[发明专利]一种复合仿生矿化纳米生物催化剂的制备方法

摘要

本发明为一种复合仿生矿化纳米生物催化剂的制备方法。该方法通过(1)酶的修饰；(2)单酶微囊的形成；(3)ZIF‑8矿化层的形成等步骤，将MOF材料固定化酶和微囊固定化酶这两种固定化方法的结合，使MOF材料装甲于微囊外面。本发明同时克服了两种固定化酶方法的各自的缺点，解决了MOF材料固定化酶极端环境酶活损失较快和纳米微囊难以回收两个关键技术问题。

主权项

1.一种复合仿生矿化纳米生物催化剂的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：(1)酶的修饰：将酶与N‑丙烯酰氧基琥珀酰胺(NASM)加入到磷酸缓冲液PBS中溶解，得到酶浓度为1‑3mg· mL^‑1的溶液，然后在4‑8℃,磁力搅拌下酰化反应1‑2h，得到预修饰后的酶溶液中；所述的酶为青霉素酰化酶(PGA)、脂肪酶CALB或过氧化氢酶(CAT)；摩尔比酶：N‑丙烯酰氧基琥珀酰胺(NASM)＝1:(3‑6)；(2)单酶微囊的形成：依次将单体丙烯酰胺(AAM),N‑(3‑氨丙基)‑甲基丙烯酯(APM)，交联剂N,N’‑亚甲基丙烯酰胺(BIS)加入到预修饰后的酶溶液中，搅拌后再加入触发剂过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)，4‑8℃,磁力搅拌反应3‑4h，然后将所得溶液放入透析袋中，再将透析袋在10‑20℃的纯水中透析6‑12h，最后用聚乙二醇20000将透析袋内液体进行浓缩恢复到透析前体积，得到微囊溶液；其中，摩尔比酶:单体丙烯酰胺(AAM):N‑(3‑氨丙基)‑甲基丙烯酯(APM):N,N’‑亚甲基丙烯酰胺(BIS)＝1:(2200‑2600):(400‑600):(160‑240)；同时，摩尔比过硫酸铵(APS):四甲基乙二胺(TEMED)＝(600‑800):1，质量比过硫酸铵(APS):酶＝(1.2‑2):1；(3)ZIF‑8矿化层的形成：将Zn²⁺溶液置于15‑30℃的容器中；再取步骤(2)所得微囊溶液加入到2‑MeIM溶液中，混合后逐滴加入到Zn²⁺溶液中，15‑30℃下搅拌25‑40min；离心9‑15min，转速为3000‑7000r/min，最后沉淀用PBS洗涤，得到复合仿生矿化纳米生物催化剂；其中，2‑MeIM溶液的浓度为300‑700mmol· L^‑1，Zn²⁺溶液的浓度为120‑400mmol· L^‑1；体积比2‑MeIM溶液:Zn²⁺溶液＝(8‑12):1；体积比2‑MeIM溶液:微囊溶液＝8:1；所述的磷酸缓冲溶液(PBS)由以下步骤制得：分别配制0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和0.1mol/L的NaH₂PO₄溶液；按照体积比Na₂HPO₄/NaH₂PO₄为2:1的比例混合两种溶液，即可得到pH值7.0的磷酸缓冲溶液(PBS)；所述的Zn²⁺溶液为二水合醋酸锌溶液。