[发明专利]通过将酶固定化到官能化支持物上在水中降解和失活抗生素的方法

说明书

本发明涉及用于降解和失活至少一种生物异源物质的方法，所述至少一种生物异源物质存在于水性介质中。所述方法包括以下步骤：(a)将至少一种酶移植到固体支持物上，(b)将具有所述至少一种酶的所述固体支持物温育到所述水性介质中，并且(c)测量所述至少一种生物异源物质的浓度的演变。所述方法的值得注意之处在于所述至少一种酶是New‑Dehli金属‑β‑内酰胺酶1，从糙皮侧耳菌提取的漆酶和/或从铜绿假单胞菌提取的β‑内酰胺酶，并且在于所述固体支持物是移动床载体。

发明领域

本发明涉及降解和失活生物异源物质(xenobiotics)，优选抗生素的方法，所述生物异源物质存在于水性介质(aqueous medium)中。更具体地，本发明涉及固定化在固体支持物上以降解和失活存在于水中的抗生素的酶。

本发明还涉及固体支持物，在其上固定化了能够降解和灭活存在于水性介质中的抗生素的酶。

发明背景

美国专利申请公开的US 2013/0236944 A1涉及通过使用酶如漆酶，脂肪酶，纤维素酶，酮还原酶，β-内酰胺酶和/或红霉素酯酶来使环境中的抗生素失活的方法。所公开的组合物具有净化污染的环境的目的，并且在它们到达环境之前，防止来自废物和废水流出物(wastewater effluent)的抗生素对环境的污染。本公开的漆酶来自于变色栓菌(Trametes versicolor)(或采绒革盖菌(Coriolus versicolor))。本公开的脂肪酶来自无色杆菌属的种(Achromobacter spp)。本公开的纤维素来自里氏木霉(Trichodremareesei)。本公开的漆酶靶向的抗生素选自环化素家族(四环素，土霉素(OTC)和金霉素))或β-内酰胺类家族，青霉素(阿莫西林)，头孢菌素(头孢地尼(cefdinir))和/或碳青霉烯(亚胺培南)。本公开的脂肪酶靶向的抗生素选自大环内酯家族(红霉素)或β-内酰胺家族(阿莫西林)。本公开的酮还原酶靶向的抗生素选自β-内酰胺家族(阿莫西林或亚胺培南)。β-内酰胺酶靶向的抗生素选自β-内酰胺家族(青霉素，头孢菌素(cephalosporin)，头霉素(cephamycin)或碳青霉烯)。本公开的红霉素-酯酶靶向的抗生素选自大环内酯家族(红霉素或克拉霉素)。本公开进一步提供了固体支持物，其包含固定化在其上的至少一种抗生素失活酶。固体支持物可以包括吸附材料。固体支持物可以是通过共价连接固定酶的膜。酶也可以通过凝胶捕获(gel entrapment)来固定。固体支持物可以包装在柱中或用于填充床反应器中，待处理的环境的或废水流经反应器并与固定化酶接触。固体支持物还可以与其它固体支持物偶联以增强失活过程。

使用固体支持物的优点是公知的。待处理的抗生素与酶之间的接触面积增加，因此有利于酶反应的速率和产率。此外，已知固体支持物相对地耐高压和高温。

然而，上述公开的设定，即在柱中的包装或在填充床反应器中的使用将导致困难，诸如与通过反应器的流体的“栓塞(plug)”的反向混合(back mixing)导致各种问题，诸如在整个载体表面上难以获得负载(即待处理的水)的均匀分布的困难。

发明概述

本发明涉及用固定化在固体支持物上的酶降解和失活抗生素，诸如在水性介质中存在的β-内酰胺抗生素和/或磺酰胺抗生素的技术问题。这种技术问题的解决方案寻找促进已知工艺和/或防止明显由固体支持物引起的一些固有问题的的方法。

本发明在主要方面涉及降解和失活至少一种生物异源物质的方法，所述至少一种生物异源物质存在于水性介质中。所述方法包括以下步骤：

a.将至少一种酶移植到固体支持物上，

b.将具有所述至少一种酶的所述固体支持物温育到所述水性介质中，并且

c.测量所述至少一种生物异源物质的浓度的演变。