[发明专利]一种新型固定化酶载体的制备

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种固定酶载体的制备技术，是一种以大孔吸附树脂为基础载体，表面吸附壳聚糖涂层制备的新型载体，用于酶的固定化。

(二)背景技术

酶制剂广泛应用于食品、医药、纺织、轻工、能源、环保等方面，并取得了显著的成绩，但由于游离生物酶在反应体系中稳定性差、不溶于有机溶剂、不可重复利用等，再加上商业生物酶价格偏高，因此，生物酶在实际生产中的应用受到了很大限制。酶固定化技术既克服了上述不足，又在一定程度上保持了酶特有的催化活性，从而成为生物技术中最为活跃的研究领域之一。

酶固定化技术，是用固体材料将酶束缚或限制于一定区域内，使其仍能进行特有的催化反应，并可回收及重复使用的一类技术。与游离酶相比，固定化酶在保持其高效、专一及温和酶催化反应特性的同时，还呈现贮存稳定性高、分离回收容易、可多次重复使用、操作连续及可控、工艺简便等一系列优点。人们探索和研究的酶固定化方法很多，但是真正投入工业化应用的固定化酶却不多，主要原因是固定化使用的试剂和载体成本高，其次是固定化效率低，稳定性差，连续操作使用的设备比较复杂。

固定化酶的性能主要取决于固定化方法和所使用的载体材料。酶的固定化方法基本上分为四种：吸附法、共价结合法、包埋法和交联法，其中吸附法具有操作简单方便、吸附容量较大、固定化酶稳定性较高、酶活回收率高、工艺成本低等优点，因此是固定化酶最常用的方法。常用的载体主要有有机载体和无机载体。有机载体包括明胶、琼脂粉、面筋、大豆蛋白、淀粉和离子交换树脂等；无机载体包括石英砂、硅藻土、硅胶、活性氧化钙、氧化铝、碳酸钙、活性炭、高岭土、皂土和多孔玻璃等。虽然固定化材料很多，但都存在一定的缺点，有的作用力不强，吸附不牢固，酶容易从载体上脱落，固定化酶的重复利用性不高，有的载体成本偏高，有的方法复杂等等，很难找到一种理想的适合工业化生产的固定化酶载体。进一步开发更简便、更适用的固定化方法以及性能更加优异的载体材料，对固定化酶的工业化应用具有重要意义。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种新型固定化酶载体的制备方法，选择合适孔径的大孔树脂为基础载体，低压吸附壳聚糖形成壳聚糖树脂载体，再利用戊二醛对其表面改性，实现酶活性构象的固定化，有效减少固定化过程中酶的失活现象，易于实现工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

1)大孔树脂用40-80℃热水反复清洗，再用1-5％的盐酸浸泡12-48h，水洗至中性，再用1-5％的NaOH浸泡12-48h，水洗至中性，用pH7.5的磷酸缓冲液平衡，用之前再用去离子水冲洗。

2)将壳聚糖溶解在质量分数为5-20％的醋酸溶液中，得到壳聚糖饱和溶液。将其滴入装有大孔树脂的容器中，负压吸附1-5h，壳聚糖吸附在树脂的内外表面。

3)减压过滤分离载体，用蒸馏水洗至中性，再加入1-10％的戊二醛处理，水洗至中性，真空干燥，得到大孔树脂壳聚糖膜载体。

4)将一定量的生物酶溶于适宜的pH缓冲溶液中，加入一定量制备的大孔树脂壳聚糖膜载体，0-20℃放置1-10h，干燥得固定化酶。

本发明制备的固定化载体有如下优点：

1)材料易得，价格低廉，机械性能好，化学性能稳定，可生物降解，固定化酶效率高，制备方法简单，容易操作。

2)用大孔树脂作为支撑物，用壳聚糖涂层作为固定化酶载体，有效地扩大了壳聚糖适用范围。

3)用戊二醛直接将生物酶与壳聚糖载体偶联，具有很高的酶负载量，也可以提高酶的稳定性。

(四)具体实施方式

实施例1

1)D301R大孔树脂用50-60℃热水反复清洗，用3-5％的盐酸浸泡24-48h，水洗至中性，再用3-5％的NaOH浸泡24-48h，水洗至中性，用pH7.5的磷酸缓冲液平衡，用之前再用去离子水冲洗。

2)将壳聚糖溶解在质量分数为10-15％的醋酸溶液中，得到壳聚糖饱和溶液。将其滴入装有D301R大孔树脂的三口瓶中，负压吸附3-5h，壳聚糖吸附在树脂的内外表面。

3)减压过滤分离载体，用蒸馏水洗至中性，再加入5-8％的戊二醛处理，水洗至中性，真空干燥。

4)将一定量的脂肪酶溶于pH4.5磷酸缓冲溶液中，加入一定量制备的大孔树脂壳聚糖膜载体，0-20℃放置5-10h，干燥得固定化脂肪酶。

实施例2