[发明专利]一种部分还原氧化石墨烯及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种部分还原氧化石墨烯的制备方法，属于氧化石墨烯应用技术领域，将氧化石墨烯分散在水中，加入还原剂，反应，得到部分还原氧化石墨烯；所述还原剂为腺苷酸、腺苷酸二钠、腺苷酸二钾、腺苷‑5’‑二磷酸二钾、胞苷酸、胞苷酸二钠、胞苷酸二钾、鸟苷酸、鸟苷酸二钠、鸟苷酸二钾、尿苷酸、尿苷酸二钠、尿苷酸二钾中的一种或几种的混合物。核苷酸具有不同类型的R基，可通过多种作用力，如疏水作用力、静电作用力以及氢键作用力等与氧化石墨烯相互作用，进而达到调控氧化石墨表面性质的功能。

技术领域

本发明属于氧化石墨烯应用技术领域，具体涉及一种部分还原氧化石墨烯及其制备方法与应用。

背景技术

酶属于天然催化剂类，包括DNA、RNA和催化抗体。酶独一无二的功能是它们所催化的所有反应都能在温和的生理条件下有序、有选择性和精确的进行。脂肪酶属于酯酶的一个亚类，能够催化甘油酯类化合物的水解、合成、多肽合成、生物表面活性剂的合成，以及酯交换等，这些特征使得脂肪酶在食品、化妆品、农业、造纸等领域得到广泛的使用。但是脂肪酶的天然特性并不能满足其催化反应的要求。脂肪酶通常具有亲水性外壳和亲脂的内核，当催化亲脂性底物时，就存在一个界面活化现象。由于脂肪酶一般具有螺旋寡肽单元，可称之为脂肪酶的“盖子”，其在闭合构型中禁止底物访问基本活性中心，当放置在疏水界面时使其打开以使活性部位可接近，酶分子的构象也随之改变。这是由于通过脂肪酶识别疏水性载体和通过疏水活性中心的外部区域的吸附，这种现象被称为界面活化。界面活化现象受底物团聚状态、乳化分散的程度，以及油水界面质量的影响。当酶与疏水性载体结合后，会导致酶构象的变化，盖子被打开。这有利于底物进入，并与活性中心的氨基酸接触完成催化反应。与疏水载体的结合有利于增加酶的半衰期、提高催化活性、酶的稳定性等。各种疏水性载体如丁基琼脂糖和辛基癸基分离珠已被用于分别固定来自Thermomyceslanuginose和Mucor miehei的脂肪酶，其与游离脂肪酶相比显示出超活化。本发明中用到的TL脂肪酶是由Thermomyces lanuginosus发酵而来，具有特异性催化1，3-二油酸2-棕榈酸甘油三酯合成的功能。但是许多酶并不是工业应用的理想催化剂。例如，在精细化学品和药物及其中间体的制造中，酶往往处于非天然条件下。因此，对于大多数工业应用，酶须经过基因工程或化学修饰改造，以提高它们在催化条件下的选择性、高活力和耐用性。此外，它们必须以固定化酶的形式应用，以便简化下游工艺，如循环利用和分离，以降低成本。与溶液酶相比，固定化酶节约成本、可以调节酶特性、适应过程的多样性等优势。

最近十年，人们越来越认识到基因工程是提高酶性能的一个强有力的工具，但只有酶的固定化是可将酶的固定化和性能全面综合提高的技术。因此，固定化-改良策略对于以固定化形式使用而设计的酶非常具有吸引力。固定化酶可以分为有载体和无载体固定化酶两类，虽然开发无载体酶如CLEA或CELC无须使用额外的占主体却无催化活性的载体，而无载体的固定化酶有固有的缺陷：由于反应器构型受限以及聚集结晶和交联条件筛选费力等，使他们难以成为生物过程工程师的首选催化剂。载体不仅作为酶分子的手脚架，而且还较大程度的改变了酶的性质，因此，可想而知，放弃载体也可能同时丢弃了调控酶特性的一个强有力的手段，即可以通过使用适当的载体结合化学和固定化方法调控酶的特性。

酶固定化的方法可粗分为5种，即吸附、共价结合、包埋、微囊化和交联，这些原始方法组合已经形成了数百种方法。相应的，为了多种生物固定化和生物分离，已经设计了具有不同物理特性或者具有不同参数的载体。这些固定化酶技术和数目众多的载体以及可行的化学连接法组合，使得任何酶都可以找到一条可行的固定化路线。本发明采用的吸附法是最早出现的固定化方法。这种方法条件比较温和，基本上不会很大程度地改变酶的构象，因此对酶的催化性就不会产生大的影响。