基于树枝状聚合物复合磁性纳米材料的制备表征及其固定化纤维素酶的应用研究

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纤维素是最丰富的可再生和可生物降解的聚合物。自然界里的纤维素年产量预计为1011–1012吨，虽然有如此多的纤维素来源，但是人们对于这种生物质资源的利用不是很高。纤维素酶是生物来源的催化剂，在温和条件下具有较高的选择性、特异性。但是由于纤维素酶的工作条件比较苛刻，在催化水解的过程中容易失去活性。因此纤维素酶的催化水解效率不高。由于固定化酶在较温和的pH值、温度、压力条件下进行催化，有着高活性和无与伦比的选择性，酶的固定化变的越来越重要。
　　本文讨论了两种复合材料固定化纤维素酶，一种是四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在四氧化三铁磁性纳米粒子的上面。第二种是接枝两种不同臂长的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面。本文选定了以蛋白载量，固定化酶的活力，比活力为衡量标准，讨论了加酶量、时间、温度三个条件对固定化纤维素酶的影响。又比较了游离酶与固定化纤维素酶的酶学性质，另外还比较两种不同臂长的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面固定化纤维素酶的酶学性质。主要是从最适最适pH、温度、米氏常数、热稳定性、重复使用稳定性以及贮藏稳定性这几个方面研究其酶学性质。研究结果表明：游离酶的催化反应最适温度为45℃,而固定化酶的为50℃,游离酶的pH为5，固定化酶催化最适pH为4。四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在四氧化三铁磁性纳米粒子固定化纤维素酶、接枝分子接枝分子量5K的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面固定化纤维素酶、接枝分子量10 K的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面固定化纤维素酶的米氏常数分别是11.9471 g/L，3.0411 g/L，1.6220 g/L。固定化酶在热稳定性、重复使用稳定性、其贮藏稳定性都比游离纤维素酶的好。最后做了三种酶的催化水解应用实验，发现接枝分子量10 K的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面固定化纤维素酶的催化效果比接枝分子接枝分子量5K的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面固定化纤维素酶好，接枝分子接枝分子量5K的四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在磁性氧化石墨烯表面固定化纤维素酶的催化效果比四臂型聚乙二醇树枝状聚合物修饰在四氧化三铁磁性纳米粒子固定化纤维素酶效果好。

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作者
董剑;
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作者单位

江苏大学;

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授予单位江苏大学;
学科化学工程与技术
授予学位硕士
导师姓名倪良;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类固定化酶和固定化细胞技术;特种结构材料;
关键词
纤维素酶; 四氧化三铁; 复合磁性纳米粒子; 氧化石墨烯; 四臂聚乙二醇胺; 固定化酶;

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