学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

功能化TiO2微球表面共价固定化酶及催化活性和稳定性研究

作　者: 梁彦鹏
导　师: 吴洪
学　校: 天津大学
专　业: 化学工艺
关键词: 固定化酶 共价结合 二氧化钛 表面修饰 稳定性 动力学常数
分类号: TQ134.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 1次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


二氧化钛（TiO2）具有无毒、制备成本低、机械强度高、抗微生物降解、热稳定性和化学稳定性高等优点。此外，TiO2可与儿茶酚及其衍生物发生螯合作用而牢固相连。研究表明，利用螯合作用可以有效地对金属氧化物进行表面修饰。该方法具有反应迅速、完全、便捷等优点。受此启发，本研究利用TiO2与儿茶酚基团之间的螯合作用对TiO2微球进行表面修饰，并利用共价法在修饰的TiO2微球上固定化酶。本论文的研究内容主要包括以下几个方面：（1）首先采用溶胶-凝胶法制备出粒径在500-600nm的TiO2微球，然后利用TiO2与3,4-二羟基苯基丙酸（儿茶酚衍生物）之间的螯合作用对TiO2微球进行表面修饰，制得羧基化的TiO2微球（TiO2-COOH）。最后采用EDC/NHS化学方法在TiO2-COOH微球表面分别固定过氧化氢酶和脂肪酶。红外光谱图证明TiO2微球表面成功地修饰上了3,4-二羟基苯基丙酸，同时其表面成功地共价固定上了过氧化氢酶和脂肪酶。本论文还对两种固定化酶的催化活性和稳定性进行系统的研究。研究结果表明，两种固定化酶的稳定性得到了显著提高。固定化过氧化氢酶和脂肪酶分别保持了65%和60%的相对酶活力，其负载率分别为150mg/gsupport和200mg/g support。两种酶的米氏常数在固定后没有明显变化。（2）首先利用TiO2与多巴胺（儿茶酚衍生物）之间的螯合作用对TiO2微球进行表面修饰，制得氨基化的TiO2微球（TiO2-NH2）。然后利用戊二醛将TiO2-NH2微球活化并在其表面分别固定过氧化氢酶和脂肪酶。红外光谱图证明了载体与酶分子间共价键的形成。固定化酶表现出了较高的活力和稳定性，固定化过氧化氢酶和脂肪酶分别保持了66.7%和65%的相对酶活力，其负载率分别为150mg/g support和230mg/g support。两种酶米氏常数在固定后也没有明显变化。（3）首先采用EDC/NHS化学方法在过氧化氢酶分子上接枝3,4-二羟基苯基丙酸，然后利用儿茶酚基团与TiO2微球的螯合作用将改性后的过氧化氢酶固定于TiO2微球上。研究发现，利用该方法制备的固定化酶的负载率高达500mg/gsupport，相对酶活力为60%。为了验证该方法的普适性，利用该法在TiO2微球上固定化醇脱氢酶，并对其催化活性和稳定性进行系统研究。研究结果显示，固定化醇脱氢酶的相对酶活力高达90%。红外光谱图证明两种酶均成功地共价固定在TiO2微球表面。（4）对以上不同方法制备的固定化酶的负载率、相对酶活力、动力学常数、热稳定性、循环稳定性和储存稳定性进行比较。通过比较总结出以上不同方法固定化酶的优点和不足。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 文献综述  9-22
  1.1. 固定化酶的应用  9-10
  1.2 固定化酶研究进展  10-14
    1.2.1 固定化方法  10-12
    1.2.2 固定化酶载体  12-14
  1.3 共价结合法固定化酶  14-18
  1.4 载体表面修饰  18-20
    1.4.1 载体表面修饰的研究进展  18-19
    1.4.2 儿茶酚的特异性螯合用于载体表面修饰  19-20
  1.5 本论文的选题思路及主要工作  20-22
第二章 羧基化的 TiO_2微球用于固定化酶的研究  22-44
  2.1 引言  22
  2.2 材料与方法  22-27
    2.2.1 试剂  22-23
    2.2.2 仪器  23
    2.2.3 实验方法  23-27
  2.3 结果与讨论  27-42
    2.3.1 载体表征和酶的固定化  27-30
    2.3.2 固定化过程、负载率和酶活力  30-31
    2.3.3 游离和固定化酶的动力学常数  31-34
    2.3.4 反应 pH 值和温度对酶活力的影响  34-36
    2.3.5 热稳定性  36-38
    2.3.6 过氧化氢酶热失活动力学分析  38-39
    2.3.7 循环稳定性  39-41
    2.3.8 储存稳定性  41-42
  2.4 小结  42-44
第三章 氨基化的 TiO_2微球用于固定化酶的研究  44-59
  3.1 引言  44
  3.2 材料与方法  44-46
    3.2.1 试剂  44-45
    3.2.2 仪器  45
    3.2.3 实验方法  45-46
  3.3 结果与讨论  46-58
    3.3.1 红外光谱图  46-47
    3.3.2 固定化过程、负载率和酶活力  47-48
    3.3.3 动力学常数  48-51
    3.3.4 反应 pH 和温度对酶活力的影响  51-53
    3.3.5 热稳定性  53-55
    3.3.6 循环稳定性  55-56
    3.3.7 储存稳定性  56-58
  3.4 小结  58-59
第四章 酶经修饰后通过螯合作用固定于 TiO_2表面的研究  59-74
  4.1 引言  59
  4.2 材料与方法  59-61
    4.2.1 试剂  59-60
    4.2.2 仪器  60
    4.2.3 实验方法  60-61
  4.3 结果与讨论  61-73
    4.3.1 酶固定化过程  61-63
    4.3.2 红外光谱图  63-64
    4.3.3 过氧化氢酶动力学常数  64-66
    4.3.4 反应 pH 值和温度对酶活力的影响  66-69
    4.3.5 热稳定性  69-70
    4.3.6 循环稳定性  70-72
    4.3.7 储存稳定性  72-73
  4.4 小结  73-74
第五章 不同的固定化酶方法比较  74-82
  5.1 引言  74
  5.2 相对酶活力和负载率  74-75
  5.3 动力学常数  75-77
    5.3.1 过氧化氢酶  75-76
    5.3.2 脂肪酶  76-77
  5.4 稳定性  77-80
    5.4.1 热稳定性  77-78
    5.4.2 循环稳定性  78-79
    5.4.3 储存稳定性  79-80
  5.5 小结  80-82
第六章 结论与展望  82-84
  6.1 结论  82-83
  6.2 展望  83-84
参考文献  84-91
发表论文和科研情况说明  91-93
致谢  93

相似论文

  1. 自变量分段连续型随机微分方程数值解的收敛性及稳定性,O211.63
  2. 具有变截面臂架的格构式起重机结构计算分析方法研究,TH21
  3. 开关磁阻发电机供电系统仿真分析,TM31
  4. 多层卫星网络稳定性设计研究,TN927.23
  5. 分导飞行器多模型自适应控制,TP273.2
  6. 时滞系统的稳定性分析,TP13
  7. 离散非线性系统输入到状态稳定性研究,TP13
  8. 壳聚糖季铵盐金属配合物的热稳定性研究,O634
  9. 氯代甲氧基脂肪酸甲酯的合成及应用研究,TQ414.8
  10. 高产色素红曲菌株的选育及所产色素性质的研究,TS202.3
  11. 复杂布尔网络稳定性问题的研究,O157.5
  12. 渗流对尾矿坝稳定性影响的分析,TV649
  13. 辣椒碱/环糊精体系的表征及性能研究,TQ450.1
  14. 无铅玻璃粉的制备及性能研究,TQ171.6
  15. 气—水可压缩流物质界面的R-M不稳定性研究,O359.1
  16. 嗜热菌几丁质结合域及其在酶固定化中应用的研究,Q814
  17. 鹿血酒的制备、毒理学安全性及稳定性评价,TS262.91
  18. 烤烟打叶复烤片烟结构稳定性评价,TS443
  19. 长期不同种植模式下东北黑土理化性状和有机碳稳定性的差异研究,S153
  20. 连续种植超级稻对土壤有机碳含量及团聚体稳定性的影响,S511
  21. 青少年学生自评亚健康状况的随访研究,B844.2

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 金属元素的无机化合物化学工业 > 第Ⅳ族金属元素的无机化合物 > 钛副族（ⅣＢ族）元素的无机化合物 > 钛的无机化合物
© 2012 www.xueweilunwen.com