[发明专利]一种温和条件下制备强磁性铁酶复合物的方法

说明书

本发明公开了一种温和条件下制备强磁性铁酶复合物的方法，包括：(1)将酶蛋白溶解于Tris‑HCl缓冲溶液，(2)加入无机铁盐或无机亚铁盐或有机铁盐或有机亚铁盐铁前驱体，(3)在溶液中加入多巴胺或多巴仿生粘合剂，(4)混合液常温搅拌，滴加氨水数滴后，在钕铁硼强磁铁作用下分离收集强磁性铁酶复合物。本发明优点在于：强磁性铁酶复合物同时具备生物活性和强磁性，复合物可在游离状态发挥其生物活性，并可实现在磁场中有效分离回收；磁核为原位生成，单位磁性负载率高，无团聚现象；磁核稳定性高，不易发生氧化反应而消磁；制备方法简单，在水相、室温、常压下制备，无有机溶剂参与，制备条件绿色温和。

技术领域

本发明涉及温和条件下制备强磁性铁酶复合物的方法，属于蛋白固定化技术领域。

背景技术

由于生物催化剂的高效性和高选择性，它在化学工业上的应用已经具有越来越大的吸引力。它们反应条件温和、能耗低、易催化得到相对较纯的产品，可减少废物排放且可以完成传统化学催化所不能胜任的任务。其中酶催化具有选择性高、专一性强、反应单一、可控性强、产品易纯化等特点。由于重复使用、降低成本及增强酶稳定性的需求，固定化技术不断发展，主要包括物理吸附法、共价结合法、包埋法和交联法：吸附法利用物理吸附或离子键将酶分子固定于载体上；共价结合法利用酶蛋白表面的功能基团和载体表面的反应基团间形成共价键连接；包埋法将酶固定于载体材料的空间网状结构内；化学交联法将酶分子之间用多功能基团进行交联，酶作为催化主体的同时也作为载体。

为了解决固定化酶的快速分离问题，科研工作者早已关注磁性材料，它具有比表面积大、不易破碎等诸多优势，通过磁场实现微纳米吸附材料与水快速分离停留时间短，成本可控，集约化程度高等优势。CN102250869报道一种用于生产植物幽醇醋的磁性固定化酶的制备方法；CN104560940A公布了一种磁性固定化酶的制备方法，将酶蛋白固定于聚乙烯毗咯烷酮一乙烯基三甲氧基硅烷表面；CN104844768A公开了一种核壳结构的温敏性磁性蛋白质印迹微球的制备方法；以上方法均属于先制得磁性颗粒，再将酶蛋白采用吸附或共价结合法固定于磁性微球表面，存在催化过程中酶活性位点被载体掩蔽(空间位阻效应)导致的表观酶活显著降低的问题。

发明内容

本发明的目的是在于提供了温和条件下制备强磁性铁酶复合物的方法。纳米级磁性铁核在酶蛋白中原位生成，与酶蛋白分子间以共价键结合，酶保持其催化活性并可在钕铁硼强磁铁作用下实现分离和收集。

本发明通过以下技术方案予以实现：

(1)将酶蛋白溶解于0.02～0.2M pH6.0～pH9.0的Tris-HCl缓冲溶液中，酶蛋白的浓度在0.1～10.0g/L。

(2)加入铁前驱体，使其终浓度为0.02～0.2M，铁前驱体包括无机铁盐、无机亚铁盐、有机铁盐和有机亚铁盐。

(3)在上述溶液中加入仿生粘合剂，仿生粘合剂指可在水溶液中发生自聚合的物质，包括但不局限于多巴胺、多巴，浓度范围为0.5～10g/L。

(4)将上述混合液常温搅拌0.5h～10h，滴加氨水数滴后，在钕铁硼强磁铁作用下分离收集强磁性铁酶复合物。

本发明提出的制备方法的优点在于：强磁性铁酶复合物同时具备生物活性和强磁性，复合物可在游离状态发挥其生物活性，并可实现在磁场中有效分离回收；磁核为原位生成，单位磁性负载率高，无团聚现象；磁核稳定性高，不易发生氧化反应而消磁；制备方法简单，在水相、室温、常压下制备，无有机溶剂参与，制备条件绿色温和。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。

实施例1：

(1)将酶蛋白溶解于0.02M pH9.0的Tris-HCl缓冲溶液中，酶蛋白的浓度在0.1g/L。