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1、新型有機-無機納米復(fù)合粒子的制備及其固定化漆酶研究Vol_272006年11月高等學?；瘜WCHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVERSITIESNo.112088—2O9l新型有機一無機納米復(fù)合粒子的制備及其固定化漆酶研究黃俊,王軍濤,李斌,肖海燕,劉誠,丁莉蕓,姜德生(武漢理工大學光纖傳感技術(shù)研究中心,光纖傳感技術(shù)與信息處理教育部重點實驗室,武漢430070)摘要制備了四氨基酞菁鈷(CoTAPc)一FeO納米復(fù)合粒子,用紅外光譜(IR),x射線衍射(XRD),x射線能譜(ED
2、S),場發(fā)射掃描電鏡(FEG—SEM)及振動樣品磁強計等對其進行了表征.結(jié)果表明,形成了CoTAPc包覆在FeO納米粒子表面的納米復(fù)合粒子.粒子呈現(xiàn)不規(guī)則球形,平均粒徑為70nm,矯頑力為316.4A/m,接近超順磁性.以此納米復(fù)合粒子作為載體,通過交聯(lián)法固定漆酶,固定化酶最適反應(yīng)溫度為45℃,最適pH為3;固定化酶比游離酶具有更好的熱穩(wěn)定性,貯存穩(wěn)定性及操作穩(wěn)定性,且易于分離.關(guān)鍵詞CoTAPc—FeO納米復(fù)合粒子;漆酶;固定化中圖分類號0629.8;Q814.2文獻標識碼A文章編號0251-
3、0790(2006)11-2088-04固定化酶是指固定在一定載體上并在一定空間范圍內(nèi)進行催化反應(yīng)的酶,它既可保持酶的催化特性,又可增加其穩(wěn)定性,并易與反應(yīng)產(chǎn)物分離和反復(fù)連續(xù)使用.目前,酶的固定化方法主要有包埋法,結(jié)合法,吸附法和交聯(lián)法",其中用交聯(lián)法固定酶具有穩(wěn)定性好和酶不易脫落等特點.載體對固定化酶的性能影響很大.近年來,有機一無機復(fù)合磁性材料被廣泛地應(yīng)用于酶的固定中.漆酶(Laccase,P-diphenoloxidase,EC1.10.3.2)是一類含銅的多酚氧化酶,可分為真菌漆酶和漆樹
4、漆酶兩大類,在生物傳感器,廢水處理和生物漂白等方面具有重要應(yīng)用L8.基于漆酶催化的光纖生物傳感器具有重要的應(yīng)用前景,這類傳感器的原理是在漆酶的催化下,待測物被溶液中的氧氣氧化,通過檢測溶液中氧的變化量實現(xiàn)對待測物的檢測.因此,漆酶的催化性能直接影響傳感器的性能.本文制備了CoTAPc包覆在FeO納米粒子表面的CoTAPc.FeO納米復(fù)合粒子,以此磁性復(fù)合粒子作為載體,通過適當交聯(lián)劑固定漆酶.該固定化酶比游離酶具有更好的熱穩(wěn)定性,貯存穩(wěn)定性和操作穩(wěn)定性,為研制基于漆酶催化的高性能光纖生物傳感器奠定
5、了基礎(chǔ).1實驗部分1.1儀器與試劑60SXB型傅里葉變換紅外光譜儀(美國Nicolet公司);場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FEISirion);UV.2450型紫外光度計(t3本島津公司);D/MAX.RB型x射線衍射儀(日本理學);Model4HFVSM振動樣品磁強計(美國ADE公司);Phoenix型x射線能譜儀(美國通用公司).2,2一連氮-雙(3-乙基并噻_l5-磺酸)(ABTS,Sigma);漆酶(血紅密孔菌漆酶,中國科學院北京微生物研究所饋贈,分子量64000,純度經(jīng)電泳測試為單一譜帶);
6、牛血清白蛋白(BSA,進口分裝,武漢生命科技公司);其它試劑均為分析純,水為雙蒸水.1.22,9,16,23-四氨基酞菁鈷(CoTAPc)的制備取自制的4-硝基鄰苯二甲酰亞胺(m.P.198℃,文獻值199～200℃),尿素,鉬酸銨等,按文獻[13]方法制備2,9,16,23-四氨基酞菁鈷.收稿日期:2005一l1-07.基金項目:國家自然科學基金(批準號:60377032)和國家自然科學基金重點項目(批準號:60537050)資助.聯(lián)系人簡介:黃俊(1958年tlJ生-),男,博士,教授,博士
7、生導師,主要從事材料化學和光纖傳感敏感材料研究E-mail:hjun@mail.whut.edu.ca黃俊等:新型有機一無機納米復(fù)合粒子的制備及其固定化漆酶研究20891.3CoTAPc-Fe3O4納米復(fù)合粒子的制備用液相法制得0.97gFeO納米粒子,其平均尺寸為10nm左右¨,用蒸餾水將FeO納米粒子洗至中性,再轉(zhuǎn)移到合適的有機溶劑中,超聲分散.在攪拌下,將用DMF充分溶解的0.03gCoTAPc緩慢加入到FeO納米粒子中,于室溫下攪拌,使有機溶劑揮發(fā),置于45℃的真空干燥箱中干燥,得固體粒
8、子,用DMF洗滌,洗出液近似無色,表明加入的CoTAPc幾乎全部與FeO納米粒子復(fù)合.將處理后的粒子于45℃真空干燥,得CoTAPc—FeO復(fù)合粒子(CoTAPc的質(zhì)量分數(shù)約為3%).1.4共價交聯(lián)法固定漆酶將一定量的CoTAPc-FeO納米復(fù)合粒子依次與一定濃度的戊二醛,牛血清白蛋白(BSA),戊二醛溶液反應(yīng),每次反應(yīng)后均用磁鐵將粒子與溶液分離,用水洗滌除去未反應(yīng)的戊二醛或BSA,再加入漆酶溶液,在4℃和中性條件下交聯(lián)反應(yīng)24h.再依次用pH=7.00的0.1mol/L磷酸鹽緩沖液,0.1mo
