辣根过氧化物酶在MOF上的固定化研究

根据介孔MOF孔径与生物大分子尺寸相当以及二者存在有机相容性匹配的特点,采用介孔分布在15~50nm的多级孔MOF材料IPD-mesoMOF-3为载体成功实现了对辣根过氧化物酶的固定化,并评价其酶活性.紫外可见光谱、氮气物理吸附及X射线粉末衍射实验结果表明:多级孔材料IPD-mesoMOF-3可以有效吸附辣根过氧化物酶,实验固载量为28.1mg·g-1;在中性条件下,运用邻苯二胺作为色原底物,用固定化辣根过氧化酶催化其与过氧化氢反应,获得良好的酶催化效果,说明IPD-mesoMOF-3是辣根过氧化物酶较为理想的固载材料.     

四氧化三铁吸附包埋固定辣根过氧化物酶及其应用

建立了Fe₃O₄吸附包埋固定辣根过氧化物酶,并与明胶、开孔明胶、海藻酸钠3种不同的固定化方法载体进行了比较,发现该固定化方法具有较高的固定效率。对固定化酶与自由酶的稳定性进行了比较,发现Fe₃O₄吸附包埋固定化HRP的稳定性高于其他固定化HRP和自由酶。此外,测定了不同戊二醛浓度、交联时间、给酶量、Fe₃O₄使用量及明胶浓度对 辣根过氧化物酶固定效果的影响。结果表明,固定化反应的最佳条件如下：最佳给酶量与Fe₃O₄用量比例约为95u HRP/g Fe₃O₄,最佳Fe₃O₄用量与凝胶比例为1.0g Fe₃O₄/10mL 10％～20％,最适戊二醛浓度和交联时间分别为0.5％和30min。在此条件下制备的辣根过氧化物酶 活性约为1.1u/g,酶活固定率约为15％。该固定化酶重复应用于PCP催化去除反应,可获得稳定的PCP去除率。     

用于PEMFC的介孔碳担载铂氧化钨电催化剂的制备与表征

利用介孔碳作为载体,制备介孔碳担载Pt-WO3复合催化剂应用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)电极.以苯为碳源,采用气相沉积法复制介孔SiO2 Al-SBA-15模板结构合成石墨化介孔碳Cg,采用浸渍法制备无定形介孔碳CMK-3.通过分步沉积,将Pt和WO3担载到介孔碳载体上,采用比表面分析(BET)、X线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安法以及单电池极化性能测试对介孔碳担载的复合催化剂进行表征.结果表明:介孔碳作为催化剂载体,其孔道结构有助于催化剂的均匀分散,从而提高催化剂的电催化剂活性.由于石墨化介孔碳的导电性能高于无定形介孔碳,因此Pt-WO3/Cg比Pt-WO3/CMK-3具有更好的电极催化活性.     

辣根过氧化物酶在钛酸纳米管修饰玻碳电极上的直接电化学研究

采用循环伏安法研究证明了辣根过氧化物酶在钛酸纳米管修饰玻碳电极上的直接电化学.结果显示:在磷酸缓冲溶液中,辣根过氧化物酶在钛酸纳米管修饰的玻碳电极上呈现出一对良好的氧化还原峰.紫外-可见光谱数据表明,在钛酸纳米管存在的条件下,辣根过氧化物酶的构象基本保持不变,说明钛酸纳米管对辣根过氧化物酶具有良好的生物相容性.此外,电化学结果表明,该修饰电极能够有效地催化双氧水的还原.     

植酸钛纳米材料固定酶制备过氧化氢传感器

利用植酸盐分子中磷酸基团与部分金属离子的强络合能力,通过微波合成法合成植酸钛纳米材料,并运用这种材料结合混合滴涂的方法将辣根过氧化物酶成功修饰到玻碳电极表面.运用紫外-可见光谱和电化学,实验结果证明了这种材料具有良好的生物相容性,有利于防止酶在固定化过程中生物活性的损害.此法制备的生物传感器实现了辣根过氧化物酶(HRP)和玻碳电极之间的直接电子转移,且对过氧化氢呈现出良好的催化还原作用,对H2O2检测的响应电流线性范围是6.67×10-7~4.73×10-5mol·L-1,线性相关系数R=0.9988(n=20),检测限为4.0×10-7mol·L-1(S/N=3),米氏常数(Kapp M)为0.036 mmol·L-1.所制得的生物传感器呈现出良好的重现性和稳定性.     

N-3与辣根过氧化物酶相互作用的光谱研究

在没有过氧化氢存在情况下,利用紫外-可见光谱和荧光光谱研究了N-3与辣根过氧化物酶的相互作用.结果显示两者之间存在一个位点的结合,形成了配合物,其形成常数为7.9×108 L·mol-1; N-3与辣根过氧化物酶的结合,使得辣根过氧化物酶的荧光生色基团的微环境的极性增大.     

Co-MCM-48和Co-MCM-41介孔分子筛对青霉素酰化酶的固定化作用

制备了含钴MCM-48和MCM-41的介孔分子筛,用作酶生物催化剂固定化的载体．采用XRD、低温N2吸附及FT-IR等方法研究了介孔载体的结构特征、表面酸性和对青霉素酰化酶（Penicillin G Acylase,PGA）的固定化作用．结果表明,Co-MCM-48与Co-MCM-41介孔分子筛表面存在着弱酸性高浓度的自由羟基,为酶的固定化提供了功能性基团和适宜的微环境．固定化酶PGA／Co-MCM-48水解青霉素G的表现活性为1682IU／g,约是PGA／Co-MCM-41水解青霉素G表现活性的2．4倍．经6次连续操作使用,PGA／Co-MCM-48的水解活性降至1375IU／g,保持其初始活性的81％,而PGA／Co-MCM-41保持其初始活性的42％．Co-MCM-48固定化青霉素酰化酶的活性和操作稳定性显著好于Co-MCM-41固定化酶。     

冷冻-真空吸附法在介孔材料中固定木瓜蛋白酶

首次采用冷冻-真空吸附法在介孔材料SBA-15中固定了木瓜蛋白酶. 与普通的浸渍方法相比, 此法不仅可以制备高组装量的固定化酶, 每克载体固定量可达450 mg, 同时酶的活性仍然保持, 并得到较好的固定化酶性质(如高稳定性), 在90 ℃保温30 min仍保留70%的活力.     

有机氯化物的固定化酶处理技术研究

研究了Ｆｅ３Ｏ４固定辣根过氧化物酶的吸附特性、贮存稳定性,考察了固定化酶浓度、ｐＨ值、Ｈ２Ｏ２浓度对催化氧化反应的影响。对均相与非均相酶处理氯酚的效果进行比较,显示固定化酶处理有机氯化物具有很大的优越性。     

辣根过氧化物酶酶学特性及应用进展

辣根过氧化物酶(HRP)是一种以亚铁血红素为氧化还原中心的过氧化物酶,从植物辣根的根部提取,目前被广泛地应用在污水处理、食品工业、有机合成和分析检测等领域.本文综述了辣根过氧化物酶的结构、固定化及辣根过氧化物酶在各个领域的应用,并对其工业应用前景及未来研究方向进行了探讨.     

纳米TiO_2固载脂肪酶及其固载界面表征

以3种不同形貌的纳米TiO2为载体固定化脂肪酶,研究载体形貌、酶添加量、pH值、温度和时间对固载酶活性的影响.研究结果表明,纳米线形貌TiO2固定化效果最好,最优固定化条件为加酶量0.25g/25mL溶液、pH 7.0、固载温度40℃、固载时间6.3h.利用SEM、XRD、FT-IR等对固载酶及其界面进行表征,SEM和XRD结果表明,脂肪酶吸附于纳米线TiO2载体表面,且未改变纳米线TiO2的晶型结构;FT-IR表征表明固载酶含有脂肪酶的特征吸收峰;比表面积分析显示固定化后样品的BET明显减小,表明脂肪酶在纳米线TiO2表面进行物理型吸附.     

磁性HRP的酶学研究

以磁性壳聚糖微球作载体对HRP进行固定化研究,同时为了便于比较,还用壳聚糖微球固定HRP.结果表明:磁性壳聚糖微球固定的HRP的理化性质优于壳聚糖微球固定的HRP,磁性酶因具有磁响应性,可方便、快速地从反应体系中分离.     

辣根过氧化物酶/聚邻苯二胺膜电极上苯二酚生物催化氧化的动力学研究

用酶的电化学固定化方法制备辣根过氧化物酶／聚邻苯二胺膜（ＨＲＰ／ＰＰＤ）电极．以对苯二酚和邻苯二胺在该酶电极上的氧化为模型体系，讨论了有机物生物催化氧化的一般动力学模式以及影响酶电极检测的因素．邻苯二胺可在辣根过氧化物酶的存在下发生聚合，因而它在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的氧化过程比对苯二酚的复杂．测定了不同电位下对苯二酚在ＨＲＰ／ＰＰＤ电极上的反应动力学参数，并根据实验结果确定该有机物检测的合适工作电位．     

Platinum-supported mesoporous carbon (Pt/CMK-3) as anodic catalyst for direct methanol fuel cell applications: The effect of preparation and deposition methods

Platinum-supported ordered mesoporous carbon catalysts were prepared employing colloidal platinum reduced by four different reducing agents, viz., paraformaldehyde, sodium borohydride, ethylene glycol and hydrogen, and deposited over ordered mesoporous carbon (CMK-3) synthesized by silica hard template (SBA-15). The resulting platinum nanoparticles supported mesoporous carbon, designated as Pt/CMK-3, catalysts were tested for the electocatalytic oxidation of methanol. The effect of the various reduction methods on the influence of particle size vis- a-vis on the electrocatalytic effect is investigated. All the catalysts were systematically characterized by XRD, BET and TEM. The results of the synthetic methods, characterization techniques and the electrocatalytic performance indicate that the Pt/CMK-3 catalysts are superior to that prepared with activated carbon (Pt/AC) as well as with that of the commercial platinumsupported carbon catalyst (Pt/E-TEK). In particular, the catalyst, Pt/CMK-3, prepared using paraformaldehyde reduced platinum showed much higher activity and long-term stability as compared to the other reducing methods.     

纳米晶LaFeO3 薄膜的制备与不同气氛处理后的光电子能谱

利用sol\|gel工艺, 在硅衬底上制备了纳米晶LaFeO₃薄膜. 测试了在乙醇蒸气和NO₂气氛下处理后的光电子能谱(XPS), 结果表明, 纳米晶LaFeO₃ 薄膜吸附乙醇后, 表面吸附氧含量明显降低, 铁含量略有下降; 吸附氧化性气体NO₂后, 表面吸附氧和铁含量明显增高, 且存在三价铁离子向四价铁离子转化的趋势. 通过测试和分析表明, LaFeO₃ 的敏感机理不仅与表面吸附氧相关, 还与表面三价铁离子的变价有关.     

PVA/TiO2杂化膜制备及其固定化酶稳定性的研究

以钛酸正丁酯（TBT）为无机前驱体,采用溶胶凝胶法制备PVA/TiO2杂化膜,并将其作为载体固定化过氧化物酶,探讨了PVA质量分数、pH值,以及VTBT∶V正丁醇对反应体系稳定性的影响.红外光谱检测分析表明杂化膜材料有新键形成,当掺杂TiO2的比为1%时,杂化膜的抗张强度有所提高;固定的过氧化物酶贮存和温度稳定性有所改善,且具有良好的操作稳定性.     

基于L-半胱氨酸/纳米金固定酶的过氧化氢生物传感器

将L-半胱氨酸电聚合于金电极表面,通过静电作用和共价结合,吸附带负电荷的纳米金(nano-Au),最后再利用纳米金吸附固定过氧化物酶(HRP),制备了一种新型层层自组装的电流型过氧化氢(H2O2)传感器.采用交流阻抗和计时电流法对该传感器的性能进行了详细研究.实验表明,该传感器增加了酶的吸附量,响应快、稳定性好,对H2O2表现出良好的响应特性.在0.1 mol/L PBS(pH值6.5)缓冲溶液中,电位为0.3 V的实验条件下,该传感器对H2O2检测范围为3.5×10-6～5.9×10-3 mol/L,检测下限为9.6×10-7 mol/L(S/N=3).     

两种酵母菌吸附铀的对比研究

研究了丹宝利和安琪酒精酵母菌对溶液中铀的吸附行为和各种影响因素,研究了用酸、碱和有机物对酵母菌预处理后对铀吸附的影响.两种酵母菌是溶液中铀的良好生物吸附剂,可吸附溶液中99%以上的铀,对铀的最大吸附量大于162.5mg/g.pH值是影响两种酵母菌吸附铀的重要因素,但对两者的影响不同.两种酵母菌的吸附等温线都符合Langmuir和Freundlich吸附模型.用0.1mol/LNaHCO3可解吸出92%以上的吸附铀.     

一种新型介孔碳材料的合成与表征

采用具有较高水热稳定性、 较厚孔壁的介孔分子筛MTS-9为模板, 合成一种新型的介孔碳分子筛： C-MTS-9, 并通过X射线粉末衍射、 热重分析、 透射电镜和氮气吸附/脱附等方法对其进行表征. 结果表明, C-MTS-9分子筛具有较高的BET比表面, 孔径达到5 nm, 且孔分布比较均一; 电化学的循环伏安测量表明, C-MTS-9具有较好的电化学性质.