[发明专利]脂肪酶协同凹土稳定的Pickering乳液及以Pickering乳液为模板聚合含酶微球的制备方法

说明书

本发明公开了脂肪酶协同凹土稳定的Pickering乳液及以此Pickering乳液为模板聚合含酶微球的制备方法，将凹土分散于磷酸盐缓冲液中形成分散液，分散液再与脂肪酶酶液混合，得水相；以引发剂2,2‑偶氮二异丁腈（AIBN）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)溶解于甲苯中，得油相；油相和水相混合后，高速打浆，即形成酶与凹土协同稳定的水包油型(O/W) Pickering乳液；Pickering乳液通氮除氧后，移至恒温装置聚合；反应结束后，冷却至室温，用磷酸盐缓冲液洗涤产物多次，得含酶微球。本发明将酶的固化过程与乳液聚合过程同步进行，生物催化剂脂肪酶不仅起固有的催化作用，而且在乳液形成中起乳化剂作用，赋予了所得微球催化性能，给酶的固定化提供了一条新的途径。

技术领域

本发明涉及一种利用天然矿物材料及生物催化剂协同乳化并聚合成微球的制备方法，属于天然矿物资源利用技术领域。

背景技术

Pickering乳液是一种由固体颗粒代替了传统的有机表面活性剂稳定乳液体系的新型乳液，较一般乳液更稳定。黏土类的乳化剂在形成乳液时往往呈现三维网络结构，稳定性更高；由于黏土是天然的矿物，环保，大规模应用性价比更高；相较于球形固定颗粒，呈层状及纤维状的黏土仅很少的量就能覆盖于球体表面，可以减少乳化剂的用量，节约成本。

酶是具有催化活性的蛋白质，但酶直接催化时，受环境影响较大，酶的固定化技术因此发展起来。固定化酶的应用，可提高酶的稳定性及循环使用次数。

发明内容

本发明目的在于：提供一种脂肪酶协同凹土稳定的Pickering乳液及以此Pickering乳液为模板聚合含酶微球的制备方法，采用酶这种具有催化活性的蛋白质与凹土协同制备Pickering乳液，并以此Pickering乳液为模板聚合成微球，将酶直接固定于微球表面，使得体系中的酶不仅起乳化剂作用，同时还赋予微球催化性能，给酶的固定化提供新的途径。

本发明的技术解决方案是该Pickering乳液的制备方法包括以下步骤：

（1）将凹土分散于磷酸盐缓冲液中形成分散液，分散液再与一定浓度的脂肪酶酶液混合，得水相，又称为凹土分散液；所述脂肪酶酶液是指脂肪酶另溶解于磷酸盐缓冲液中形成的溶液，简称酶液。

（2）以引发剂2,2-偶氮二异丁腈（AIBN）、甲基丙烯酸甲酯(MMA)及乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)溶解于甲苯中，得油相；

（3）将步骤（2）的油相和步骤（1）的水相混合后，高速打浆，即形成酶与凹土协同稳定的水包油型(O/W) Pickering乳液。

其中，凹土分散液的浓度为1.5-2.5w/v%，酶液浓度为0.065-0.135wt%，水相中分散液与酶液混合体积比为4:1。

其中，在2.0-4.0mL甲苯中，加入0.015-0.025g引发剂2,2-偶氮二异丁腈（AIBN）、0.65-2.35mL甲基丙烯酸甲酯(MMA) 以及0.35-0.65mL乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA) ，充分混合，得油相。

其中，以Pickering乳液为模板聚合含酶微球的制备方法是：Pickering乳液通氮除氧后，移至恒温装置聚合；反应结束后，冷却至室温，用磷酸盐缓冲液洗涤产物多次，得含酶微球。

其中，50℃的油浴锅中聚合反应1.0-3.0h。

本发明的优点在于:

1、酶的固定化过程与乳液聚合同步进行，这给酶的固定化方法提供了一条新的途径；

2、酶一般只做生物催化剂，但是本发明中的酶不仅起催化剂的作用，同时还在乳液稳定中起乳化剂的作用，使所得乳液更加稳定；

3、赋予所得微球催化功能，拓宽了Pickering乳液的应用范围。