一种基于聚合生物分子功能化碳材料的固定化酶的方法

1.本发明涉及固定化酶的技术领域，具体涉及基于聚合生物分子功能化碳材料的固定化酶方法。


背景技术：

2.酶是一种生物大分子蛋白质，它可以在常温常压的条件下参与各种催化反应，是一种高效的催化剂。这种生物催化剂具有催化条件要求低、具有专一性和催化进程快等特点。因此，酶已被广泛运用于各个行业和领域，广泛的应用于环境监测、临床诊断、加工食品以及生物化工等领域。然而酶在溶液中的稳定性差，而且难于重复和长期使用。固定化酶技术是通过选择一些具有优异的物理化学性质的材料，这种材料需要具有较大的孔径或者具有很强的吸附力等特点，最后将酶紧密结合在不溶性材料的内部或者表面实现固定化。随着固定化酶技术的发展，固定化酶的优势也开始体现了出来。与溶液酶相比，其稳定性和对环境变化的耐受能力得到提高，其应用范围更加宽广。
3.传统的固定化酶的方法有吸附法、共价结合法和包埋法等。碳材料由于很强的吸附力，经常被当作固定化酶的载体材料进行研究，但是由于碳材料吸附力太强，往往导致酶的蛋白质结构发生变化，导致酶活性的降低甚至失活。本专利基于固定化酶技术，通过创新地使用不同聚合生物分子来功能化碳材料，作为固定化酶的载体材料，既保留了碳材料很强的吸附力，又能保护酶的蛋白质结构，起到维持和增强酶活性的作用。


技术实现要素：

4.为了克服现有固定化酶技术中存在的缺陷，通过聚合生物分子来功能化碳材料，将功能化后的碳材料作为固定化酶的载体，以吸附的方式获得固定化的酶。本发明，既保留了碳材料很强的吸附力，又能保护酶的蛋白质结构，起到维持和增强酶活性的作用。本方法具有操作简易、程序简单、专一活性高等优点。
5.进一步地，所述的聚合生物分子包括但不限于聚氨基酸，dna，rna，糖，淀粉，生物脂。
6.进一步地，所述的功能化方法指聚合生物分子作为功能化试剂，以吸附或共价相连的方式，将碳材料表面功能化，其中碳材料表面被功能化试剂覆盖或部分覆盖；
7.进一步地，所述酶包括生物酶或人工模拟酶，包括但不限于各种氧化还原酶、水解酶、脱氢酶等，其中包括但不限于溶菌酶、溶壁酶，葡萄糖氧化酶、过氧化物酶。部分酶的列表。
8.进一步地，所述固定的化酶包括固定化的生物酶或人工模拟酶，包括但不限于各种氧化还原酶、水解酶、脱氢酶等，其中包括但不限于溶菌酶、葡萄糖氧化酶、过氧化物酶。部分酶的列表。
9.进一步地，所述酶的固定化方法指酶以吸附的方式固定在上述功能化的碳材料上。
附图说明
10.图1是本发明的用聚赖氨酸功能化碳纳米管固定化溶菌酶的结果图。
具体实施方式
11.对溶菌酶固定在聚赖氨酸功能化碳材料上的专一活性进行了比较，其中聚赖氨酸为ε
‑
聚赖氨酸，工作缓冲溶液：ph 7.4,10毫摩尔/升，含0.9％氯化钠。下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
12.使用碳纳米管直接固定化溶菌酶时，会破坏溶菌酶的二级结构，导致溶菌酶的失活。通过使用了本身具有杀菌活性的聚赖氨酸来功能化碳纳米管，并让聚赖氨酸功能化的碳纳米管以吸附的方式固定化溶菌酶。聚赖氨酸既保留了碳纳米管很强的吸附力，又改变了碳纳米管表面的微观结构和保护了酶的蛋白质结构，聚赖氨酸本身不仅也表现了杀菌活性，同时又起到协同和增强溶菌酶杀菌的作用，使得溶菌酶的活性达到了显著的增强。


技术特征：
1.一种基于聚合生物分子功能化碳材料的固定化酶的方法，其特征在于，具体步骤为：(1)本专利所述基于聚合生物分子功能化碳材料的固定化酶的方法，是将聚合生物分子作为功能化试剂，以吸附或共价相连的方式，将碳材料表面功能化，其中碳材料表面被功能化试剂覆盖或部分覆盖；(2)酶以吸附的方式被固定在(1)中所述的功能化的碳材料上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的碳材料包括但不限于碳纳米管，石墨烯，多孔碳，活性炭，碳纤维。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的聚合生物分子包括但不限于聚氨基酸，dna，rna，糖，淀粉，生物脂。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的酶包括生物酶或人工模拟酶。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固定化酶包括固定化的生物酶或人工模拟酶。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的固定化酶为单一酶或多种酶联合使用。

技术总结
本发明公开了一种基于聚合生物分子功能化碳材料的固定化酶的方法。为了克服现有固定化酶技术中存在的缺陷，通过聚合生物分子来功能化碳材料，将功能化后的碳材料作为固定化酶的载体，以吸附的方式获得固定化的酶。本发明，既保留了碳材料很强的吸附力，又能保护酶的蛋白质结构，起到维持和增强酶活性的作用。本方法具有操作简易、程序简单、专一活性高等优点。专一活性高等优点。专一活性高等优点。


技术研发人员：雷呈宏 陈明
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2021.05.18
技术公布日：2021/12/16