一种尺寸和性质可控的微型酶反应器及其制备方法

摘要

本发明提供了一种尺寸和性质可控的微型酶反应器及其制备方法，属于固定化酶技术。微型酶反应器的组成为：以具有纳米尺寸孔道的多孔材料作为载体，将酶固载于纳米孔内；结构为：具有一维或三维直通孔结构，酶分子通过物理或化学作用固载孔内；性能特性为：微型酶反应器尺寸、表面官能团种类与数量、固载酶量可调控。采用调变纳米多孔材料表面官能团种类与数量的方法，固载酶后，构筑一种尺寸和性质可控的微型酶反应器。其优点在于：通过调变纳米多孔材料表面官能团种类和数量，实现酶固载量的调变和固定化酶性能优化。为酶/载体分子水平设计与控制的开发应用、工业化生产提供可能。

主权项

1.一种制备尺寸和性质可控的微型酶反应器的方法，其特征在于：具体制备步骤为：a、按下述二种方法之一制备纳米结构载体材料：1)将纳米结构载体材料骨架元素源、模板剂、去离子水、盐酸按照物质的量/物质的量/物质的量/质量比为1∶2.1～3∶6～10∶6～10加入，单位为mol/mol/mol/kg，进行水热合成，之后通过溶剂萃取法或焙烧法脱除模板剂制备表面羟基化的纳米结构载体材料；以该表面羟基化的纳米结构载体材料为前体，通过硅烷偶联剂RnSiX4-n接枝，以后接枝法制备表面有机官能化的纳米结构载体材料；或者，2)将纳米结构载体材料骨架元素源、模板剂、去离子水、盐酸、硅烷偶联剂RnSiX4-n按照物质的量/物质的量/物质的量/质量/物质的量的比为1∶2.1～3∶6～10∶6～10∶0.01～0.05加入，单位为mol/mol/mol/kg/mol，进行水热合成，之后利用溶剂萃取法脱除模板剂，以原位合成法制备表面有机官能化的纳米结构载体材料，其中R代表活性官能团，选自：烷基、氨基、亚胺基、巯基、乙烯基、环氧基、酰胺基、胺烷基，X代表烷氧基或氯离子，n＝1或2；b、将酶、Tris-HCI缓冲液、去离子水按照质量/体积/体积比为1∶5～7∶3～4g/l/l混合均匀；在所获得的混和液中加入酶质量1～2倍的第a步制备得到的表面有机官能化的纳米结构载体材料，并于锥形瓶中摇匀，摇匀后封住锥形瓶的瓶口，置于0～55℃的摇床中，保持摇床震荡速率50～250转/分钟震荡6～20小时，得到微型酶反应器。