[发明专利]一种多孔整体柱固定化酶微反应器的制备方法

说明书

技术领域

本方明涉及化学反应器，具体是一种多孔整体柱固定化酶微反应器的制备方法。

背景技术

酶催化反应具有高效、快速、高选择性等特点，因此受到了广泛的关注。与自由酶的相比，固定化酶具有以下优势：(1)酶可以重复使用，降低使用成本；(2)酶的稳定性得到较大提高。固定酶的载体材料的尺寸，渗透性，化学性质和机械强度都可能会影响到固定化酶的特性。因此，对载体基质的选择是影响所制备生物反应器活性和可用性的重要因素。近年来，多孔整体柱已经成为固定生物大分子的一种载体。选择多孔整体柱作为固定酶的载体是由于其独特的性质，包括能使底物与酶的活性位点更容易接触，非常低的背压，在大多数溶剂中能够稳定，其孔表面有多种官能团(Krenkova, J., Svec, F., J. Sep. Sci. 2009, 32, 706-718)。已有较多文献报道了将多孔整体柱作为载体，制备了各种不同的固定化酶微反应器(Stachowiak, T. B., Svec, F., Fréchet. J. M. J., Anal. Chem., 2007, 79, 6592-6598; Krenkova, J., Lacher, N. A., Svec, F., Anal. Chem., 2009, 81, 2004-2012; He, P., Greenway, G., Haswell, S. J., Process Biochem., 2010,45, 593-597)。固定化酶的性能与固定化方法也密切相关。目前国内外常见的固定化酶技术主要有物理吸附法，化学键合法、交联法。物理吸附固定酶的稳定性较差，酶易流失导致其使用寿命较短；化学键合法和交联法由于相对剧烈的固定化化学反应条件，往往易导致酶活性降低、甚至失去活性。

金纳米粒子因其具有特殊的稳定性、小尺寸效应、量子效应、表面效应和良好的生物亲和效应等，已被广泛应用于化学和生物学研究。由于金纳米粒子对SH、NH₂、CN等配体具有很强的亲和性，使得含以上官能基团的配体能够共价键合在其表面。将生物分子如蛋白质固定于金纳米粒子上是提高它们稳定性和使用寿命的一种有效的方法(Lu, J. Y., Ye, F.G., Zhang, A. Z., Wei, Z., Peng, Y., Zhao S., L., J. Sep. Sci., 2011, 34, 2329-2336)，其反应条件温和，能够使固定的生物大分子具有较为稳定的生物活性是该固定方法的一个主要的优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多孔整体柱固定化酶反应器的制备方法，该方法具有便捷、易于实现、环保等特点。

实现本发明目的的技术方案是：

用金纳米粒子胶体溶液，去修饰聚合物毛细管整体柱，然后再将酶固定到修饰过的聚合物毛细胞管整体柱的表面，得到多孔整体柱固定化酶反应器。

多孔整体柱固定化酶反应器的制备方法，包括如下步骤：

(1)金纳米粒子的合成：在搅拌条件下，先将去离子水加热回流至沸腾，接着加入氯金酸并继续加热至溶液剧烈沸腾，然后迅速加入柠檬酸钠并保持溶液沸腾一定时间，这期间溶液颜色由灰色变为酒红色，移去热源后自然冷却至室温，即获得金纳米粒子胶体溶液，于4℃下保存备用；所制得的金纳米粒子为球形，粒径为5~30nm