[发明专利]聚乙烯醇固定化与微生物制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种聚乙烯醇与微生物技术，特别是一种聚乙烯醇固定化与微生物制备方法。

背景技术

聚乙烯醇简称(PVA)是一种富含羟基的水溶性高分子化合物，能与含羟基物质产生物理交联作用，在固定化技术中，正常采用聚乙烯醇为包埋介质，但聚乙烯醇固定化颗粒水溶膨胀性较大，易碎，聚乙烯醇同样是一种高粘性物质，聚乙烯醇与硼酸反应较慢，将聚乙烯醇与硼酸的溶液相碰时会粘结在一起，并逐步溶合成一团，聚乙烯醇颗粒有非常强附聚倾向，使聚乙烯醇凝胶成球困难，同时影响固定化酶的效力和重复作用。

聚乙烯醇与硼酸进行反应固定时，硼酸上的三个羟基部分进行了反应，反应后形成的高聚物凝胶上还残留有亲水性的羟基，使得固定化颗粒在应用中存着很大的水溶膨胀性，随着使用时间的延长，强度大为减弱，在实际应用过程中其效果不佳。在化工企业中不少科研人员不断地去探索、研究、试验聚乙烯醇固定化酶与微生物制备方法，虽然取得一些进展，但在实际应用中仍然存在着尚未克服的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种制备方法简单，利用一种新型的酶/微生物包埋固定化为载体，颗粒机械强度高，不易碎，化学稳定性能好，抗微生物分解性能强，是一种很好的包埋材料，其使用寿命长，产品质量好，一种实用性强的聚乙烯醇固定化与微生物制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、将聚乙烯醇、海藻酸钠、丙烯酰胺与纯水互相混合均匀，经过水浴加热后进行溶化，成为聚乙烯醇溶液；

其中：聚乙烯醇加入量为9.5-19％，海藻酸钠加入量为0.1-2.0％，丙烯酰胺加入量为0.5-9.0％，其余量为水。

二、将酶与微生物悬浮液与聚乙烯醇溶液按一定的比例相混合；

三、将饱和硼酸溶液加入1-2％氯化钙和0.1-1.0％的N，N’——亚甲基双丙烯酰胺制备交联溶液；

四、用注射器或滴管将第3步制备的混合溶液滴加到冷却的交联剂溶液中，使其形成白色球型颗粒，并在其中浸泡许多小时后，用生理盐水进行洗涤。

本发明的有效效果是：

通过在聚乙烯醇-硼酸交联过程中引入少量的(0.1-1.0％)海藻酸钠成功地解决了聚乙烯醇颗粒的附聚问题，增强了聚乙烯醇凝胶的成球能力；

通过在聚乙烯醇-硼酸聚合反应过程中引入丙烯酰胺聚合反应，使之在聚乙烯醇凝胶颗粒内部及表面形成聚丙烯酰胺网状结构，有效地改善了聚乙烯醇凝胶的水溶性、膨胀性。聚合单体丙烯氨酰胺和交联剂N，N’——亚甲基双丙烯酰胺(BIS)的加入量分别为0.5-9.0％和0.1-1.0％；

聚乙烯醇固定化技术，可以使固定化颗粒制备方法简单，颗粒的机械强度明显得到提高，其使用寿命延长。

下面是结合实施例对本发明进一步描述：

实施方法1

(1)将10g聚乙烯醇、0.5g海藻酸钠、6.0g丙烯酰胺与100mL水相混合，水浴加热至溶化，然后静置降至常温；

(2)纤维素酶湿重5g，悬浮于10mL 0.9％NaCl中，与12mL上述溶液相混合；

(3)将饱和硼酸溶液加入1％CaCl2和0.3％的N，N’——亚甲基双丙烯酰胺制备交联剂溶液；

(4)用0.40mmID的注射器将(2)中混合液滴加到冷却的交联剂溶液中，使其形成2mm直径的白色球型小珠，并在其中浸泡20h，然后用生理盐水洗涤。

实施方法2

(1)将15g聚乙烯醇、1.0g海藻酸钠、4.0g丙烯酰胺与100mL水相混合，水浴加热至溶化，然后静置降至常温；

(2)丝孢酵母细胞湿重5g，悬浮于12mL 0.9％NaCl中，与10.0mL上述溶液相混合；

(3)将饱和硼酸溶液加入1.5-2％CaCl2和0.6％的N，N’——亚甲基双丙烯酰胺制备交联剂溶液；

(4)用胶皮吸管将(2)中混合液滴加到冷却的交联剂溶液中，使其形成3mm直径的白色球型小珠，并在其中浸泡24h，然后用生理盐水洗涤。

按照上述实施方法，聚乙烯醇固定化与微生物制备方法简单，颗粒的机械强度高，使聚乙烯醇凝胶成球块，不易碎，其产品质量好，使用寿命长。