[发明专利]一种具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶及其制备方法

权利要求书

1.一种具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶，其特征在于，该固定化乳糖酶采用戊二醛激活功能载体上的氨基与乳糖酶键合；

所述功能载体为改性磁性氧化石墨烯纳米复合材料，所述材料以氧化石墨烯为原料由溶剂热反应合成磁性纳米粒子-氧化石墨烯纳米复合材料，并用芘丁酸和聚乙烯亚胺对其改性而得。

2.根据权利要求1所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶，其特征在于，该固定化乳糖酶的最适反应pH值为5.0，最适反应温度为38～41℃，反应动力学常数Km为8.52mmol/L，Vmax为38.2mmol/min。

3.根据权利要求1所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶，其特征在于，所述改性磁性氧化石墨烯纳米复合材料固定化乳糖酶的负载比例达到278.8mg/g。

4.根据权利要求1所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶，其特征在于，所述改性磁性氧化石墨烯纳米复合材料的制备及固定酶的过程使得形成的结构更加粗糙，保障了酶的稳定性和可重复利用性。

5.根据权利要求1所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶，其特征在于，该固定化乳糖酶分散有纳米磁性粒子，在磁分离和水解反应的连续操作过程中可表现出良好的重复使用性能。

6.一种如权利要求1～5任意一项所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

(1)取氧化石墨烯进行超声处理后，分散于氧化石墨烯质量900～1100倍的乙二醇中混合，得混液，依次加入混液质量0.48～0.55％的六水氯化铁、混液质量1.98～2.43％的乙酸钠、混液质量0.085～0.11％的柠檬酸钠混合，得混合物，将混合物以超声波处理，转移到高压釜在190～220℃条件下反应，冷却，收集产物后用乙醇和去离子水清洗，干燥，得mGO，按质量比4～6：1取mGO和芘丁酸分散在mGO质量460～520倍的丙酮溶液中，并将混合溶液在25～35℃下超声处理，搅拌，磁分离mg-pba产物，再用无水乙醇洗涤，干燥，得到mGP，按质量比10：3～4：700～900取mGP和聚乙烯亚胺分散在乙醇溶液中，在28～32℃下进行交联反应，得mGP-PEI，水洗，干燥，即为改性磁性氧化石墨烯纳米复合材料；

(2)按质量比1：560～650取干燥后的mGP-PEI分散于乙酸缓冲液中，在28～33℃下震荡，再用醋酸缓冲液洗涤，将活化后的mGP-PEI与含有1.0mg/mL乳糖酶的醋酸缓冲液混合，将悬浮液在28～32℃下放置4～6h，用醋酸缓冲液磁选洗涤，即得具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶。

7.根据权利要求6所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中经高压釜处理后采用磁铁收集产物。

8.根据权利要求6所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的乙醇溶液中含有20mmol/L的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和8mmol/L的N-羟基琥珀酰亚胺。

9.根据权利要求6所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的所述乙酸缓冲液的浓度为0.1mol/L，pH为5.0，并同时含有质量分数为2.5％的戊二醛。

10.根据权利要求6所述的具有光热增强酶活性的磁性氧化石墨烯基固定化乳糖酶的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的醋酸缓冲液浓度0.1mol/L，pH为5.0。