[发明专利]一种提高粉粒几丁质对酶蛋白的吸附能力的方法及其应用

说明书

本发明公开一种提高粉粒几丁质对酶蛋白的吸附能力的方法及其应用。将粉粒几丁质通过高压均质机处理后得到纤维直径为纳米级的几丁质纤维，用于吸附带有几丁质结合域蛋白（ChBD）的融合酶，经过一系列的条件优化后发现，预处理后的几丁质纤维对酶蛋白的吸附效果相较未处理几丁质粉末有了较大提升。本发明提供一种改进常规粉粒几丁质对酶蛋白吸附能力的方法，该方法绿色环保不涉及强酸强碱的使用，制备得到的几丁质纤维具有直径小、比较面积大、结合蛋白能力强的特点，在酶的固定化材料领域具有较好的应用与发展前景。

技术领域

本发明涉及几丁质纤维制备技术领域，具体涉及一种提高粉粒几丁质对酶蛋白的吸附能力的方法及其应用。

背景技术

几丁质(C₈H₁₃O₅N)n，又称甲壳质或壳多糖，是一类自然界中含量仅次于纤维素的重要多糖，它广泛存在于虾、蟹、昆虫外壳以及一些海洋软体动物的外骨骼中，来源广泛。几丁质是由N-乙酰氨基葡萄糖通过α-1，4糖苷键连接的聚合物，具有独特的分子结构，赋予了其无毒、生物可相容、生物可降解等突出特性。可被制作成各类材料，如膜制品、材料、凝胶、支架、纳米颗粒及纳米纤维等，从而能应用于医疗缝线、抑菌、保健品添加剂等诸多领域。其中，几丁质纳米纤维在已有的无毒、生物兼容性好的基础上，又兼备纳米材料的高表面积、多孔网状结构、优良的机械强度等性质而受到广泛关注。

近年来，用几丁质及其预处理后的几丁质纳米纤维作为固定化材料收到广泛关注，通过在蛋白中表达几丁质结合域（ChBD）基因，酶分子能够特异性亲和吸附在几丁质材料表面，结合力强且不会损失酶活。这类固定化方法省去了传统固定化方法中蛋白纯化步骤，在降低成本的基础上，其固定化载体几丁质本身就是来源广泛的可再生生物基材料，具有良好的应用前景。但几丁质天然结构紧致，比表面积较小，难以高负载量吸附蛋白。因此，需要对几丁质进行预处理以提高其固载量。

如文献“嗜热菌几丁质结合域及其在酶固定化中应用的研究[D]. 南京师范大学,2011.”中报道，用经过预处理得到的胶体几丁质及溶胀几丁质吸附酶蛋白，结合率可在70%以上；而用未处理的壳聚糖吸附酶蛋白时，由于材料比表面积小、纤维直径大等缺点，吸附效果与经处理的胶体几丁质等相差较大。

专利CN106520741A公开了一种利用酸水解几丁质制备几丁质悬液，再用所得几丁质悬液经脱乙酰基酶的作用，得到几丁质纳米纤维的方法。该方法处理几丁质时，涉及强酸的使用，易造成环境污染，且后期酶的使用也使处理成本大大增加，不利于大规模的放大生产。

专利CN108774289A也公开了利用各类溶剂、机械预处理方法与TEMPO氧化体系相结合的方法处理得到平均直径和长度分别为8nm和340nm的几丁质纳米纤维，提高几丁质的比表面积。尽管该方法的处理效果显著，但制备过程设计的溶剂与氧化剂的后期处理较为困难，也易增添环境的负担，同时，制备过程繁琐的步骤也为延长了纳米纤维的生产周期。

综合专利与文献报道看来，几丁质会是一种高效且成本低廉的固定化材料，经过预处理后的几丁质纤维则具备了更好的固定化性能，具有较大的应用潜力。但目前专利所涉及的制备几丁质纳米纤维的过程中，需要涉及化学试剂如强酸强碱，环境污染严重。同时，制备条件苛刻且制备周期长。因此，本领域需要一种高效、清洁、步骤更为简便的几丁质预处理方法。

发明内容

针对现有方法的不足，本发明的目的在于提供一种提高粉粒几丁质对酶蛋白的吸附能力的方法及其应用，本发明方法简便，过程无污染，且固定化酶性能良好，对于几丁质纳米纤维的产业化制备以及新型几丁质固定化材料的发展，具有一定的推动作用。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种提高粉粒几丁质对酶蛋白的吸附能力的方法，包括以下步骤：

步骤1，几丁质粉末的筛选

筛选粒径大小为60-120目的粉粒几丁质；