[发明专利]复合反胶束体系、制备方法及其在木质素过氧化物酶催化反应中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种反胶束体系，具体是涉及到一种复合反胶束体系、制备方法及其在木质素过氧化物酶催化反应中的应用。

背景技术

反胶束体系是表面活性剂在非极性有机溶剂中超过其临界胶束浓度时自组装形成的纳米尺寸的聚集体，具有良好的热力学稳定性。有水的反胶束体系有一个外壳，由两亲分子的烃链组成的，疏水尾指向有机溶剂，极性头指向聚集体内部形成极性腔，纳米尺寸的水溶解在极性腔中形成“小水池”。反胶束体系极性内核中的水与常态水物理性质不同，它的黏度较高，但酸度和极性比常态水低。所以“水池”中的水可溶解某些原本不溶的物质。此外，表面活性剂分子膜的存在可以避免酶与周围的有机溶剂接触，保护酶的活性部位，使其不因与有机溶剂接触而失活，从而提高酶的催化性能。反胶束体系作为酶反应的介质有很多优点，从而使得反胶束体系在酶催化反应中的应用也十分广泛，因此在反胶束体系中研究酶的催化反应即胶束酶学成为当今研究的热点。

目前为止对介质的研究经历了从水一有机溶剂一反胶束体系的过程。在微水有机溶剂单相体系中和在水/有机溶剂两相体系中，酶通常不能保持其良好的催化性能。由于反胶束体系能够较好地模拟酶的天然环境，因此，在反胶束体系中大多数酶能够保持催化活性和稳定性。这为酶在反胶束体系中催化反应等领域的应用奠定了非常重要的理论基础。反胶束体系与水和非极性有机溶剂相比，作为一种反应媒介，具有接触面积大、组成灵活、热力学稳定等优点，这推动了反胶束体系的理论和应用研究的迅速发展。在反胶束体系中的酶学研究为介质工程带来了新的革命。正是由此，反胶束体系的构建方法和其作用于酶催化反应过程的作用机理与优势受到人们的普遍关注。

木质素是由苯丙烷结构单元组成的近似球状的复杂芳香族高聚体,其较难降解,已成为地球上碳循环的限速步骤。木质素类物质的有效降解是环境中大量废弃木质素类生物质资源化利用的重要前提，反胶束体系中木质素过氧化物酶(lignin peroxidase,Lip)活性的有效保持和高效的催化反应的实现为木质素的酶法降解提供了新的技术途径。反胶束体系使木质素类废弃物的资源化处理具有重要的意义。现有技术中,Wang等研究了反胶束体系中纤维素酶解特性研究，Chen 等在反胶束体系中用不同的蛋白酶合成了二肽。随着研究的进行，在反胶束体系中进行酶催化反应不仅仅停留在理论方面，而是在应用上同样有广阔的前景。

然而目前对反胶束体系的研究多数是在单相表面活性剂体系中，主要是AOT、CTAB、SDS 等构建的单相反胶束体系中，在这样的体系中，位于反胶束体系界面的表面活性剂的带电头基与水池中的酶之间往往存在强的静电作用力，从而导致酶活力的降低或丧失。

山东大学硕士学位论文，《木质素过氧化物酶在反胶束体系中的催化性能及动力学研究》中指出，Tween80、TritonX-100、Brij30三种非离子表面活性剂的HLB值依次降低，在非极性有机溶剂中的溶解度依次升高，同时指出，Tween80油溶性很差不适合用来配制反胶束体系。木质素过氧化物酶在CTAB或Triton反胶束体系中并没有活性，只在AOT反胶束体系中有活性。同一表面活性剂在不同介质中对Lip活力的发挥有着截然不同的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种有利于木质素过氧化物酶发挥催化性能，稳定性好，效率高的复合反胶束体系，并提供复合反胶束体系的制备方法和在木质素过氧化物酶催化反应中的应用。

本发明的技术方案为，复合反胶束体系由质量浓度为4～30%的乳化剂和70～96%的非极性有机溶剂组成，所述乳化剂由质量浓度为2-15%鼠李糖脂、2-15%吐温-80和80-90%助表面活性剂组成。乳化剂中，鼠李糖脂和吐温-80的质量比优选为3:2。所述非极性有机溶剂优选为异辛烷、环己烷或正庚烷，所述助表面活性剂优选为C1-C6有机醇，最优为正己醇、正丁醇或正戊醇。

本发明还提供一种复合反胶束体系的制备方法，步骤是，优选室温条件下，将鼠李糖脂、吐温-80和助表面活性剂混合，混合均匀后得到乳化剂，然后将乳化剂加入到非极性有机溶剂中，混合，得到复合反胶束体系。所述混合操作优选为超声作用或者机械搅拌。