[发明专利]一种ZIF-8固定硝基还原酶的制备方法及其应用方法

说明书

本发明公开了一种ZIF‑8固定硝基还原酶的制备方法及其应用方法，属于催化剂技术领域，本发明的ZIF‑8固定化酶能够提高酶在不同条件下的适用性，并且可以重复使用。ZIF‑8是利用醋酸锌和2‑甲基咪唑，通过配位反应制备得到，能够实现对硝基还原酶的固定，通过ZIF‑8固定的酶，不同于传统的固定方式，这种方式使酶原位封装进载体，不但比直接吸附的方式更加稳定，酶不易脱离MOF框架，而且对酶的保护作用也很好，使得其有更好的温度耐受性。硝基还原酶催化还原对‑硝基苯酚，以NADH为氢供体，与传统的化学法相比，这种方法具有安全、高效、无污染等优点，而且产物易分离且反应迅速，同时，最主要的是可以降低对环境的污染，达到更好的降解效果。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及一种ZIF-8固定硝基还原酶的制备方法及其应用方法。

背景技术

MOF是一类由金属节点和有机配体通过配位键连接而成的杂化材料。它们有着高比表面积、易调节和修饰、高的化学和热稳定性以及温和的合成条件等优点，是固定酶的良好载体。

硝基还原酶(NTR)是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)作为辅助因子的黄素酶，这种酶能催化硝基芳香化合物还原为相应的氨基化合物。

近年来，因硝基还原酶参与了爆炸物、硝基化合物类环境污染物的降解，而逐渐走进人们的视野。硝基还原酶分为NfsA和NfsB，其区别为：NfsA对抗癌前药CB1954的还原活性高，NfsA只可利用NADPH供氢，NfsB可利用NADPH和NADH两种辅酶，本发明中所用的是NfsB型的硝基还原酶，是可以利用NADH作为供氢体，相比较于NfsA只能利用NADPH，适用应更好，NADPH不易保存稳定性差，且NADPH的价格是NADH的4倍。

对硝基苯酚是一类应用广泛的、重要的化合物，呈浅黄色晶体，无味，常温下微溶于水(1.6％，250℃)，易溶于乙醇，氯酚，乙醚，溶于苛性碱和碱金属的碳酸盐溶液中而呈黄色，易燃，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。受热分解放出有毒的氧化氨烟气，可用作皮革防腐剂，也是制造染料、药物等的原料，还可用作单色的pH值指示剂。由于其对生物体具有强烈的毒性，对皮肤有强烈刺激作用，能经皮肤和呼吸道吸收，故如何通过降解除去土壤和水中的对硝基苯酚，引起了广泛的关注。

目前，研究者们越来越关注用提纯的酶来催化还原对硝基苯酚，因为这种方法无污染，而且产物易分离且反应迅速，有助于人们研究酶催化还原对硝基苯酚的反应机制。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种ZIF-8固定硝基还原酶的制备方法，使酶原位封装进载体，不但比直接吸附的方式更加稳定，酶不易脱离MOF框架，而且对酶的保护作用也很好，使得其有更好的温度耐受性；本发明还提供了ZIF-8包酶的应用方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种ZIF-8固定硝基还原酶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将醋酸锌、2-甲基咪唑分别按比例，以超纯水为溶剂配制而成溶液，将硝基还原酶溶于超纯水备用；

(2)取2-甲基咪唑溶液于离心管中，加入硝基还原酶溶液，最后加入醋酸锌溶液混匀，静置12h-14h；

(3)静置后将步骤(2)离心管离心得白色固体，即为ZIF-8固定硝基还原酶(NTR@ZIF-8)。

进一步地，所述的步骤(3)离心条件为：7000-9000rpm，离心时间5-7min。

进一步地，所述的步骤(1)中，所述的醋酸锌、2-甲基咪唑的摩尔比为1:16。

进一步地，所述的步骤(1)中，所述的溶液中，醋酸锌溶液浓度为52.7mg/mL，2-甲基咪唑溶液的浓度为0.1581g/mL；所述的硝基还原酶溶于超纯水后的物质的浓度为0.1mg/mL。