
科技论坛
Cu2+修饰饱和固载量固定化漆酶的活性研究
宋守欣孙丹丹王红霞
(哈尔滨师范大学化学化工学院功能材料的设计合成与绿色催化黑龙江省高校重点实验,黑龙江哈尔滨150025)
· 45 -
摘要:漆酶是一种生物蛋白酶,有容易变性失活不可重复使用等特点。固而,本实验宝采用交联剂成二醛将漆酶固定在载体Fe0/ SiO纳来粒子上,并用铜离子修饰饱和固载量的固定化漆酶,研究钢高子修饰对饱和固载量的固定化漆酶的活性影响。实验结果表明:铜高子修饰的固定化净酶有花状结构生成,并且经铜离子修饰后,饱和固载量的固定化净酶的活性提高了15%左右;同时,铜离子修饰的固定化涛酶对偶氮染料锅氮荧光挑红的脱色率可达90%以上,且操作性稳定。
关键词:钢高子:固定化漆酶:修饰:活性;脱色
速酵是由很多植物和菌类提取的多铜氧化物间,具有催化多种酚类物质和芳香胺的能力,在催化氧化的同时有氧被还原成水的过程
叫。随着固定化漆酶的发展,可以将漆酶固定在一些介孔氧化硅等材料上,从而可以使漆酶快速从反应物中分离,同时也加强了热稳定性和操作稳定性-4
偶氮染料是应用在皮革、化妆品等行业中频繁的染料,通过化学方法研制,具有化学稳定性高、难被降解等特性。因此,对偶氢染料的降解很是重要。近几年来,国际上对速酵的修饰工作有了广泛的研究,其中JunGe等人报道中做了酶的修饰工作,他们直接用硫酸铜溶液来修饰生物酶溶液,用酵溶液、硫酸铜溶滤和PBS缓冲溶液的混合溶液在室温当中放置即可完成修饰工作,并且研究了修饰后的酶的形貌、结构变化以及酶活性变化
最近,本课题小组利用固定化漆酶降解偶氮染料取得良好的结果,能在20分钟内快速有效的降解偶氮染料,脱色率在90%以上,并且操作稳定性良好,降解十个循环之后,脱色率仍可达到80%左右围。由于速醛分子中含有 4种不同的铜离子,且铜离子可使漆醛的结构发生改变,生成花状结构9,因此,本文在已有
sE
Time(day)
图1铜离子修饰时间对固定化
tMwth Cd
Oyele turber(tines)
图2铜离子修饰固定化漆酶前后,降解偶氨
荧光桃红的重复性的操作稳定性研究(每个
漆酶活性的影响(饱和固载量:120mg/g)
循环80分钟,pH7.0,25℃)
a
5.oky6.bmm.xt0.ok
图3样品的SEM照片(a)固定化漆酶(b)铜离子修饰的固定化漆酶
研究基础上,考察铜离子对饱和固载量的固定化漆醇的修饰,同时评价。
1.3铜离子修饰的固定化漆酶相对活性的评价
研究铜离子修饰后的固定化漆酶对偶氨染料偶氮荧光桃红的脱色。
1实验部分 1.1试剂和仪器
Fe;0,磁流体(密度为12.56g/ml),正硅酸乙酯(TEOS),异丙醇,漆酶(Sigma-Aldrich),3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APS),2,2'-连氮-双(3-乙基并噻-6-磺酸)(ABTS,Sigma),戊二醛(天津市科密欧化学试剂中心),偶氨荧光桃红(阿拉丁试剂),硫酸铜
Lambda-45紫外可见分光光度计.DF-ⅡI恒温油浴锅JJ-1.精密增力电动搅拌器,小容量恒温培养摇床-SPH-200B(上海世平实验设备有限公司),HitachiS-4800(FE-SEM)扫描电镜
1.2固定化漆酶的制备及铜离子的修饰
1.2.1取0.025g磁流体,加人10mL乙醇、2mL水,50uL APS混合物在搅拌桨下揽动12h,磁分后得到氨基修饰的 Fe;0/Si0,粒子。加入5mLPBS溶液,0.5mL2.5%的戊二醛溶液,搅拌3-4h,得成二醒修饰过的磁流体。再向磁流体溶渡中加人 4mg/mL的漆酶液体,在恒温培养摇床中室温摇动12h,得到固定化漆酶。保存在4C冰箱中备用间
1.2.2向备用固定化漆酶溶液中加入浓度为120mmol/mL的 Cu,再向其中加入PBS溶液,修饰三天,即可得到铜离子修饰好的固定化漆酶,形貌为花状结构。本实验不仅仅研究样品的形貌,同时研究不同修饰时间相对活性的变化以及不同修饰时间的催化性能
基金项目:省自然科学基金B201011。
用Cu+修饰的固定化漆酶的相对活性为:R=A/A;×100%,未用Cu*修饰的固定化漆酶的活性A;为100%,通过A,变化确定相对活性R的变化,即可通过图看出相对活性的变化。
1.4铜离子修饰的固定化漆酶对偶氮染料偶氢荧光桃红的脱色
研等
取新制备的固定化漆酶15mL,降解染料偶氮荧光桃红15 mL。用鉴外分光光度计测量吸光度的变化
偶氢染料脱色率根据Lambert-Beer定律计算: D%=S=Cx100%=4=4×100%
C
4
式中,Cs、C、Aa、A分别表示偶氮染料溶液的初始浓度、脱色后浓度、初始吸光度、脱色后的吸光度。
2结果与讨论
2.1铜离子修饰饱和固载量的固定化漆酶相对活性的变化
图1是用铜离子修饰的固定化漆酶的相对活性变化曲线,其中固定化漆酶的载体质量为25mg,漆酶浓度为0.4mg/mL,其固载量为120mg/g左右,为此载体质量下的饱和固载量。由图可知,在修饰第三天时,铜离子修饰的固周定化漆酶的相对活性有所提高,并且在修饰第五天的时候相对活性最大,达到115%左右。通常情况下,漆酶储存稳定性的数据显示,其活性会随者放置时间的增长而降
作者简介:家守欣(1989-),男,哈尔滨师范大学化学化工学院研究生,主要从事铜离子对围定化漆酶的修饰及染科废水降解的研究导师简介:主红霞(1974-),女,报投,博士,硕士研究生导师,现在主要从事多孔材料、Fe0/Si0,基负载型维化剂的设计、制备及甲烷
转化、有机污染物的去除等催化反应的研究