材料是决定固定化酶催化活性的一个关键部分，对酶的结构也有着深远的影响。磁性Fe₃O₄纳米粒子尺寸微小，可提供较高的比表面积，是近年来作为固定化酶载体的研究热点，但高表面能纳米颗粒在没有任何表面保护的情况下容易发生团聚，要保持磁性纳米颗粒的特异性，就需要对其进行表面保护，使其不会在空气中聚集和氧化。

磁性纳米粒子作为一种新型材料被广泛应用，其比表面积大，分离简单，因此也成为固定化酶载体的候选材料，但若将其直接用作载体往往会导致酶固定化效率不高。为了增强固定化过程中载体对酶的亲和力，往往需要对其表面进行修饰，使其具有更多的活性基团。淀粉分子结构中含有丰富的羟基基团，具有良好的亲水性和可修饰性能，是修饰包覆Fe₃O₄纳米粒子的良好生物材料。其作为Fe₃O₄表面改性剂己经应用于生物医学、核磁共振等领域材料的制备。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的游离酶在与自然环境分离后结构不稳定、作用范围狭窄、对微量抑制剂较为敏感，不适于工业化应用的问题，本发明提供一种以磁性淀粉为载体的固定化酶制备方法，所得到的固定化酶相比游离酶具有粒径小、酶活回收率高、可重复利用、耐有机溶剂及热稳定性、pH稳定性好等优点。

技术方案：本发明提供了一种以磁性淀粉为载体的固定化酶制备方法，包括如下步骤：磁性淀粉纳米粒子的制备：向磁性Fe₃O₄纳米粒子水溶液中加入可溶性淀粉，于80~110°C下持续搅拌0.5~3.0 h后，冷却至室温得沉淀，经多次洗涤沉淀后冷冻干燥得磁性淀粉纳米粒子；磁性淀粉纳米粒子固定化酶的制备：向所述磁性淀粉纳米粒子中加入磷酸缓冲液A和戊二醛，于室温下交联0.5~4.0 h后多次洗涤获得沉淀，然后加入磷酸缓冲液B及游离酶液，于20~55 °C固定化1.0~10.0h，期间不停搅拌，固定化结束后将体系冷却至室温获取沉淀，冷冻干燥即得磁性淀粉纳米粒子固定化酶。

优选地，所述磁性Fe₃O₄纳米粒子与可溶性淀粉的质量比为6:1~2:1。