专利名称：一种聚酰胺-胺树枝状分子用于氨基酰化酶固定化的载体材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型的固定化酶载体材料的制备方法，特别是以树枝状分子表面 修饰硅胶为基体，以氨基酰化酶作为交联配体的固定化酶载体材料的制备方法。
背景技术：
树枝状大分子(Dendrimer)是一类新型的功能高分子化合物，它的特点是可以在 分子水平进行分子的大小、形状和功能基团的设计。由于其独特结构，在医学、材料科学、生 命科学及分析化学等领域中有着广泛的应用。把树枝状大分子引到硅胶表面，可以大大增 加硅胶的表面积、容量和选择性。固定化酶具有稳定性好、可重复并连续使用等优点，并且 可以提高产物的纯度和过程效率，克服游离生物催化剂对环境敏感、性质不稳定、易失活或 死亡等缺点。载体对固定化酶有较大的影响，要制得理想的固定化酶，既要选用合理有效的 固定化方法，同时又要有良好的载体。因此借助现代技术合成性能优良的固定化酶载体是 固定化酶研究领域的主要研究内容。
发明内容
本发明的目的是研究一种新型的固定化酶载体材料的制备方法，将树枝状分子应 用到固定化氨基酰化酶的制备中，可以大大提高固定化酶的稳定性、重复性和寿命，简化后 处理，提高收率与选择性，从而提高固定化酶的使用寿命，降低反应条件对固定化酶的影 响，提高催化效率。在树枝状大分子的端氨基上交联氨基酰化酶，使其能够通过与N-乙 酰-L-氨基酸发生反应，达到分离N-乙酰-DL-氨基酸的目的。本发明的要点是利用聚酰胺_胺树枝状分子的结构和功能特点，先将其键合到硅 胶表面，制得聚酰胺_胺表面修饰硅胶，并继续在其端氨基上交联氨基酰化酶配体。其具体 制备过程包括(1)树枝状分子表面修饰硅胶的合成以3-氨丙基三乙氧基硅烷做硅烷化试剂， 采用发散合成法，以丙烯酸甲酯和乙二胺为反应物，通过多次重复的马氏加成反应、酰胺化 反应，得到了聚酰胺_胺表面修饰的硅胶。(2)氨基酰化酶的交联利用戊二醛交联法将氨基酰化酶交联至树枝状大分子聚 酰胺_胺修饰的硅胶的端氨基上，合成以聚酰胺_胺为间隔臂，氨基酰化酶为配体的新型固 定化酶。
1、图1聚酰胺-胺树枝状分子表面修饰硅胶的合成过程2、图2氨基酰化酶的交联过程
具体实施例方式实施例1树枝状分子表面修饰硅胶的合成将硅胶置于50ml圆底烧瓶中，加入lmol L—1的盐酸水溶液，电磁搅拌下100°C回 流反应6小时；滤出固体，用去离子水反复冲洗至水洗液为中性，室温下真空干燥至恒重。 然后与甲苯混合搅拌10分钟，之后后将硅胶、10%的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液加 入置于50ml圆底烧瓶中，在室温搅拌24小时，再在120°C回流搅拌2. 5小时，冷却至室温后 抽滤，滤出物用甲醇洗涤数次，在47°C真空干燥24h。将上步的硅胶与甲醇混合搅拌10分钟，然后缓慢加入20%的丙烯酸甲酯甲醇溶 液，在25°C恒温反应12. 5小时，之后用甲醇冲洗3-4次。在47°C真空干燥24小时，得到 0. 5代的聚酰胺-胺表面修饰硅胶。将键合0. 5代聚酰胺-胺的硅胶与甲醇混合搅拌10分 钟，然后缓慢加入20%的乙二胺甲醇溶液，在40°C恒温反应19. 5小时，然后用甲醇冲洗3-4 次。在47°C真空干燥24小时，得到1.0代的聚酰胺-胺表面修饰硅胶。重复以上马氏加成 反应和酰胺化反应，分别合成1. 5代、2. 0代、2. 5代、3. 0代的聚酰胺-胺表面修饰硅胶。实施例2:氨基酰化酶的交联以经过3. 0代聚酰胺_胺表面修饰的硅胶在常温下与1 %的戊二醛交联4小时，过 滤后用去离子水反复冲洗去除过量的戊二醛，在30°C真空干燥12小时；之后将反应后的硅 胶加入到0. 2mol L—1的氨基酰化酶溶液中(溶液用pH = 7. 0的磷酸缓冲液配制，静置30 分钟后使用)，在常温下反应2小时，过滤后用去离子水冲洗5-6次，封口备用。
权利要求
一种新型的固定化酶载体材料的制备方法，其特征在于以3 氨丙基三乙氧基硅烷做硅烷化试剂，采用发散合成法，以丙烯酸甲酯和乙二胺为反应物，通过多次重复的马氏加成反应、酰胺化反应，得到了聚酰胺 胺表面修饰的硅胶，并利用戊二醛交联法将氨基酰化酶交联至树枝状大分子聚酰胺 胺修饰的硅胶的端氨基上，得到以聚酰胺 胺为间隔臂，氨基酰化酶为配体的新型固定化酶。
2.制备权利要求1所述新型固定化酶载体材料的制备，其特征在于将树枝状分子应 用到固定化酶载体材料的聚酰胺_胺表面修饰硅胶的制备过程。
3.根据权利要求1所述新型固定化酶载体材料的制备，其特征在于在所得的聚酰 胺_胺表面修饰的硅胶上可以进一步键合氨基酰化酶。
全文摘要
本发明涉及一种新型的固定化酶载体材料的制备方法，特别是以树枝状分子表面修饰硅胶为基体，以氨基酰化酶作为交联配体的固定化酶载体材料的制备方法。采用发散合成的方法，将树枝状分子键合到硅胶表面，制得树枝状分子表面修饰硅胶。通过戊二醛交联法实现树枝状分子表面修饰硅胶与氨基酰化酶的交联，并应用于N-乙酰-DL-蛋氨酸的分离。
文档编号C12N11/14GK101892216SQ20091008449
公开日2010年11月24日 申请日期2009年5月20日 优先权日2009年5月20日
发明者杨屹, 高翔 申请人:北京化工大学