[发明专利]一种固定化酶载体材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种固定化酶载体材料的制备方法，其包括：

步骤I，将Fe₃O₄磁性纳米粒子与A溶液均匀混合后，注加B溶液进行反应，所获得的产物经磁性分离、洗涤制备得到核壳结构的Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米球；

步骤J，将核壳结构的Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米球均匀分散在C溶液中，加入片层氧化石墨烯分散液进行反应，产物经磁性分离，洗涤制得固定化酶载体材料；

其中，所述A溶液为第Ⅰ有机溶剂与第Ⅰ碱性溶液形成的混合液；

所述B溶液为钛酸四丁酯与第Ⅱ有机溶剂的混合液；

所述C溶液为去离子水、第Ⅲ有机溶液与第Ⅲ碱性溶液形成的混合液；

所述第Ⅰ有机溶剂为无水乙醇；所述第Ⅰ碱性溶液为氢氧化钠的水溶液；

所述第Ⅱ有机溶剂为无水乙醇；

所述第Ⅲ有机溶剂为无水乙醇；所述第Ⅲ碱性溶液为氨水或氢氧化钠的水溶液；

在步骤I中，所述反应的温度为30-60 ℃，反应的时间为12-48h；

所述A溶液中第Ⅰ碱性溶液与第Ⅰ有机溶剂的体积比为（0.01-0.11）:1；所述B溶液中钛酸四丁酯与第Ⅱ有机溶剂的体积比为（0.01-0.5）:1；以A溶液体积计的Fe₃O₄磁性纳米粒子的用量为0.5-2.0 g/L；A溶液与B溶液的体积比为1:（0.1-1）；

在步骤J中，所述反应的温度为100-200℃，所述反应的时间为2-6h；

所述C溶液中第Ⅲ有机溶剂与第Ⅲ碱性溶液的体积比为1:（0.01-0.5）；所述C溶液中去离子水与第Ⅲ碱性溶液的体积比为1:（0.01-0.5）；以C溶液的体积计核壳结构的Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米球的用量为（0.2-2）mg/mL；氧化石墨烯分散液浓度为0.1-1mg/mL；C溶液与氧化石墨烯分散液的体积比为1:（0.1-1）。

2.一种根据权利要求1所述的制备方法制得的固定化酶载体材料，其由片层石墨烯包裹纳米花状磁性纳米球构成；所述纳米花状磁性纳米球包括Fe₃O₄磁性纳米粒子核、包覆于Fe₃O₄磁性纳米粒子核外的TiO₂层；所述TiO₂层外表面为花瓣状片层结构或近花瓣片层结构；所述TiO₂层厚度在60-160nm；所述片层石墨烯以包裹或半包裹纳米花状磁性纳米球的方式负载纳米花状磁性纳米球，且所述纳米花状磁性纳米球呈聚集状，形成聚集状球体；

纳米花状磁性纳米球的直径为300-800nm；所述聚集状球体的直径在1000-6000nm；所述片层石墨烯的片层数在1-5层；

所述固定化酶载体材料的比表面积为200-400m²·g^-1。

3.一种固定化碳酸酐酶，其由碳酸酐酶负载于权利要求1所述的制备方法制得的固定化酶载体材料或如权利要求2所述的固定化酶载体材料构成。

4.根据权利要求3所述的固定化碳酸酐酶，其特征在于，所述固定化碳酸酐酶中碳酸酐酶的含量为40-200mg/g。

5.根据权利要求4所述的固定化碳酸酐酶，其特征在于，所述碳酸酐酶为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型碳酸酐酶。