[发明专利]一种可再生的磁性固定化酶载体及其制备方法

摘要

一种可再生的磁性固定化酶载体及其制备方法，属于固定化酶技术领域。包括合成磁性Fe3O4纳米颗粒；制备核壳结构的Fe3O4@TiO2磁性纳米复合物；制备锐钛矿型Fe3O4@TiO2纳米复合物，对该纳米复合物表面进行功能化修饰从而得到Fe3O4@TiO2固定化酶载体等步骤。本发明制备的固定化酶载体综合了磁性材料、纳米材料、TiO2及表面功能基团修饰的优点，具有磁响应性、可再生利用、高生物相容性、与目标酶分子共价链接、酶荷载量高及稳定性好等优点。此外，本方法工艺简单，反应条件易控制。本发明可为酶提供性能优异的固定化载体，能有效降低酶大规模工业化应用的成本，在固定化酶领域具有巨大的应用潜力。

主权项

一种可再生的磁性固定化酶载体的制备方法，其步骤如下：(a)制备Fe3O4磁性纳米颗粒Fe3O4NPs；(b)制备核壳结构的Fe3O4@TiO2磁性胶体纳米粒子Fe3O4@TiO2NPs：将步骤（a）制备的100～200mg Fe3O4NPs分散于200～300mL的乙醇、乙晴和NH3·H2O的混合溶液中，乙醇、乙晴和NH3·H2O的体积比160～200:40:1，再加入2～3mL钛酸四丁酯并搅拌1～2h；然后用外磁场分离收集得到磁性的Fe3O4@TiO2胶体纳米粒子，将胶体纳米粒子用无水乙醇清洗3～5次，再利用外磁场分离收集并放置在20～60℃条件下挥发完全，从而得到核壳结构的Fe3O4@TiO2磁性胶体纳米粒子Fe3O4@TiO2NPs；(c)制备锐钛矿型Fe3O4@TiO2纳米复合物：将步骤（b）制得的100mg Fe3O4@TiO2NPs分散于100～200mL、60～70%(v/v)乙醇的水溶液中，加入2～3mL的NH3·H2O，然后将得到的悬浮液在160～180℃条件下水热反应18～24h，棕色的反应产物用外磁场分离收集后用无水乙醇清洗3～5次，再用外磁场分离收集并放置在20～60℃条件下挥发完全，从而制备得到锐钛矿型Fe3O4@TiO2纳米复合物；(d)制备Fe3O4@TiO2固定化酶载体：将步骤（c）制备的锐钛矿型Fe3O4@TiO2纳米复合物分散于1～2%（w/w）的3‑氨基丙基‑三甲氧基硅烷APTMS水溶液中，并搅拌2～5h；利用外磁场分离收集得到APTMS‑功能化的Fe3O4@TiO2纳米复合物，然后将其再分散于含2～3%（v/v）戊二醛的水溶液中，经室温孵育1～3h后获得Fe3O4@TiO2可再生磁性固定化酶载体。