[发明专利]一种基于双亲性介孔纳米硅球的界面固定化酶及其制备方法

权利要求书

1.一种双亲性介孔纳米硅球，其特征在于：所述双亲性介孔纳米硅球为核壳结构，包括内部的疏水性的介孔二氧化硅球和外部的亲水性的介孔二氧化硅球。

2.根据权利要求1所述的双亲性介孔纳米硅球，其特征在于：颗粒直径为100～400nm，比表面积为300～800m²/g，介孔的孔径尺寸为3～30nm。

3.根据权利要求1所述的双亲性介孔纳米硅球，其特征在于：疏水性的介孔二氧化硅球的水接触角为90°～150°，亲水性的介孔二氧化硅球的水接触角为10°～70°。

4.根据权利要求1-3所述的双亲性介孔纳米硅球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)疏水性的介孔二氧化硅球的制备：将表面活性剂分散到水中，加入催化剂和正己烷、硅源，搅拌反应，离心洗烘，得二氧化硅球；去除表面模板剂后形成介孔二氧化硅球，利用硅烷偶联剂在甲苯环境中以三乙胺为催化剂对介孔二氧化硅球进行表面疏水性修饰，合成疏水性的介孔二氧化硅球；

2)双亲性介孔二氧化硅球的制备：将疏水性的介孔二氧化硅球分散在水和表面活性剂的混合物中，加入催化剂、正己烷和硅源，搅拌反应，离心洗烘，得核壳结构的二氧化硅球；去除表面模板剂后形成核壳结构的介孔二氧化硅球，利用硅烷偶联剂在甲苯环境中以三乙胺为催化剂对其进行表面亲水性修饰，合成核壳结构的双亲性介孔二氧化硅球，即为双亲性介孔纳米硅球。

5.根据权利要求4所述的双亲性介孔纳米硅球的制备方法，其特征在于：步骤1)、2)中，搅拌反应的温度为20～40℃，时间为12～30h；

所述的表面活性剂为十二烷基三甲基溴化胺、十四烷基三甲基溴化胺、十六烷基三甲基溴化胺、十八烷基三甲基溴化胺的一种或几种按任意比例的混合物；步骤1)中，表面活性剂与正己烷的比例为1g:(10-30)mL；

所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、浓氨水中的任意一种，添加量为水的1％～5％(v/v)；

所述的硅源为正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、正硅酸异丙酯、正硅酸丁酯中的一种或几种按任意比例的混合物，硅源在水中的浓度为0.5％-3％(v/v)，正己烷与硅源混合均匀后，以0.5～3mL/min的速度滴加到反应体系中；

步骤2)中，水、疏水性的介孔二氧化硅球与表面活性剂的比例为(50～200)mL：1g：(0.2～0.6)g。

6.根据权利要求4所述的双亲性介孔纳米硅球的制备方法，其特征在于：步骤1)利用硅烷偶联剂进行表面修饰的方法中，所述的硅烷偶联剂、三乙胺、甲苯、介孔二氧化硅球的比例为(0.5～2.5)mmol：(20～100)μL：20ml：1g，反应温度为100～140℃，时间为12～30h；

步骤1)中所述的硅烷偶联剂为正辛基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、三甲氧基(3,3,3-三氟丙基)硅烷中的任意一种或几种按任意比例的混合物；

步骤2)表面亲水性修饰的方法为：利用与步骤1)不同的硅烷偶联剂进行表面修饰，所述的硅烷偶联剂、三乙胺、甲苯、介孔二氧化硅球的比例为(0.1～2.5)mmol：(20～100)μL：20ml：1g；反应温度为100～140℃，时间为12～30h；

步骤2)中所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、巯丙基三乙氧基硅烷中的任意一种或几种按任意比例的混合物。

7.一种双亲性介孔纳米硅球界面固定化酶，其特征在于：包括酶和用于固定所述酶的载体，所述载体为根据权利要求1-3任一所述的双亲性介孔纳米硅球，所述的酶包括脂肪酶、磷脂酶、胰脂酶和水解酶其中任意一种。

8.根据权利要求7所述的双亲性介孔纳米硅球界面固定化酶的制备方法，其特征在于：将酶分散到缓冲溶液中，配制得到酶溶液；将有机溶剂、双亲性介孔纳米硅球、酶溶液乳化形成皮克林乳液，并进行界面固定化，得到双亲性介孔纳米硅球界面固定化酶；所述的有机溶剂为包括正己烷、正庚烷、异辛烷和丙酮在内的任意一种。