一种小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物及其制备方法和应用_2

文档序号:9229772阅读:来源:国知局
大等特点,解 决了传统共沉淀法制备生物酶-类水滑石纳米复合物时存在的聚集、粒径大、粒径分布范 围宽、比表面积小等缺陷,所得血红蛋白/类水滑石纳米粒子呈海绵状和不定型的小颗粒, 其粒径小于40nm。
[0015] 2)本发明所述的小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物制备方法,不引入新的介 质,仅利用T-形微反应器限域效应和反应物间快速充分混合的特性,就得到了粒径分布范 围窄,颗粒较小,分散性好的血红蛋白/类水滑石纳米粒子,具有操作简单、条件温和、制备 成本低等优点,符合绿色化学的要求。
[0016] 3)本发明所述的小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物中,血红蛋白分子均匀地 吸附在类水滑石粒子表面,并保持了血红蛋白质原有的二级结构。
[0017] 4)本发明所述的小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物,在高温时具有比游离血 红蛋白、血红蛋白-大颗粒类水滑石复合物更高的生物催化活性。
【附图说明】:
[0018] 图1为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)和对比 例1所得血红蛋白/类水滑石纳米复合物(e)的XRD衍射图。
[0019] 图2为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)和游离 血红蛋白(Hb)分别在25 °C (图2A)和90 °C (图2B)时的紫外吸收光谱图。
[0020] 图3为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)、游离 血红蛋白(Hb)和血红素(hemin)分别在25°C (图3A)和90°C (图3B)时的荧光发射光谱 图。
[0021] 图4为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)和对比 例1所得血红蛋白/类水滑石纳米复合物(e)的SEM图片,实施例4所得小粒径血红蛋白 /类水滑石纳米复合物透射电镜图片(f)。
【具体实施方式】:
[0022] 为进一步理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,但并不以 任何方式限制本发明。
[0023] 实施例1 :
[0024] 分别称取MgCl2 · 6H20和AlCl3 · 9H20,加入去离子水,配制总金属离子浓度为 6mmol/L的MgCljP AlCl 3混合盐溶液,向其中加入血红蛋白使其浓度为0. 2g/L,混合均匀 后记为溶液A ;配制浓度为0. 02mol/L的氢氧化钠溶液,记为溶液B ;打开T型微反应器,将 溶液A、溶液B分别加入T型微反应器的盐液管和碱液管中,控制流速,保持反应混合液的 pH在9. 0左右,在混合液出口处接收反应产物;反应混合液在N2保护条件下,低温搅拌24h, 结束后将混合液12000rpm下离心10min,超纯水将沉淀洗涤3次,得血红蛋白/类水滑石纳 米复合物胶状物,记为Hb-LDH c6。
[0025] 实施例2 :
[0026] 分别称取MgCl2 · 6H20和AlCl3 · 9H20,加入去离子水,配制总金属离子浓度为 12mmol/L的MgCljP AlCl 3混合盐溶液,向其中加入血红蛋白使其浓度为0. 2g/L,混合均匀 后记为溶液A ;配制浓度为0. 02mol/L的氢氧化钠溶液,记为溶液B ;打开T型微反应器,将 溶液A、溶液B分别加入T型微反应器的盐液管和碱液管中,控制流速,保持反应混合液的 pH在9. 0左右,在混合液出口处接收反应产物;反应混合液在N2保护条件下,低温搅拌24h, 结束后将混合液12000rpm下离心10min,超纯水将沉淀洗涤3次,得血红蛋白/类水滑石纳 米复合物胶状物,记为Hb-LDH ci2。
[0027] 实施例3 :
[0028] 分别称取MgCl2 · 6H20和AlCl3 · 9H20,加入去离子水,配制总金属离子浓度为 24mmol/L的MgCljP AlCl 3混合盐溶液,向其中加入血红蛋白使其浓度为0. 2g/L,混合均匀 后记为溶液A ;配制浓度为0. 02mol/L的氢氧化钠溶液,记为溶液B ;打开T型微反应器,将 溶液A、溶液B分别加入T型微反应器的盐液管和碱液管中,控制流速,保持反应混合液的 pH在9. 0左右,在混合液出口处接收反应产物;反应混合液在N2保护条件下,低温搅拌24h, 结束后将混合液12000rpm下离心10min,超纯水将沉淀洗涤3次,得血红蛋白/类水滑石纳 米复合物胶状物,记为Hb-LDH m。
[0029] 实施例4 :
[0030] 分别称取MgCl2 · 6H20和AlCl3 · 9H20,加入去离子水,配制总金属离子浓度为 48mmol/L的MgCljP AlCl 3混合盐溶液,向其中加入血红蛋白使其浓度为0. 2g/L,混合均匀 后记为溶液A ;配制浓度为0. 02mol/L的氢氧化钠溶液,记为溶液B ;打开T型微反应器,将 溶液A、溶液B分别加入T型微反应器的盐液管和碱液管中,控制流速,保持反应混合液的 pH在9. 0左右,在混合液出口处接收反应产物;反应混合液在N2保护条件下,低温搅拌24h, 结束后将混合液12000rpm下离心10min,超纯水将沉淀洗涤3次,得血红蛋白/类水滑石纳 米复合物胶状物,记为Hb_LDH T48。
[0031] 对比例1 :
[0032] 分别称取MgCl2 · 6H20和AlCl3 · 9H20,加入去离子水,配制总金属离子浓度为 48mmol/L的MgCljP AlCl 3混合盐溶液,向其中加入血红蛋白使其浓度为0. 2g/L,混合均匀 后记为溶液A ;配制浓度为0. 02mol/L的氢氧化钠溶液,记为溶液B ;将溶液A、溶液B分别 滴加到反应瓶中,保持反应混合液的pH在9. 0左右,在混合液出口处接收反应产物;反应混 合液在N2保护条件下,低温搅拌24h,结束后将混合液12000rpm下离心10min,超纯水将沉 淀洗涤3次,得血红蛋白/类水滑石纳米复合物胶状物,记为Hb-LDH C48。
[0033] 图1为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)和对比 例1所得血红蛋白/类水滑石纳米复合物(e)的XRD衍射图。采用T型微反应器制备的 Hb-LDH杂化物中,Hb-LDHT12、Hb-LDHm和Hb-LDH T48与传统共沉淀法得到的Hb-LDH C48样品 都出现了类水滑石所有的特征衍射峰(JCPDS card No. 51-1528),表明杂化物具有类水滑 石的晶形结构。上述四个样品在低2 Θ处出现的三个峰型尖锐的衍射峰,分别对应于〇〇3、 006和009晶面的衍射峰,在高2 Θ处存在强度较弱的衍射峰,对应11〇晶面衍射峰,为类水 滑石的特征衍射峰。从图中可以看出,随着金属盐浓度的逐渐增大,所得杂化物的峰强度变 大,结晶度增高,晶面生长的有序度较高,结晶性较好。然而Hb_LDH T6样品只在低衍射角处 出现了一个来自于玻璃样品台的很宽的衍射峰,表明了片层结构堆积较少,只是由几层类 水滑石片堆积而成。所得四种Hb-LDHj^ (!^在0. 938~0. 784nm之间,而NOf插层的类水 滑石的层间距通常为〇· 79nm,血红蛋白的三维尺寸为6. 5nmX5. 4nmX5. 3nm,所以可判断 血红蛋白只是吸附在杂化物的表面。
[0034] 图2为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)和游离 血红蛋白(Hb)分别在25°C (图2A)和90°C (图2B)时的紫外吸收光谱图。图2A显示,当 采用T型微反应器共沉淀法将血红蛋白固定在类水滑石上,血红蛋白与类水滑石之间存在 较强的相互作用,在25°C相较于游离血红蛋白在404nm处较强的吸附峰,这种作用力使固 定后血红蛋白的Soret峰非常弱,但是仍然出现在400nm左右。图2B显示,当将游离血红 蛋白和册-〇)4杂化物经90 °C高温处理后,游离血红蛋白的Soret峰完全消失,证明高温使 血红蛋白发生了变性,然而Hb_LDHT杂化物仍在395nm处存在微弱的Soret峰,证明血红蛋 白得到了类水滑石无机层状纳米片的保护,其二级结构并没有改变。
[0035] 图3为实施例1~4所得小粒径血红蛋白/类水滑石纳米复合物(a~d)、
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