磁性纳米Fe3O4-SiO2载体的改性及其在脂肪酶固定化中的应用
2020-03-13甘露菁田韩荣菡彭佳敏肖晓欣黄海雯
甘露菁,田韩,荣菡,彭佳敏,肖晓欣,黄海雯
北京理工大学珠海学院,材料与环境学院(珠海 519088)
磁性纳米Fe3O4-SiO2载体材料具有优异的超顺磁性能。所谓超顺磁性,即在磁场中有较强的磁性,撤离磁场时,磁性很快消失,而不会被永久磁化[1],它们在外磁场作用下可方便进行定位反应和高效回收,因此近年来在这一领域的研究日益活跃,成为生物材料研究领域中最具应用前景的发展方向之一[2-3]。但就研究状况而言,磁性纳米Fe3O4-SiO2载体材料的研究主要集中在磁性微球的合成和表征方面,而对偶联剂修饰的磁性微球的研究报道不多[4-5]。
磁性纳米Fe3O4-SiO2载体材料是在磁性纳米Fe3O4粒子表面包覆一层SiO2后形成,而SiO2由于表面具有大量羟基,导致亲水性极强,不容易在油相或有机溶剂中分散,易聚团,难以发挥其优良的性能,因此必须对其进行改性[6-8]。偶联剂(KH-550)是一种典型的硅烷偶联剂,常用于氧化物表面的氨基化改性,经过KH-550修饰后的磁性纳米Fe3O4-SiO2载体材料表面含有大量氨基和有机链臂,大幅拓展和提高磁性纳米Fe3O4-SiO2载体材料的应用领域[9-10]。
大部分的酶的本质是蛋白质,它作为一种生物催化剂,具有较高催化效率。但由于在生产使用中游离酶有易失活和难以与底物分离的缺点。近些年研究表明,酶分子被固定化后,可以反复循环利用,且在产物分离纯化上增加便利[11-12]。因此酶固定化技术得到迅速发展[13]。在酶分子固定化领域,用KH-550改性后的磁性纳米Fe3O4-SiO2载体表面含有大量氨基,由于活性氨基可以与蛋白质、DNA等生物分子偶联,在一定程度上,以化学键形式结合脂肪酶,使酶不易脱落,克服传统的载体吸附酶法易脱落、使用周期短的弱点[14-16]。……
