[发明专利]一种纳米材料整体柱固载酶生物微反应器的制备及其应用

摘要

本发明公开了一种纳米材料整体柱固载酶生物微反应器的制备及应用。该方法首先由功能单体、交联剂、致孔剂以及引发剂的混合溶液在柱内通过原位热引发或光引发聚合制备多孔有机聚合物整体柱，经功能化修饰后键合纳米材料，得到纳米材料整体柱。再以纳米材料为中间配体，实现酶在整体柱上的固定化，制备的纳米材料整体柱固载酶生物微反应器。该生物微反应器成功地应用于蛋白质组学分析、药物手性拆分和催化酯交换反应中。本发明具有以下优点：制备方法简单，酶的固载量大，催化活性高，酶解速率快、效率高，使用寿命长，可重复使用。

主权项

一种纳米材料整体柱固载酶生物微反应器的制备方法，其特征在于包括：步骤A，制备纳米材料；纳米材料包括纳米金、纳米银、纳米二氧化硅、足球烯C60、碳纳米管、石墨烯、磁性四氧化三铁、金属‑有机框架材料MOF或共价有机骨架COF；其中，纳米材料的粒径在5～1000nm；步骤B，有机聚合物整体柱的合成：包括质量百分比为5～30％功能单体、5～30％交联剂和30～80％致孔剂，并且功能单体、交联剂和致孔剂的质量总和为100％，另外还加入功能单体和交联剂质量的0.2～5％的引发剂的混合溶液，通过原位热引发或光引发在不锈钢色谱柱、毛细管、聚丙烯基枪头、聚丙烯基注射器、高硼硅玻璃板和硅晶片中合成多孔有机聚合物整体柱；其中不锈钢色谱柱的内径为3‑6mm，长度为6‑30cm；毛细管的内径为50‑600μm，长度为5‑50cm；聚丙烯基枪头的体积为0.01‑10mL；聚丙烯基注射器的体积为0.1‑10mL；热引发反应温度为45～85℃，反应时间6～48h；光引发波长为254nm或365nm，光强为6‑30mw/cm2，光照时间为5‑60min；功能单体包括甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸、丙烯酰胺、N‑异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸丙炔基酯、缩水甘油基炔丙基醚、2‑乙烯基‑4，4‑二甲基‑2‑恶唑啉‑5‑酮、2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2，3‑二羟基丙酯、苯乙烯或4‑乙烯基吡啶；交联剂包括乙二醇二甲基丙烯酸酯、三烯丙基异三聚氰酸酯、二乙烯基苯、N，N’‑亚甲基双丙烯酰胺；致孔剂包括甲苯、正庚烷、环己醇、十二醇、正丙醇、1，4‑丁二醇或不同分子量的聚乙二醇；引发剂包括偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、2，2‑二甲氧基‑2‑苯基苯乙酮或2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基丙酮；步骤C，合成纳米材料整体柱：对多孔有机聚合物整体柱进行功能化修饰；步骤D，以纳米材料为中间配体，在整体柱上实现酶的固定化，设计制备纳米材料整体柱固载酶生物微反应器。