[发明专利]一种固定化漆酶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种固定化漆酶及其制备方法和应用。采用的技术方案是：将金属有机骨架材料MIL‑125与pH为3.0～8.0的漆酶溶液混合，在转速150～200r/min，温度20～80℃下，吸附0.5～3h，离心，洗涤，干燥，得固定化漆酶。本发明所制备的固定化酶具有催化效率高，可循环使用，稳定性高等优点。

技术领域

本发明属于酶工程领域，特别涉及一种固定化漆酶及其制备方法和应用。

背景技术

氯酚类物质是一类难降解化合物，长期以来，被广泛应用于木材防腐、杀虫剂以及除草剂的生产中，其中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一种有毒、难降解的污染物，广泛存在于农药、燃料和增塑剂等的生产废水中。美国、中国等国家已把其列入水中有害物质或优先污染物“黑名单”。因此，如何消除环境中氯酚类化合物的污染成为受到广泛重视的课题。

随着大众绿色环保意识的增强与社会中生物技术的发展，酶作为绿色、环保、高效的生物制剂越来越多的应用到生物工业、制药业、造纸业等行业中。然而，如何解决游离酶稳定性差，重复利用度差，局部反应率低等问题已经成了目前人们研究的热点。漆酶是一种能绿色催化酚类的多酚氧化酶，在污水处理，木质素降解等方面表现出潜在的应用价值。

酶的固定化就是在保持酶活力和特性的情况下，将酶固定在载体基质上，使酶及其衍生物可以循环使用的一项技术。目前固定化漆酶，主要制备方法有四种：吸附、交联、包埋和共价结合。由于传统方法所制备的固定化酶的回收率相对较低，固定化酶在使用一定时间后，酶活力下降明显，大大降低了酶的应用性能，因此有必要寻求一种合适的载体，使固定化酶具有稳定性高、操作性强及工艺简便等特性，以期应用于工业化生产。

在过去的几十年中，与控制合成介孔材料取得的成果相比，介孔材料的发展一直非常缓慢。严格来说，目前在介孔材料的应用方面还没有突破性的进展。介孔材料具有连续可调的孔径，比表面积大，孔隙化学组成容易调节，生物相容性和稳定性好等优点。与传统无机纳米材料相比，金属有机骨架材料(MOFs)的分子结构中含有大量有机配体(官能团)，可以与生物蛋白分子形成特定的分子间氢键，共价键或疏水分子间相互作用，有望在酶固定领域具有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种以金属有机骨架材料MIL-125为载体固定漆酶的方法，并将其应用于酚类、芳胺类化合物的氧化反应，得到具有高酶活性和稳定性且可循环使用的固定化漆酶。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种固定化漆酶，是以金属有机骨架材料MIL-125为载体，吸附漆酶制得的固定化漆酶。

固定化漆酶的制备方法，包括如下步骤：将金属有机骨架材料MIL-125与pH为3.0～8.0的漆酶溶液混合，在转速150～200r/min，温度20～80℃下，吸附0.5～3h，离心，洗涤，干燥，得固定化漆酶。

进一步的，上述的制备方法，所述金属有机骨架材料MIL-125的制备方法，包括如下步骤：采用热熔法，将对苯二甲酸和钛酸四丁酯加入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和甲醇的混合溶液中，室温搅拌后，将混合溶液转移到反应釜中，140～160℃下反应16-20h后，冷却至室温，离心，所得沉淀用DMF和甲醇洗涤，干燥，得金属有机骨架材料MIL-125。

进一步的，上述的制备方法，所述pH为3.0～8.0的漆酶溶液的制备方法，包括如下步骤：将漆酶溶解于pH为3.0～8.0的柠檬酸-磷酸二氢钠缓冲溶液中制得。

进一步的，上述的制备方法，按质量比，漆酶:MIL-125＝(2～18):1。

更进一步的，上述的制备方法，按质量比，漆酶:MIL-125＝14:1。

进一步的，上述的制备方法，将金属有机骨架材料MIL-125与pH为6.0的漆酶溶液混合，在转速170r/min，50℃下，吸附1～3h，离心，洗涤，干燥，得固定化漆酶。