介孔二氧化硅载体在酶蛋白固定化中的应用
2021-01-10董思圳贾文敬董宛阡黄建忠舒正玉
化学与生物工程 2021年1期
关键词:二氧化硅
董思圳,秦 风,贾文敬,李 欢,董宛阡,李 林,黄建忠,舒正玉
(福建师范大学生命科学学院 工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心,福建 福州 350108)
介孔材料是指孔径介于2~50 nm之间的多孔材料,按其化学成分可分为介孔硅(如介孔SBA-15)、介孔金属氧化物(如介孔氧化铁,介孔氧化铅)[1]、介孔金属硫化物(如硫化锗)[2]、介孔碳(如碳分子筛)[3]和介孔聚合物(如三嵌段共聚物FDU-15、FDU-16)[4]等。介孔材料表面可携带各种官能团,用于固定不同功能的活性分子。其中,介孔二氧化硅载体由于具有低毒、低成本、生物相容性好、化学惰性和热稳定性优良等特点,被广泛应用于药物载体、酶载体等领域。近年来,不同形状、孔径、粒径、比表面积、疏水性及携带多种功能基团的各种介孔二氧化硅载体相继被制备出来,并表现出优良的性能。
绿色催化工艺被广泛应用于生物质能源、手性药物、可降解高分子材料合成等领域,催生了对各种固定化酶制剂的需求。为开发操作稳定性好、催化效率高的固定化酶制剂,科研工作者进行了大量的尝试,选择各种材料作为酶蛋白载体,包括早期的大孔树脂、硅藻土到现在的各种纳米材料等,其中,介孔二氧化硅是应用较为成功的载体之一。截至目前,介孔二氧化硅已成功应用于水解酶、氧化还原酶等酶蛋白的固定化,并展现出优良的催化性能。
1 介孔二氧化硅载体对酶蛋白的固定化效果
1.1 介孔二氧化硅固定化水解酶
包括脂肪酶(lipase,EC 3.1.1.3)、蛋白酶(protease,EC 3.4.21.112)、各种糖苷酶(EC 3.2.1.24)等在内的水解酶(hydrolase,EC 3)家族的酶蛋白,是最早成功应用于工业化催化生产、最早实现商业化制备的酶蛋白。……
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