[发明专利]一种有机-无机杂化纳米花及其制备方法

说明书

本发明提供了一种有机‑无机杂化纳米花及其制备方法，涉及酶固定化技术领域。本发明提供的有机‑无机杂化纳米花是以稀土层状化合物为无机载体、以生物酶为有机组分经自组装复合而成的花状固定化酶；所述稀土层状化合物为Lnsubgt;2/subgt;(OH)subgt;5/subgt;NOsubgt;3/subgt;·nHsubgt;2/subgt;O，其中，Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Y中的一种或几种，n=1.1~2.5；所述生物酶为a‑淀粉酶、辣根过氧化物酶和漆酶中的一种或几种。本发明首次以稀土层状化合物作为无机载体负载生物酶并形成花状固定化酶，与游离酶相比，所得固定化酶的稳定性和催化性能更好；且制备方法条件温和、过程简单、耗时较短。

技术领域

本发明涉及酶固定化技术领域，特别涉及一种有机-无机杂化纳米花及其制备方法。

背景技术

生物酶是一类极为重要的生物催化剂，具有高度特异性和高度催化性。然而，由于酶本身或相关工艺参数的限制，例如稳定性差、难以回收和生产成本较高等因素，酶的工业应用仍然受到挑战。

酶固定化是一种能有效克服这些局限的技术。与游离酶相比，固定化酶具有以下几个优点：可以提高游离酶的稳定性、改善酶的可重复使用性以及更容易进行产物分离。然而，因为大多数固定化酶的合成是在恶劣条件下进行的，如高温高压或使用有毒有机溶剂等，导致固定后生物酶的催化性能降低，这阻碍了这些生物催化系统的广泛应用。因此，如何提高固定化酶的活性成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机-无机杂化纳米花及其制备方法。本发明以稀土层状化合物作为无机载体负载生物酶并形成花状固定化酶，所得固定化酶稳定性好且具有比相应游离酶较高的催化性能；并且本发明提供的制备方法条件温和、过程简单、耗时较短。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种有机-无机杂化纳米花，所述有机-无机杂化纳米花是以稀土层状化合物为无机载体、以生物酶为有机组分经自组装复合而成的花状固定化酶；

所述稀土层状化合物为Ln₂(OH)₅NO₃·nH₂O，其中，Ln为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Y中的一种或几种，n=1.1~2.5；

所述生物酶为a-淀粉酶、辣根过氧化物酶和漆酶中的一种或几种。

本发明提供了以上方案所述有机-无机杂化纳米花的制备方法，包括以下步骤：

（1）将稀土硝酸盐水溶液与生物酶混合，得到混合液；所述稀土硝酸盐中的稀土离子为La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Y中的一种或几种；

（2）向所述混合液中依次加入硝酸铵和氨水后，进行陈化，得到陈化液；

（3）将所述陈化液依次进行离心、洗涤和干燥，得到所述有机-无机杂化纳米花。

优选地，所述稀土硝酸盐水溶液中稀土离子的摩尔浓度为0.005~1mol/L。

优选地，所述生物酶在稀土硝酸盐水溶液中的浓度为0.001~3mg/mL。

优选地，所述混合的温度为15~60℃。

优选地，所述硝酸铵与稀土离子的摩尔比为1~10:1。

优选地，加入氨水后所得混合液的pH为5~8。

优选地，所述陈化的时间为12~72 h。

优选地，所述洗涤具体为依次使用水和无水乙醇进行洗涤。