[发明专利]一种阳离子接枝聚合物的生物酶及其制备方法和固定方法

说明书

本发明公开了一种接枝阳离子聚合物的生物酶，通过叠氮基团与炔基的点击化学反应连接生物酶和聚合物。本发明一种阳离子接枝聚合物的生物酶，解决了现有技术中存在生物酶活性降低以及稳定性差的问题。本发明还公开了上述生物酶的制备方法，首先合成含有‑NHsubgt;2/subgt;的阳离子聚合物，然后对生物酶进行改性合成含有丙炔基的生物酶以及对含有‑NHsubgt;2/subgt;的阳离子聚合物进行改性合成含有叠氮基的阳离子聚合物，含有丙炔基的生物酶与含有叠氮基的阳离子聚合物反应，即得到接枝阳离子聚合物的生物酶；本发明还公开了上述生物酶的固定方法，反应过程温和简单，容易操作。

技术领域

本发明属于生物酶技术领域，涉及一种阳离子接枝聚合物的生物酶，本发明还涉及上述生物酶的制备方法以及上述生物酶的固定方法。

背景技术

酶是一种重要的生物催化剂，具有催化效率高、专一性强、反应条件温和等特点，在食品、酿造、医药等领域具有广泛应用。由于酶的特殊性质，其高级结构对环境十分敏感，如对温度、pH、有机溶剂、重金属离子等因素，且反应后不能够回收，使酶在工业应用中受到限制。

酶的固定化方法主要有：吸附法、包埋法、交联法和共价法。吸附法是指活性酶在载体表面上的吸附，包括物理吸附和离子吸附，固化过程不需化学试剂，对酶的活性影响小，具有操作简单、步骤少、物理吸附具有很少发生酶降解等优点，但固定后的酶易从载体上脱落，存在稳定性和重现性差，且生物酶存活时间短等问题，因此不能被广泛应用。包埋法是将酶包埋在高分子聚合物三维空间网状结构中的固定方法。该方法可采用温和的实验条件，但这种固定化技术也存在局限性，如聚合物形成过程中产生的自由基对酶的活性基团有影响，而使酶的活性降低。交联法是指通过双功能团试剂，在酶分子之间、酶分子与凝胶、聚合物之间交联形成网状结构而使酶固定的方法，最常用的交联剂是戊二醛，这种方法缺点是膜的形成条件不易确定，须仔细地控制pH、离子强度、温度及反应时间等条件。共价结合法是指酶分子通过共价键与载体表面结合而固定的方法，虽然使酶的结合力增强了，但是存在酶的活性基团因参与共价反应而导致酶活性明显降低的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种阳离子接枝聚合物的生物酶，解决了现有技术中存在生物酶活性降低以及稳定性差的问题。

本发明第二个目的是提供上述生物酶的制备方法。

本发明的第三个目的是提供上述生物酶的固定方法。

本发明所采用的技术方案是，一种接枝阳离子聚合物的生物酶，通过叠氮基团与炔基的点击化学反应连接生物酶和聚合物。

本发明第一种技术方案的特征还在于，

阳离子聚合物表面具有易与载体进行化学共价交联和物理吸附的官能团。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种接枝阳离子聚合物的生物酶的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，聚合物的合成

称取二苯醚、引发剂、单体和五甲基二乙基三胺PMDETA并混合后，依次通过冷冻、抽真空、解冻、充填氩气的方法进行除氧，然后转移至装有CuCl和磁子的可封口容器中混合均匀，将容器置于30-50℃油浴中搅拌反应1-3h，反应结束后，液氮冷冻，立即打开容器封口，加入二氯甲烷稀释，然后将聚合物溶液过中性氧化铝柱，再用二氯甲烷洗涤中性氧化铝柱两次，滤液用旋转蒸发仪浓缩，然后浓缩液沉淀至正己烷中，反复沉淀3次，真空干燥得聚合物；

将胺类改性剂溶于无水N，N-二甲基甲酰胺DMF中，得到胺类改性剂溶液；

将聚合物溶于无水N,N-二甲基甲酰胺DMF，得到聚合物溶液；

聚合物溶液缓慢滴加入胺类改性剂溶液中，滴加完并经过反应完毕后，混合液经过透析，分子截留量3500，得到含有-NH₂的阳离子聚合物；