[发明专利]一种利用磁性离子液体复合材料固定化酶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及酶的固定化领域，具体地，本发明涉及一种利用磁性离子液体复合材料固定化酶的方法。

背景技术

酶作为一种高效专一的生物催化剂，在21世纪工业化学的发展中占有重要的地位。这归因于酶具有专一性、反应条件温和、低污染、选择性高等优点。酶在医学、能源、食品、有机合成等与人类生活息息相关的领域中起着举足轻重的作用。传统的游离酶在应用中存在易失活、分散性差、回收难以及难以连续使用等问题。酶的固定化技术是解决这些问题的有效措施之一，固定化酶不仅保留了酶的催化特性，可以提高酶的分散性和操作稳定性，还可以实现酶的回收和连续利用，从而降低了生产中酶的投入成本。

近年来，离子液体中酶催化反应的研究逐渐受到重视。许多种酶在离子液体中的稳定性、活性、选择性都比在传统有机溶剂中高；离子液体独特的溶解性能使原来在传统有机溶剂中无法溶解而不能反应的过程能得以进行；通过改变离子液体结构能够控制催化条件；同时离子液体无蒸汽压，产物分离较传统有机溶剂更容易，过程更绿色化。

磁性纳米材料不仅具有高比表面积及良好的分散性，而且具有超顺磁。磁性纳米材料作为固定化酶的载体能够有效提高催化剂的分散性，同时易于酶催化反应后催化剂、底物、产物的分离。将离子液体负载于磁性纳米载体，形成磁性离子液体复合材料固定化酶体系，不仅引入了离子液体微环境，提高酶活性及稳定性，同时能够解决离子液体与酶的回收再生问题。此外，磁性离子液体复合材料中离子液体结构可调的特性为酶催化提供结构可设计的载体。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种利用磁性离子液体复合材料固定化酶的方法。

根据本发明的利用磁性离子液体复合材料固定化酶的方法包括以下步骤：

1)制备磁性纳米颗粒；

2)将离子液体负载至磁性纳米颗粒，得到磁性离子液体复合材料；

3)使用所述磁性离子液体复合材料固定化酶。

根据本发明的方法，优选所述纳米颗粒为Fe₃O₄纳米颗粒，可以采用共沉淀法合成磁性Fe₃O₄纳米颗粒。

根据本发明的方法，优选所述离子液体为咪唑类离子液体，该类离子液体具有以下特性：不可燃性；几乎无蒸气压，与传统有机溶剂相比，不会造成环境污染且可用于低压条件，因此被称为“绿色溶剂”；溶解能力强，能溶解许多有机化合物和无机化合物；它的极性及亲水、憎水性等可通过选择阴、阳离子而加以调控，因而又被称为“可设计性”溶剂。另外该类离子液体有两个取代基位置，可以通过修饰功能团，使其中的一个取代基与磁性颗粒相连，另一个取代基与酶相连。此时，优选所述纳米颗粒与所述咪唑类离子液体的质量比为1∶10～20。

根据本发明的方法，磁性离子液体复合材料的制备分为两类，一类是用于通过吸附来固定化酶，另一类通过共价结合固定化酶。