一种化学反应制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法
【专利摘要】一种化学反应制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法，其特征是在适量功能化活性炭的存在下，在2?(N?吗啉)乙磺酸溶液中加入适量N?羟基琥珀酰亚胺和1?(3?二甲氨基丙基)?3?乙基碳化二亚胺盐酸盐，在摇床中反应60分钟后，再加入一定量纯化后的漆酶，充分反应后制得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
【专利说明】
一种化学反应制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种化学反应制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法，属于纳米材料制备领域。
【背景技术】
[0002]苯酚及苯酚类化合物是一种细胞原浆毒，它能够与细胞原浆中的蛋白质发生化学反应使蛋白质变性而造成细胞失活。苯酚及苯酚类化合物广泛存在于造纸业，冶金业，煤炭提炼和医药等工业生产所排放的废水，如果不对其进行处理，将会严重危害人类的身体健康，并会造成自然生态无法修复。已经有学者就溶剂萃取法、化学氧化法、吸附法来去除废水中的苯酚开展了大量的研究工作，但目前这些方法在苯酚处理深度以及二次污染等方面尚存在着不足之处。上个世纪九十年代，Alberti等提出利用漆酶的氧化性来去除废水中的苯酚。随后王松等在漆酶的存在下曝气，可使木素和多酚类化合物聚合或降解，进而通过絮凝沉淀或深度氧化除去。这是由于漆酶可将废水中的苯酚氧化成苯氧自由基，苯氧自由基又可进一步聚合形成二聚物，三聚物，甚至高聚物。由于这些聚合物在水中的溶解度很低，可以非常容易地从废水中被除去，从而达到去除废水中苯酚的目的。与传统方法相比，该方法具有苯酚去除率高，无二次环境污染，操作简单等诸多优点。然而，令人遗憾的是自由的漆酶在水溶液中很不稳定，同时酶容易失活而降低其催化能力，这些不足大大限制了其在工业废水中去除苯酚等污染物方面的应用。
[0003]上世纪60年代出现的固定化酶技术克服了自由酶的上述不足，并且酶可以回收及重复使用，从而成为生物技术中最为活跃的研究领域之一。近年来纳米固定化酶技术将丰富的纳米结构和纳米材料导入固定化酶种，极大地提升了固定酶的催化能力和应用范围。与传统固定化载体相比，纳米级载体更便于底物的传质过程。Lee等研究发现纳米多孔活性炭具有大的比表面积和高的孔体积，且对多种有机物及金属离子具有较好的吸附作用，可作为酶催化剂的有效载体。此外，引入一些功能性纳米载体如纳米多孔活性炭，可制备稳定性好、活性高且可重复利用的纳米酶催化剂。
[0004]纳米多孔活性炭固定化漆酶的制备及性能研究是当今纳米技术研究领域的一大焦点。目前，制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法众多，包括物理吸附法、包埋法等。而这些方法涉及到实验条件苛刻、能耗高等不足，因而开发一种简单、高产、环境友好的合成方法仍然十分迫切。共价结合化学法具有操作简单、成本低、产量高和环境友好等优点，已经成为合成固定化酶的一种有效方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种纳米多孔活性炭固定化漆酶的制备方法，是利用漆酶分子上的官能团与活性炭表面上的基团之间形成化学键的特点，采用共价结合化学法来制备纳米多孔活性炭固定化漆酶。该方法克服了漆酶在水溶液中很不稳定，同时容易失活而降低其催化能力，并实现了漆酶与纳米多孔活性炭的复合。
[0006]本发明公开了一种化学反应制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法。本发明是将功能化活性炭和纯化后的漆酶作为反应物，在室温下通过发生化学反应，进而制得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0007]本发明利用漆酶分子上的官能团与活性炭表面上的基团之间形成化学键的特点，运用共价结合的合成工艺实现了纳米多孔活性炭固定化漆酶的合成，该方法操作简单、成本低，为固定化漆酶的制备提供了一种新的思路。
【附图说明】
[0008]
图1为所制备的纳米多孔活性炭固定化漆酶的透射电镜图。
【具体实施方式】
[0009]
纳米多孔活性炭固定化漆酶的化学合成，按以下步骤进行:
【具体实施方式】1:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1_(3_二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入0.5毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，SP得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0010]【具体实施方式】2:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入1.0毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，即得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0011]【具体实施方式】3:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入1.5毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，即得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0012]【具体实施方式】4:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N_吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入2.0毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，即得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0013]【具体实施方式】5:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N_吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入2.5毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，即得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0014]【具体实施方式】6:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N_吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入3.0毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，即得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
[0015]【具体实施方式】7:准确称取50毫克的功能化活性炭并将其分散在50毫升2-(N_吗啉)乙磺酸溶液中，称取0.23克N-羟基琥珀酰亚胺溶于上述溶液中，再称取0.384克1-(3-二甲氨基丙基)-3_乙基碳化二亚胺盐酸盐加入到上述溶液中，在摇床中反应60分钟后，再加入4.0毫克纯化后的漆酶。在摇床中反应10小时后，用磷酸缓冲液清洗，在4度下保存，即得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
【主权项】
1.一种化学反应制备纳米多孔活性炭固定化漆酶的方法，其特征是在适量功能化活性炭的存在下，在2-(N-吗啉)乙磺酸溶液中加入适量N-羟基琥珀酰亚胺和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺盐酸盐，在摇床中反应60分钟后，再加入一定量纯化后的漆酶，充分反应后制得纳米多孔活性炭固定化漆酶。
【文档编号】C12N11/14GK106085999SQ201610388388
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日 公开号201610388388.6, CN 106085999 A, CN 106085999A, CN 201610388388, CN-A-106085999, CN106085999 A, CN106085999A, CN201610388388, CN201610388388.6
【发明人】陈凤娟, 金学坤, 刘岸杰
【申请人】新疆大学