[发明专利]一种共价有机骨架封装酶的制备方法

说明书

本发明公开了一种共价有机骨架封装酶的制备方法，将聚乙烯聚吡咯烷酮保护的酶溶液先与醛基配体溶液混合，再与氨基配体溶液混合，离心，所得沉淀为价有机骨架封装酶。所述的醛基配体为1,3,5‑三醛基均苯三酚，所述的氨基配体为联苯二胺。本发明方法采用一步合成法制备共价有机骨架封装酶，其操作简单、重复性好、稳定性高。相比传统固定化酶方法，本发明制备的晶态多孔共价有机骨架，能够克服传统酶固定造成的酶活性位点保留不完全的缺点。本发明的共价有机骨架封装酶可以增强游离酶的环境耐受性，提高游离酶的回收率和循环利用率。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种共价有机骨架封装酶的制备方法。

背景技术

酶是一类具有催化效率高、选择性好、环保经济的天然生物催化剂，大部分为蛋白质，在食品、医药、化工和环境领域有着广泛的应用。环境条件影响酶的稳定性和活性，酶可以在室温、适中的pH、水介质等温和的条件下表现较高的催化活性。传统的酶固定化技术是通过吸附、包埋、共价结合和交联等物理或化学方法，在一定程度上提高了游离酶的环境稳定性、回收率和循环利用率，但仍然存在不可忽视弊端，如酶固定不牢造成回收率低；酶活性位点未完全保留导致酶活性低等。因此迫切需要新固定方法以解决上述问题，多孔纳米材料原位封装酶是一种基于纳米材料自组装将酶封装在纳米材料形成的空腔内部，纳米材料通过这种封装方式保留了酶的活性位点，不影响酶的活性，同时纳米材料的多孔性有助于催化过程的传质效率，缩短酶反应时间。

Tp基共价有机骨架COFs材料是一种新型多孔纳米材料，有高的比表面积、可调的多孔结构、良好的化学与热稳定性，可以在溶液中自组装形成有序的晶态结构，目前已广泛应用于气体吸附分离、催化、储能和传感等。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种共价有机骨架封装酶的制备方法。

具体技术方案如下：

一种共价有机骨架封装酶的制备方法，其与现有技术的区别在于，通过一步合成法，将聚乙烯聚吡咯烷酮保护的酶溶液先与醛基配体溶液混合，再与氨基配体溶液混合，离心，所得沉淀为价有机骨架封装酶。

酶溶液、醛基配体和氨基配体添加顺序不能改变。

本发明为了解决传统酶固定化技术的不足，利用新材料-亚胺类共价有机骨架材料的高比表面积、可调的多孔结构以及良好的化学和热稳定性，通过原位自组装的合成方法，将酶封装在晶态多孔的共价有机骨架空腔内，晶态多孔共价有机骨架作为固定化酶载体，能够克服传统酶固定造成的酶活性位点保留不完全的缺点，同时可以增强游离酶的环境耐受性，提高游离酶的回收率和循环利用率。

进一步，所述的酶为葡萄糖氧化酶和/或辣根过氧化物酶。

进一步，所述的醛基配体为1,3,5-三醛基均苯三酚，所述的氨基配体为联苯二胺。

再进一步，所述的制备方法包括如下步骤：

(1)将酶溶解于缓冲溶液中，得酶溶液；

(2)向步骤(1)获得的酶溶液中加入聚乙烯聚吡咯烷酮，搅拌均匀，得混合液A；

(3)将1,3,5-三醛基均苯三酚溶解于无水乙醇中，得溶液A；

(4)将步骤(3)获得的溶液A与步骤(2)获得的混合液A混合，搅拌0.5～2h，得混合液B；

(5)将联苯二胺溶解于无水乙醇中，得溶液B；

(6)将步骤(5)获得的溶液B与步骤(4)获得的混合液B混合，搅拌0.5～12h，得混合液C；

(7)将步骤(6)获得的混合液C离心，得沉淀，干燥后即为共价有机骨架封装酶。

具体地，步骤(6)获得的混合液C中，酶的终浓度为1～500μg/mL，优选为100μg/mL。