一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料以及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及酶固定化載體材料領域，具體地說是涉及一種負離子調控酶活性的酶 固定化載體材料以及制備方法。
【背景技術】
[0002] 酶固定化技術能夠實現酶半衰期的延長、穩定性的提高、重復利用以及產物和酶 的分離，酶固定化技術已經用于各行各業。在固定化過程中會與微生物發生化學鍵合，其大 孔形態結構的物理吸附和截陷著床作用等將構成載體結合微生物固定化系統，既有利于所 固定微生物的代謝增殖，又呈現優良的傳質性能。隨著研究的不斷深入，發展新型的酶固定 化載體材料具有重要意義。
[0003] 近年來，負離子粉作為一種具有特殊功能的新型無機材料受到人們的關注，離子 粉體中的成分是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵、鋰環狀結構的硅酸鹽物質，類質同象發育，因其 熱電性和壓電性，使其極性離子在平衡位置振動而引起偶極矩變化產生遠紅外波段的電磁 輻射，若按一定比例添加到產品中，使其通過自身的自由離子、不純物離子和離子性物質， 雜質和二、三聲子共鳴產生輻射，牽動有機與無機分子交鏈的離子鍵極性振動，形成了較強 的輻射寬帶，據測試負離子粉體對遠紅外的發射率為90%以上。負離子粉體的遠紅外性能 主要有以下幾個方面：①遠紅外可加速水分子運動，使普通水變成活性水，從而使水的滲透 力、擴散力、溶解力、代謝力增強，并產生水保護膜。②遠紅外對于細胞組織，可使細胞活化， 使老死細胞排泄或賦予再生能力，可增強細胞能量，增強細胞的功能和活力等作用。但是負 離子在酶固定載體材料中應用研究并不多。

【發明內容】

[0004] 針對酶固定化載體材料的發展，本發明提供一種負離子調控酶活性的酶固定化載 體材料以及制備方法。
[0005] 為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為： 一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料，包括由下列重量份的原料：聚谷氨酸 20-25、羧基胱胺酸鹽11-12、六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉20-25、 遠紅外納米陶瓷粉10-12、磁石粉12-14、多亞甲基多苯基異氰酸酯1-1. 3、聚氨酯海綿粉 40-46、硅藻土 30-34、碳纖維20-22、雙醛淀粉溶液50-52、氯化鈣8-10、超細麥飯石粉7-9、 絲瓜絡纖維素18-20、戊二酸6-8、適量的去離子水。
[0006] -種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉在100-120°C烘干處理 60-90min后，加入多亞甲基多苯基異氰酸酯，繼續在100-120°C下高速攪拌120-180min，冷 卻得到異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉； (2) 將聚谷氨酸、羧基胱胺酸鹽、遠紅外納米陶瓷粉、磁石粉、超細麥飯石粉、戊二酸以 及總重量2-4倍的去離子水混合，采用1000W的超聲波震蕩處理2-3h，得聚谷氨酸接枝改性 的負離子粉誘導劑備用； (3) 將聚氨酯海綿粉、硅藻土、碳纖維、雙醛淀粉溶液、氯化鈣、絲瓜絡纖維素混合，并加 入總重量2-4倍的去離子水，采用高壓均質機處理90-120min，得基液備用； (4) 將異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉、聚谷氨酸接枝改性的負離子 粉誘導劑加入基液混合，在氮氣氛圍下180°C加熱攪拌3-4h，之后采用冷凍干燥技術干燥 2_3h，即得。
[0007] 本發明的有益效果： 本發明以聚氨酯海綿粉、硅藻土、碳纖維、雙醛淀粉溶液、氯化鈣、絲瓜絡纖維素，加入 異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉以及聚谷氨酸接枝改性的負離子粉誘導 劑制備了酶固定化載體，隨著外界條件的變化，負離子粉發射紅外激光的能力發生變化，進 一步影響酶的生存條件，起到調控酶活性的作用，通過負離子粉調控，精度高，反應靈敏，可 用于環境生物傳感器酶的固定，實現環境的高靈敏度監測。
【具體實施方式】
[0008]下面結合具體實施例對本發明所述技術方案作進一步的說明。
[0009] 實施例1: 一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料，包括由下列重量份的原料：聚谷氨酸 20、羧基胱胺酸鹽11、六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉20、遠紅外納米 陶瓷粉10、磁石粉12、多亞甲基多苯基異氰酸酯1、聚氨酯海綿粉46、硅藻土 34、碳纖維22、 雙醛淀粉溶液52、氯化鈣10、超細麥飯石粉7、絲瓜絡纖維素20、戊二酸6、適量的去離子水。
[0010] -種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉在ll〇°C烘干處理75min后， 加入多亞甲基多苯基異氰酸酯，繼續在ll〇°C下高速攪拌150min，冷卻得到異氰酸酯接枝 的可持續發射遠紅外線的負離子粉； (2) 將聚谷氨酸、羧基胱胺酸鹽、遠紅外納米陶瓷粉、磁石粉、超細麥飯石粉、戊二酸以 及總重量3倍的去離子水混合，采用1000W的超聲波震蕩處理2. 5h，得聚谷氨酸接枝改性的 負離子粉誘導劑備用； (3) 將聚氨酯海綿粉、硅藻土、碳纖維、雙醛淀粉溶液、氯化鈣、絲瓜絡纖維素混合，并加 入總重量3倍的去離子水，采用高壓均質機處理115min，得基液備用； (4) 將異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉、聚谷氨酸接枝改性的負離子 粉誘導劑加入基液混合，在氮氣氛圍下180°C加熱攪拌3. 5h，之后采用冷凍干燥技術干燥 2. 5h，即得。
[0011] 實施例2: 一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料，包括由下列重量份的原料：聚谷氨酸 22. 5、羧基胱胺酸鹽11. 5、六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉22. 5、遠紅 外納米陶瓷粉11、磁石粉13、多亞甲基多苯基異氰酸酯1. 15、聚氨酯海綿粉43、硅藻土 32、 碳纖維21、雙醛淀粉溶液51、氯化鈣9、超細麥飯石粉8、絲瓜絡纖維素19、戊二酸7、適量的 去離子水。
[0012] -種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉在110°c烘干處理75min后， 加入多亞甲基多苯基異氰酸酯，繼續在ll〇°C下高速攪拌150min，冷卻得到異氰酸酯接枝 的可持續發射遠紅外線的負離子粉； (2) 將聚谷氨酸、羧基胱胺酸鹽、遠紅外納米陶瓷粉、磁石粉、超細麥飯石粉、戊二酸以 及總重量3倍的去離子水混合，采用1000W的超聲波震蕩處理2. 5h，得聚谷氨酸接枝改性的 負離子粉誘導劑備用； (3) 將聚氨酯海綿粉、硅藻土、碳纖維、雙醛淀粉溶液、氯化鈣、絲瓜絡纖維素混合，并加 入總重量3倍的去離子水，采用高壓均質機處理115min，得基液備用； (4) 將異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉、聚谷氨酸接枝改性的負離子 粉誘導劑加入基液混合，在氮氣氛圍下180°C加熱攪拌3. 5h，之后采用冷凍干燥技術干燥 2. 5h，即得。
[0013] 實施例3: 一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料，包括由下列重量份的原料：聚谷氨酸 25、羧基胱胺酸鹽12、六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉25、遠紅外納米 陶瓷粉12、磁石粉14、多亞甲基多苯基異氰酸酯1. 3、聚氨酯海綿粉40、硅藻土 30、碳纖維 20、雙醛淀粉溶液50、氯化鈣8、超細麥飯石粉9、絲瓜絡纖維素18、戊二酸6、適量的去離子 水。
[0014] -種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料的制備方法，包括以下步驟： (1) 將六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉在ll〇°C烘干處理75min后， 加入多亞甲基多苯基異氰酸酯，繼續在ll〇°C下高速攪拌150min，冷卻得到異氰酸酯接枝 的可持續發射遠紅外線的負離子粉； (2) 將聚谷氨酸、羧基胱胺酸鹽、遠紅外納米陶瓷粉、磁石粉、超細麥飯石粉、戊二酸以 及總重量3倍的去離子水混合，采用1000W的超聲波震蕩處理2. 5h，得聚谷氨酸接枝改性的 負離子粉誘導劑備用； (3) 將聚氨酯海綿粉、硅藻土、碳纖維、雙醛淀粉溶液、氯化鈣、絲瓜絡纖維素混合，并加 入總重量3倍的去離子水，采用高壓均質機處理115min，得基液備用； (4) 將異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉、聚谷氨酸接枝改性的負離子 粉誘導劑加入基液混合，在氮氣氛圍下180°C加熱攪拌3. 5h，之后采用冷凍干燥技術干燥 2. 5h，即得。
[0015] 上述實施例1-3制得的酶固定化載體材料的主要性能參數測試結果如表1所示。
[0016] 表1實施例1-3制得的酶固定化載體材料的主要性能參數
由上表可知，本發明的酶固定化載體能夠有效地吸附加載酶，同時，對負離子強度有較 好的敏感性，能夠增加溫度調控范圍，使用方便，效果好。
【主權項】
1. 一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料，其特征在于，包括由下列重量份的原 料：聚谷氨酸20-25、羧基胱胺酸鹽11-12、六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超 細粉20-25、遠紅外納米陶瓷粉10-12、磁石粉12-14、多亞甲基多苯基異氰酸酯1-1. 3、聚氨 酯海綿粉40-46、硅藻土 30-34、碳纖維20-22、雙醛淀粉溶液50-52、氯化鈣8-10、超細麥飯 石粉7-9、絲瓜絡纖維素18-20、戊二酸6-8、適量的去離子水。2. -種如權利要求1所述的負離子調控酶活性的酶固定化載體材料的制備方法，其特 征在于，包括以下步驟： (1) 將六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉在100-120°C烘干處理 60-90min后，加入多亞甲基多苯基異氰酸酯，繼續在100-120°C下高速攪拌120-180min，冷 卻得到異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉； (2) 將聚谷氨酸、羧基胱胺酸鹽、遠紅外納米陶瓷粉、磁石粉、超細麥飯石粉、戊二酸以 及總重量2-4倍的去離子水混合，采用1000W的超聲波震蕩處理2-3h，得聚谷氨酸接枝改性 的負離子粉誘導劑備用； (3) 將聚氨酯海綿粉、硅藻土、碳纖維、雙醛淀粉溶液、氯化鈣、絲瓜絡纖維素混合，并加 入總重量2-4倍的去離子水，采用高壓均質機處理90-120min，得基液備用； (4) 將異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉、聚谷氨酸接枝改性的負離子 粉誘導劑加入基液混合，在氮氣氛圍下180°C加熱攪拌3-4h，之后采用冷凍干燥技術干燥 2 _3h，即得。
【專利摘要】本發明公開了一種負離子調控酶活性的酶固定化載體材料以及制備方法，其包括由下列重量份的原料：聚谷氨酸20-25、羧基胱胺酸鹽11-12、六環石天然礦物制備的激光電激化納米級的超細粉20-25、遠紅外納米陶瓷粉10-12、磁石粉12-14、多亞甲基多苯基異氰酸酯1-1.3、聚氨酯海綿粉40-46、硅藻土30-34、碳纖維20-22、雙醛淀粉溶液50-52、氯化鈣8-10、超細麥飯石粉7-9、絲瓜絡纖維素18-20、戊二酸6-8、適量的去離子水。本發明加入異氰酸酯接枝的可持續發射遠紅外線的負離子粉以及聚谷氨酸接枝改性的負離子粉誘導劑制備了酶固定化載體，隨著外界條件的變化，負離子粉發射紅外激光的能力發生變化，進一步影響酶的生存條件，起到調控酶活性的作用。
【IPC分類】C12N11/14, C08K7/06, C12N11/12, C12N11/08, C08K9/04, C08K13/06, C08K9/02, C08K3/38, C08K3/16, C08L1/02, C08K3/34, C08L75/04, C08L3/04
【公開號】CN105131343
【申請號】CN201510597962
【發明人】李愛冰
【申請人】李愛冰
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年9月17日