青霉素酰化酶固定化载体的合成与应用研究

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该论文选择M41S类介孔分子筛作为无机载体的研究对象,选择具有环氧基功能团的共聚物作为有机类载体的研究对象,开展了从载体的设计、制备、酶的固定化及催化性能的研究.运用FT-IR、XRD、SEM、N<,2>吸附和NH<,3>-TPD等多种物化表征技术,首次对MCM-48等介孔分子筛对青霉素酰化酶的固定化作用作了系统的研究;详细考察了固定化条件对介孔分子筛固定化PA催化性能的影响;应用反相悬浮技术成功地合成了甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)-甲基丙烯酰胺(MAA)-N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)珠状大孔聚合物GMM,并首次用作青霉素酰化酶固定化载体;建立了亲水性含环氧基共聚物载体聚合的新方法等.论文的主要研究内容及结果如下:在合成MCM-48与MCM-41介孔分子筛的基础上,详细研究了MCM-48与MCM-41的结构特征、表面酸性和对青霉素酰化酶的固定化作用.结果表明,合成的MCM-48和MCM-41均具有很好的长程有序结构、狭窄的孔径分布和较高的比表面积.表面上高浓度弱酸性的自由羟基为酶的固定化提供了功能性基团和适宜的微环境.应用反相悬浮聚合技术,采用复合悬浮剂,成功地合成了亲水性大孔珠状含环氧基三元共聚物GMM.水溶性甲基丙烯酰胺介入聚合体系,大大地改善了载体的结构性质和亲水性能.建立了液体石蜡-四氯乙烯-三乙醇胺单硬脂酸酯-Span60反相悬浮聚合新体系.研究结果表明,制备方法对GMA-MBAA共聚物(GM)孔结构、比表面积、水中的溶胀性和对PA的固定化作用均有很大的影响.以液体石蜡作为主介质,甲醇水溶液作致孔剂,合成的GM1共聚物孔径大、比表面积高、在水中的溶胀性能好,固定化酶的性能优于以正庚烷为主介质、甲酰胺为致孔剂合成的GM2珠状载体.在0.177 mm~.250 mm的粒度时,PA/GM1(60)和PA/GM2(60)固定化酶的表观活性分别为537 U/g和426 U/g.研究结果表明,采用液体石蜡聚合体系合成的GM1共聚物是固定化酶催化剂性能优异的载体材料.
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