[发明专利]中空介孔碳固定化漆酶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中空介孔碳固定化漆酶及其制备方法，所述中空介孔碳固定化漆酶以中空介孔碳为载体，漆酶通过物理吸附法或共价结合法固定于中空介孔碳的中空内腔。先利用一步法合成中空介孔碳(HMCs)，并用氨水对其进行氨基功能化(记为HMCs‑NH₂)，同时将戊二醛连接到氨基功能化后的HMCs内腔表面上(记为HMCs‑NH₂‑GTA)。经过以上步骤得到两种可用于漆酶固定化的载体，再利用物理吸附法或共价结合法在添加低浓度生物表面活性剂鼠李糖脂的情况下将漆酶固定于载体HMCs或HMCs‑NH₂‑GTA内腔表面或于内腔中聚成团状。所得的中空介孔碳固定化漆酶具有固定量大，酶活性高，稳定性好等优点。

技术领域

本发明属于酶的固定化领域，具体涉及一种中空介孔碳固定化漆酶及其制备方法。

背景技术

漆酶(EC 1.10.3.2)是一种含有多铜的胞外氧化酶，首次发现于漆树中的分泌物。但是研究表明许多真菌、植物、昆虫和一些细菌也可以分泌漆酶。漆酶被应用于许多领域，如食品、纺织、造纸、医药、能源、生物传感器和环境修复。近年来，由于严重的环境污染，漆酶在生物修复中的应用引起了越来越多的关注。这是因为漆酶具有高效的催化活性并且能降解多种有机物，特别是酚类有机污染物。但是，由于游离漆酶的稳定性低、不可回收和高成本，这大大限制了游离漆酶的实际中运用。而酶的固定化技术不仅能够保持酶高效的催化活性的，同时能够提高酶的稳定性，可回收性和降低利用成本。常规的固定化载体包括活性炭、壳聚糖、多孔硅胶等材料，但是这些材料存在固定化效率低，不稳定等缺点。因而，急需寻找到一种更加高效，稳定的固定化载体及固定方法，这对扩大漆酶的实际运用具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种漆酶主要固定于中空介孔碳的内表面且固定量大，酶活性高，稳定性好的中空介孔碳固定化漆酶，还相应提供该中空介孔碳固定化漆酶的两种制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种中空介孔碳固定化漆酶，其特征在于，所述中空介孔碳固定化漆酶以中空介孔碳为载体，漆酶固定于中空介孔碳的中空内腔。

上述的中空介孔碳固定化漆酶，优选的，漆酶直接物理吸附在中空介孔碳的中空内腔。

上述的中空介孔碳固定化漆酶，优选的，漆酶利用戊二醛，通过共价交联固定在中空介孔碳的中空内腔。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的中空介孔碳固定化漆酶的制备方法，包括以下步骤：

将中空介孔碳加入到含有漆酶和鼠李糖脂的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液中，所述含有漆酶的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液的pH为4.5～5.5，鼠李糖脂浓度为10～20mg/L，漆酶浓度为1.0～1.8mg/mL，所述中空介孔碳与含有漆酶的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液的用量比为100mg∶100～200mL，在25～30℃、150～200rpm下恒温振荡固定化2～3h，得到中空介孔碳固定化漆酶。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的中空介孔碳固定化漆酶的制备方法，包括以下步骤：

(1)将质量分数为25％的氨水和中空介孔碳混合，所述中空介孔碳与氨水的用量比为100mg∶50～70mL，在200℃下水热反应12h，得到氨基化中空介孔碳；

(2)将氨基化中空介孔碳加入到质量浓度为5～10％的戊二醛溶液中，所述氨基化中空介孔碳与戊二醛溶液的用量比为100mg∶5～10mL，在室温下搅拌20～24h，得到连接戊二醛的氨基化中空介孔碳；