專利名稱：一種固定化酶的CaSiO₃@SiO₂粒子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的制備方法，屬于功能材料和生物材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
酶的固定化是近幾十年來生物技術(shù)領(lǐng)域中最為矚目的進(jìn)展之一，這一技術(shù)既克服了游離酶催化過程中酶催化劑與底物及產(chǎn)物難以分離的缺點，又可使酶催化劑重復(fù)利用，極大地提高了酶催化的效率與穩(wěn)定性，因此關(guān)于酶的固定化一直是生物界與化學(xué)界廣泛關(guān)注的課題高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報，2006，06 :1167-1172。酶固定化技術(shù)的核心是載體材料的選擇與制備，載體材料的物理和化學(xué)性質(zhì)在很大程度上決定著固定化酶的活力。首先，載體材料要能在溫和條件下與酶產(chǎn)生一定的結(jié)合力(或物理吸附，或化學(xué)鍵合)，使酶既不易脫落，又不改變其構(gòu)象，不影響其催化活性；其次，載體材料要有一定的機(jī)械強(qiáng)度與親水性，使 酶能充分發(fā)揮其催化效能。
為了提高酶的使用效率，克服游離酶對熱、酸、堿、有機(jī)溶劑等因素的不穩(wěn)定性，人們對酶的固定化進(jìn)行了廣泛深入的研究，出現(xiàn)了許多固定化材料和方法，目前，酶固定化所用的載體多為聚合物，如聚丙烯膜，聚丙烯酸酯類及無機(jī)高分子材料等。其中親水性高分子載體因具有較好的生物相容性，可使得其最大化地與酶分子接觸而固定更多的酶蛋白，因而具有較為廣闊的應(yīng)用前景。Gupta等通過聚乙烯醇(PVA)改性聚丙烯膜，再經(jīng)醛基化后獲得了柔性固定化載體，并用于固定化脂肪酶。結(jié)果表明，該載體通過化學(xué)鍵合所固定的脂肪酶比聚丙烯膜吸附的脂肪酶具有更高的酶活力、穩(wěn)定性及催化性能催化學(xué)報，2011，12 1869-1874。相比較而言，無機(jī)載體比有機(jī)載體更耐生物降解、有更高的熱穩(wěn)定性和更低的價格。多孔玻璃、多孔硅球、氧化鋁及硅藻土是目前應(yīng)用較為廣泛的無機(jī)載體，但它們在用于固定化酶時需要經(jīng)過強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的活化，再在甲苯中長時間回流進(jìn)行硅烷化，載體的制備過程繁瑣，且氨基含量不高，因此制備出更加高效、低成本、易于制備的新型固定化載體和新的固定化方法是眾多科研工作者的目標(biāo)生物工程學(xué)報，2004，2 :287-290。利用二氧化硅溶膠-凝膠法進(jìn)行生物分子固定化一直是一個非?；钴S的研究領(lǐng)域。通過溶膠-凝膠技術(shù)可將許多生物分子如蛋白質(zhì)、酶，甚至完整的細(xì)胞包埋到二氧化硅凝膠中。然而，與其它的生物固定化方法一樣，生物分子包埋后，其生物活性下降甚至喪失是一個普遍存在的問題。目前主要是通過引入有機(jī)基團(tuán)來制備二氧化硅有機(jī)/無機(jī)雜化材料。Gill等報道了使用甘油對水解前體進(jìn)行化學(xué)修飾；Brennan等報道了將糖分子和硅酸甲酯硅共價結(jié)合后，水解前體可以顯著地提高生物相容性；Bhatia等則通過使用模數(shù)為3. 25的水玻璃水解制備了二氧化硅凝膠，優(yōu)點是水解過程不產(chǎn)生醇，但需要在pH = 2的強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行ferrer等報道了采用特殊的真空干燥的方法也可以制備得到完全不含醇的二氧化硅凝膠。高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報，2011，05 :1100-1105。二氧化硅顆粒收集使用很不方便，而且在體內(nèi)不能生物降解。硅酸鈣力學(xué)性能優(yōu)良，作為第三代生物材料之一，近年來引起研究者的重視Biomaterials，2008，29 :2588_2596。通過鹽酸處理，可以在硅酸鈣表面得到具有豐富的S1-OH官能團(tuán)的硅膠層，控制溶液的pH值，可以得到不同孔徑的介孔娃膠結(jié)構(gòu)Acta Biomaterialia, 2009, 5 :1686_1696。pH = O. 5條件下處理后，娃膠表面對溶菌酶的吸附量達(dá)到195mg/g，是酸處理前蛋白質(zhì)吸附量的4. 5倍。趙孔銀等采用紫外輻射的方法先在纖維表面接枝聚丙烯酸鈉，然后利用鈣離子交聯(lián)的方法在纖維上接枝硅酸鈣，經(jīng)不同PH值的鹽酸溶液處理后，得到表面具有介孔硅膠層的接枝纖維發(fā)明專利201010576348. 7。目前，固定化方法主要有包埋法、吸附法和交聯(lián)法等。其中，運用包埋法和吸附法固定化生物活性單元時，雖然對其生物活力傷害較小，但生物活性單元易脫落，穩(wěn)定性差，而共價交聯(lián)法固定化生物活性單元則可克服上述不足。本發(fā)明提供了一種固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子及其制備方法。采用物理吸附和共價鍵固定兩種方法，將酶固定于表面含介孔結(jié)構(gòu)硅膠的硅酸鈣粒子即CaSiO3IiSiO2上，而含固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子可被接枝到不同形貌的基體材料表面，得到表面含固定化酶的CaSiO3OSiO2的材料。本發(fā)明方法操作簡單，不使用任何有機(jī)溶劑，固定化酶的活性高，材料本身生物相容性好，而且可體內(nèi)降解，在組織工程、催化等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是固定化酶活性單元易脫落，穩(wěn)定性差，生物相容性差等問題。本發(fā)明解決所述固定化酶活性單元易脫落，穩(wěn)定性差，生物相容性差等問題的技術(shù)方案是設(shè)計一種固定化酶的CaSiO3IgSiO2粒子的制備方法。本發(fā)明提供了一種固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的制備方法，其特征是采用物理吸附或共價鍵結(jié)合兩種方法，將酶固定于表面含介孔硅膠的硅酸鈣粒子即CaSiO3OSiO2上，而含固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子可被接枝到不同形貌的基體材料表面，得到表面含固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的材料。一種固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的制備方法，其特征是包括以下步驟a)配制質(zhì)量百分比為O. 5% -20%的硅酸鈉和0-15%的其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽，配制質(zhì)量百分比濃度為O. 5%-20%的氯化鈣水溶液，在攪拌下，將上述硅酸鈉和其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽混合水溶液逐漸加入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)O. 5-2小時，靜置后得到固體沉淀，用去離子水沖洗固體沉淀3-5遍，抽濾干燥，得到固體粉末；b)用鹽酸調(diào)配pH值在O. 1-6. 5的水溶液，將步驟a)得到的固體粉末在不同pH值的水溶液中浸泡O. 5-12小時，得到表面具有介孔硅膠的硅酸鈣粒子，即CaSiO3IiSiO2 ；c)配制質(zhì)量百分比為O. 05% -10%的酶的水溶液，將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子浸泡入上述酶的水溶液中吸附2-48小時，將吸附后的CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到物理吸附固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子；d)將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子用質(zhì)量百分比為O. 1% _5%的氨基硅烷水溶液浸泡2-48小時，再用質(zhì)量百分比為O. 5% -20%的戊二醛浸泡2-48小時，得到含醛基的CaSiO3OSiO2粒子，將含醛基的CaSiO3OSiO2粒子浸泡入質(zhì)量百分比為O. 05% -10%的酶的水溶液中2-48小時，然后將CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到共價鍵結(jié)合固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子。
表面含固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的材料的制備方法，其特征是包括以下步驟a)將基體材料放入體積百分?jǐn)?shù)為5% -50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 5-3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣，用紫外燈照射O. 5-1小時，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的基體材料；b)配制質(zhì)量百分比為O. 5% -20%的硅酸鈉和0-15%的其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽，配制質(zhì)量百分比濃度為O. 5% -20%的氯化鈣水溶液，將步驟a)得到的接枝聚丙烯酸鈉的基體材料浸泡入上述硅酸鈉和其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽混合水溶液中1-12小時，取出后滴淌2-5分鐘，用吸水紙吸去粘附的過多溶液，使基體材料表面的附著液盡量均勻，立即將其放入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)O. 5-4小時，用去離子水沖洗3-5遍，干燥后得到接枝固體粉末的基體材料；c)用鹽酸調(diào)配pH值在O. 1-6. 5的水溶液，將步驟b)得到的接枝固體粉末的基體材料在不同PH值的水溶液中浸泡O. 5-12小時，得到表面接枝CaSiO3IgSiO2粒子的基體材 料；d)配制質(zhì)量百分比為O. 05%-10%的酶的水溶液，將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3IiSiO2粒子的基體材料浸泡入上述酶的水溶液中吸附2-48小時，將吸附后的表面接枝CaSiO3OSiO2粒子的基體材料用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含物理吸附固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的材料；e)將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3IgSiO2粒子的基體材料用質(zhì)量百分比為O. 1%-5%的氨基硅烷水溶液浸泡2-48小時，再用質(zhì)量百分比為O. 5 % -20 %的戊二醛浸泡2-48小時，得到含醛基的表面接枝CaSiO3IgSiO2基體材料，將該基體材料浸泡入質(zhì)量百分比為O. 05% -10%的酶的水溶液中2-48小時，然后將其取出，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含共價鍵結(jié)合固定化酶的CaSiO3IgSiO2粒子的材料。本發(fā)明一種固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的制備方法，是充分利用CaSiO3OSiO2粒子的生物相容性和多孔性實現(xiàn)的，CaSiO3IiSiO2S子表面的介孔硅膠殼高效固定化酶并顯著提聞酶分子的穩(wěn)定性。本發(fā)明表面含固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的材料的制備方法，是利用鈣離子交聯(lián)使硅酸鈣接枝到基體材料表面，經(jīng)酸處理后，硅酸鈣表層生成介孔硅膠實現(xiàn)的?；w材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酯和聚砜，所述基體材料的形態(tài)包括膜、纖維、微球和顆粒。本發(fā)明所述的其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽包括碳酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉中的一種或兩種以上混合物，添加的無機(jī)鹽先與鈣離子生成不溶性鈣鹽沉淀，經(jīng)鹽酸處理后可溶解致孔，或增加不同的功能性。本發(fā)明所述的酶包括溶菌酶、過氧化氫酶、蛋白酶、脂肪酶、過氧化物酶、纖維素酶、漆酶、脫氫酶、凝血酶的一種或兩種以上混合物。本發(fā)明方法操作簡單，不使用任何有機(jī)溶劑，固定化酶的活性高，材料本身生物相容性好，而且可體內(nèi)降解，在組織工程、催化等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
具體實施例方式下面介紹本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明不受實施例的限制。
實施例1. 一種固定化溶菌酶的CaSiO3OSiO2S子的制備方法a)配制質(zhì)量百分比為O. 5%的硅酸鈉和O. 5 %的碳酸鈉水溶液，配制質(zhì)量百分比濃度為O. 5%的氯化鈣水溶液，在攪拌下，將上述硅酸鈉和碳酸鈉混合水溶液逐漸加入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)O. 5-2小時，靜置后得到固體沉淀，用去離子水沖洗固體沉淀3-5遍，抽濾干燥，得到固體粉末；b)用鹽酸調(diào)配pH值在3的水溶液，將步驟a)得到的固體粉末在pH = 3的水溶液中浸泡O. 5小時，得到表面具有介孔硅膠的硅酸鈣粒子，即CaSiO3IiSiO2 ；c)配制質(zhì)量百分比為O. 05%的溶菌酶的水溶液，將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2S子浸泡入上述酶的水溶液中吸附2小時，將吸附后的CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到物理吸附固定化溶菌酶的CaSiO3IiSiO2粒子；d)將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子用質(zhì)量百分比為O. 5%的氨基硅烷水溶液浸泡2-48小時，再用質(zhì)量百分比為O. 5%的戊二醛浸泡24小時，得到含醛基的CaSiO3IiSiO2 粒子，將含醛基的CaSiO3IiSiO2粒子浸泡入質(zhì)量百分比為O. 05%的溶菌酶的水溶液中48小時，然后將CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到共價鍵結(jié)合固定化溶菌酶的CaSiO3OSiO2粒子。實施例2. —種固定化過氧化氫酶的CaSiO3IiSiO2粒子的制備方法a)配制質(zhì)量百分比為20%的硅酸鈉和15 %的磷酸鈉，配制質(zhì)量百分比濃度為20 %的氯化鈣水溶液，在攪拌下，將上述硅酸鈉和磷酸鈉混合水溶液逐漸加入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)2小時，靜置后得到固體沉淀，用去離子水沖洗固體沉淀3-5遍，抽濾干燥，得到固體粉末；b)用鹽酸調(diào)配pH值在O.1的水溶液，將步驟a)得到的固體粉末在pH = O.1的水溶液中浸泡12小時，得到表面具有介孔硅膠的硅酸鈣粒子，即CaSiO3IiSiO2 ；c)配制質(zhì)量百分比為I %的過氧化氫酶的水溶液，將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子浸泡入上述酶的水溶液中吸附2-48小時，將吸附后的CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到物理吸附固定化過氧化氫酶的CaSiO3IiSiO2粒子；d)將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子用質(zhì)量百分比為5%的氨基硅烷水溶液浸泡48小時，再用質(zhì)量百分比為20%的戊二醛浸泡2小時，得到含醛基的CaSiO3IiSiO2粒子，將含醛基的CaSiO3IgSiO2粒子浸泡入質(zhì)量百分比為I %的過氧化氫酶的水溶液中2小時，然后將CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到共價鍵結(jié)合固定化過氧化氫酶的CaSiO3OSiO2粒子。實施例3.表面含固定化脂肪酶CaSiO3IiSiO2粒子的聚丙烯無紡布的制備方法a)將聚丙烯無紡布放入體積百分?jǐn)?shù)為5%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O. 5%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣，用紫外燈照射I小時，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的聚丙烯無紡布；b)配制質(zhì)量百分比為O. 5%的硅酸鈉和O. 5%的磷酸氫二銨，配制質(zhì)量百分比濃度為O. 5%的氯化鈣水溶液，將步驟a)得到的接枝聚丙烯酸鈉的聚丙烯無紡布浸泡入上述硅酸鈉和磷酸氫二銨混合水溶液中I小時，取出后滴淌2-5分鐘，用吸水紙吸去粘附的過多溶液，使基體材料表面的附著液盡量均勻，立即將其放入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)4小時，用去離子水沖洗3-5遍，干燥后得到接枝固體粉末的聚丙烯無紡布；
c)用鹽酸調(diào)配pH值在4. 5的水溶液，將步驟b)得到的接枝固體粉末的基體材料在pH = 4. 5的水溶液中浸泡O. 5小時，得到表面接枝CaSiO3IgSiO2粒子的聚丙烯無紡布；d)配制質(zhì)量百分比為0.05%的脂肪酶的水溶液，將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3OSiO2粒子的基體材料浸泡入上述脂肪酶的水溶液中吸附2小時，將吸附后的表面接枝CaSiO3OSiO2粒子的基體材料用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含物理吸附固定化脂肪酶CaSiO3OSiO2粒子的聚丙烯無紡布；e)將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3IiSiO2粒子的基體材料用質(zhì)量百分比為O. 1%的氨基硅烷水溶液浸泡2小時，再用質(zhì)量百分比為O. 5%的戊二醛浸泡48小時，得到含醛基的表面接枝CaSiO3IgSiO2基體材料，將該基體材料浸泡入質(zhì)量百分比為O. 05%的脂肪酶的水溶液中48小時，然后將其取出，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含共價鍵結(jié)合固定化脂肪酶CaSiO3IiSiO2粒子的聚丙烯無紡布。
實施例4.表面含固定化漆酶CaSiO3IiSiO2粒子的聚砜中空纖維膜的制備方法a)將聚砜中空纖維膜放入體積百分?jǐn)?shù)為50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣，用紫外燈照射O. 5小時，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的聚砜中空纖維膜；b)配制質(zhì)量百分比為20%的硅酸鈉和10%的磷酸氫二鈉，配制質(zhì)量百分比濃度為20%的氯化鈣水溶液，將步驟a)得到的接枝聚丙烯酸鈉的聚砜中空纖維膜浸泡入上述硅酸鈉和磷酸氫二銨混合水溶液中12小時，取出后滴淌2-5分鐘，用吸水紙吸去粘附的過多溶液，使基體材料表面的附著液盡量均勻，立即將其放入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)O. 5小時，用去離子水沖洗3-5遍，干燥后得到接枝固體粉末的聚砜中空纖維膜；c)用鹽酸調(diào)配pH值在I的水溶液，將步驟b)得到的接枝固體粉末的基體材料在pH = I的水溶液中浸泡12小時，得到表面接枝CaSiO3IiSiO2粒子的聚砜中空纖維膜；d)配制質(zhì)量百分比為I %的漆酶的水溶液，將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3IgSiO2粒子的基體材料浸泡入上述漆酶的水溶液中吸附2小時，將吸附后的表面接枝CaSiO3IgSiO2粒子的基體材料用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含物理吸附固定化漆酶CaSiO3OSiO2粒子的聚砜中空纖維膜；e)將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3IiSiO2粒子的基體材料用質(zhì)量百分比為5%的氨基硅烷水溶液浸泡2小時，再用質(zhì)量百分比為50%的戊二醛浸泡48小時，得到含醛基的表面接枝CaSiO3IgSiO2基體材料，將該基體材料浸泡入質(zhì)量百分比為I %的漆酶的水溶液中2小時，然后將其取出，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含共價鍵結(jié)合固定化漆酶CaSiO3OSiO2粒子的聚砜中空纖維膜。
權(quán)利要求
1.一種固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的制備方法，其特征是采用物理吸附或共價鍵結(jié)合兩種方法，將酶固定于表面含介孔硅膠的硅酸鈣粒子即CaSiO3OSiO2I，而含固定化酶的CaSiO3IgSiO2粒子可被接枝到不同形貌的基體材料表面，得到表面含固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的材料。
2.如權(quán)利要求1所述的一種固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的制備方法，其特征是包括以下步驟 a)配制質(zhì)量百分比為O.5% -20%的硅酸鈉和0-15%的其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽，配制質(zhì)量百分比濃度為O. 5% -20%的氯化鈣水溶液，在攪拌下，將上述硅酸鈉和其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽混合水溶液逐漸加入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)O. 5-2小時，靜置后得到固體沉淀，用去離子水沖洗固體沉淀3-5遍，抽濾干燥，得到固體粉末； b)用鹽酸調(diào)配pH值在O.1-6. 5的水溶液，將步驟a)得到的固體粉末在不同pH值的水溶液中浸泡O. 5-12小時，得到表面具有介孔硅膠的硅酸鈣粒子，即CaSiO3IiSiO2 ； c)配制質(zhì)量百分比為O.05%-10%的酶的水溶液，將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子浸泡入上述酶的水溶液中吸附2-48小時，將吸附后的CaSiO3IiSiO2粒子離心分離，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到物理吸附固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子； d)將步驟b)得到的CaSiO3IiSiO2粒子用質(zhì)量百分比為O.1% _5%的氨基硅烷水溶液浸泡2-48小時，再用質(zhì)量百分比為O. 5% -20%的戊二醛浸泡2-48小時，得到含醛基的CaSiO3OSiO2粒子，將含醛基的CaSiO3OSiO2粒子浸泡入質(zhì)量百分比為O. 05% -10%的酶的水溶液中2-48小時,然后將CaSiO3OSiO2粒子尚心分尚，用去尚子水洗3遍,冷凍干燥,得到共價鍵結(jié)合固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子。
3.如權(quán)利要求1所述的表面含固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的材料的制備方法，其特征是包括以下步驟 a)將基體材料放入體積百分?jǐn)?shù)為5%-50%的丙烯酸水溶液中，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為O.5-3%的阻聚劑硫酸亞鐵銨，通入氮氣，用紫外燈照射O. 5-1小時，取出用去離子水洗凈均聚物，用氫氧化鈉中和處理后，得到聚丙烯酸鈉接枝的基體材料； b)配制質(zhì)量百分比為O.5% -20%的硅酸鈉和0-15%的其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽，配制質(zhì)量百分比濃度為O. 5%-20%的氯化鈣水溶液，將步驟a)得到的接枝聚丙烯酸鈉的基體材料浸泡入上述硅酸鈉和其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽混合水溶液中1-12小時，取出后滴淌2-5分鐘，用吸水紙吸去粘附的過多溶液，使基體材料表面的附著液盡量均勻，立即將其放入上述氯化鈣水溶液中，反應(yīng)O. 5-4小時，用去離子水沖洗3-5遍，干燥后得到接枝固體粉末的基體材料； c)用鹽酸調(diào)配pH值在O.1-6. 5的水溶液，將步驟b)得到的接枝固體粉末的基體材料在不同PH值的水溶液中浸泡O. 5-12小時，得到表面接枝CaSiO3IgSiO2粒子的基體材料； d)配制質(zhì)量百分比為O.05% -10%的酶的水溶液，將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3OSiO2粒子的基體材料浸泡入上述酶的水溶液中吸附2-48小時，將吸附后的表面接枝CaSiO3OSiO2粒子的基體材料用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含物理吸附固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的材料； e)將步驟c)得到的表面接枝CaSiO3IiSiO2粒子的基體材料用質(zhì)量百分比為O.1%~5%的氨基硅烷水溶液浸泡2-48小時，再用質(zhì)量百分比為O. 5% -20%的戊二醛浸泡2-48小時，得到含醛基的表面接枝0&5103略102基體材料，將該基體材料浸泡入質(zhì)量百分比為O.05% -10%的酶的水溶液中2-48小時，然后將其取出，用去離子水洗3遍，冷凍干燥，得到表面含共價鍵結(jié)合固定化酶的CaSiO3IgSiO2粒子的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的一種固定化酶的CaSiO3OSiO2S子的制備方法，其特征是所述的基體材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酯和聚砜，所述基體材料的形態(tài)包括膜、纖維、微球和顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的一種固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的制備方法，其特征是所述的酶包括溶菌酶、過氧化氫酶、蛋白酶、脂肪酶、過氧化物酶、纖維素酶、漆酶、脫氫酶、凝血酶的一種或兩種以上混合物。
6.如權(quán)利要求2所述的一種固定化酶的CaSiO3OSiO2粒子的制備方法，其特征是所述的其他可與鈣離子反應(yīng)的無機(jī)鹽包括碳酸鈉、磷酸鈉、磷酸氫二銨、磷酸氫二鈉、檸檬酸鈉、草酸鈉中的一種或兩種以上混合物，添加的無機(jī)鹽先與鈣離子生成不溶性鈣鹽沉淀，經(jīng)鹽酸處理后可溶解致孔。
7.如權(quán)利要求1所述的一種固定化酶的CaSiO3IiSiO2粒子的制備方法，其特征是利用CaSiO3IgSiO2粒子的生物相容性和多孔性，高效固定化酶并顯著提高酶分子的穩(wěn)定性。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種固定化酶的CaSiO3@SiO2粒子的制備方法。制備方法是首先用硅酸鈉和鈣離子反應(yīng)制備硅酸鈣，經(jīng)鹽酸處理后得到表面含接枝介孔硅膠的CaSiO3@SiO2粒子，采用物理吸附和共價鍵固定兩種方法，將酶固定于表面含介孔結(jié)構(gòu)硅膠的硅酸鈣粒子即CaSiO3@SiO2上，而含固定化酶的CaSiO3@SiO2粒子可被接枝到不同形貌的基體材料表面，得到表面含固定化酶的CaSiO3@SiO2的材料。本發(fā)明方法操作簡單，不使用任何有機(jī)溶劑，固定化酶的活性高，材料本身生物相容性好，而且可體內(nèi)降解，在組織工程、催化等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
文檔編號C12N11/08GK103013975SQ20131002067
公開日2013年4月3日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月21日
發(fā)明者趙孔銀, 馮靈智, 魏俊富, 劉春嬌, 傅軼凡 申請人:天津工業(yè)大學(xué)