一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料及其制備方法。蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：蛋白質(zhì)、鋅離子和有機(jī)配體在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，即得到所述復(fù)合材料；所述有機(jī)配體為2-甲基咪唑、苯并咪唑和咪唑中任一種。本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的制備方法操作簡單、條件溫和、所得產(chǎn)品蛋白包埋率高且所需藥品易得；本發(fā)明提供的生物復(fù)合材料具有孔隙率高、比表面積大、穩(wěn)定性好、催化活性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，蛋白與金屬有機(jī)骨架材料復(fù)合后，蛋白穩(wěn)定性提高、催化活性提高或得到較大程度保留。
【專利說明】一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料及其制備方法，屬于有 機(jī)-無機(jī)雜化材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬有機(jī)骨架化合物（Metal-Organic Frameworks,簡稱MOFs)指金屬離子與有 機(jī)配體通過自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型多孔納米晶體材料。作為無機(jī)材料與 配位化學(xué)領(lǐng)域的交叉產(chǎn)物，該化合物具有與分子篩相近的晶體結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有光、電、催化 等多種性質(zhì)。金屬有機(jī)骨架材料憑借自身的多孔、比表面積大、熱穩(wěn)定性好、合成方便等優(yōu) 點(diǎn)，在氣體吸附和化學(xué)催化等領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。在過去的二十年中年，金屬有機(jī)骨架化 合物以驚人的速度發(fā)展，人們已經(jīng)合成出了大量該類化合物。構(gòu)筑該結(jié)構(gòu)的配體也從最初 的氮配位配體拓展到了以羧酸、磷酸、磺酸甚至混合配體。而與其配位的金屬離子也從常見 的低價(jià)態(tài)過渡金屬拓展到了高價(jià)態(tài)過渡金屬離子、稀土元素、堿金屬及堿土金屬。從初次被 合成出來至今，每年有大約幾十種新型MOFs材料被合成出來。目前，在化學(xué)催化領(lǐng)域，金屬 有機(jī)骨架材料的作用形式主要有：1)利用自身骨架中的金屬離子進(jìn)行催化；2)利用多孔性 形成功能化結(jié)構(gòu)進(jìn)行催化；3)利用自身納米級空腔進(jìn)行催化。此外，金屬有機(jī)骨架化合物 可以作為載體用于包埋具有催化活性的物質(zhì)，如雜多酸、金屬卟啉、金屬納米微粒。
[0003] 有機(jī)-無機(jī)雜化材料通過在無機(jī)網(wǎng)絡(luò)中摻入有機(jī)分子實(shí)現(xiàn)功能化，在光學(xué)、熱學(xué)、 電磁學(xué)和生物學(xué)等方面具有許多優(yōu)越性能。而蛋白質(zhì)憑借自身豐富的生理功能，近年來成 為有機(jī)-無機(jī)雜化材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，在生物催化、生命科學(xué)等方面都具有很大應(yīng)用前 景。因此，蛋白分子與金屬有機(jī)骨架結(jié)構(gòu)的雜化復(fù)合物有很高的研究價(jià)值，尋找一種簡便高 效的蛋白-金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的制備方法將具有非常重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料及其制備方法， 該方法具有操作簡單、條件溫和、穩(wěn)定性好、蛋白包埋率高、所需藥品易得等特點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明提供的一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物的復(fù)合材料的制備方法，包括如 下步驟：
[0006] 蛋白質(zhì)、鋅離子和有機(jī)配體在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，即得到所述復(fù)合材料；
[0007] 所述有機(jī)配體為2-甲基咪唑、苯并咪唑和咪唑中任一種。
[0008] 上述制備方法中，所述蛋白質(zhì)的分子量可為5?300kDa。
[0009] 上述制備方法中，所述蛋白質(zhì)可為細(xì)胞色素 C、細(xì)胞色素 P450、辣根過氧化物酶、 乙醇脫氫酶、脂肪酶、乙酰膽堿酯酶、漆酶、綠色熒光蛋白、葡萄糖氧化酶、胰蛋白酶、枯草桿 菌蛋白酶、碳酸酐酶、乙醇脫氫酶、蔗糖酶、超氧化物歧化酶和過氧化氫酶中任一種。
[0010] 上述制備方法，所述蛋白質(zhì)與所述鋅離子的質(zhì)量比可為0.00001?1 :1，具體可為 0. 015 ?0. 06 :1、0. 015 ?0. 05 :1、0. 025 ?0. 03 :1、0. 025 ?0. 06 :1、0. 015 :1、0. 025 :1、 0· 03 :1、0· 05 :1 或 0· 06 :1 ;
[0011] 所述鋅離子與所述有機(jī)配體的摩爾比可為1 :〇. 1?100,具體可為1 :1?70、1 :1 或 1:70。
[0012] 上述制備方法中，所述鋅離子來自于可溶性鋅鹽，具體可為水合硝酸鋅；
[0013] 所述溶劑可為水、甲醇、二甲基甲酰胺、乙醇、二甲基亞砜、乙腈和丙酮中任一種。
[0014] 上述制備方法中，所述反應(yīng)的溫度可為-10?50°C，具體可為-4?25°C、25? 35°C 25°C、35°C、_4°C ;反應(yīng)時(shí)間可為0. 05?72小時(shí)，具體可為2?24小時(shí)、2小時(shí)或24 小時(shí)。
[0015] 上述制備方法中，在所述反應(yīng)之前，可對鋅離子溶液和有機(jī)配體溶液分別進(jìn)行超 聲處理；
[0016] 所述超聲時(shí)間可為0?60分鐘，但不包括零，具體可為10分鐘；
[0017] 所述鋅離子溶液由所述鋅離子溶解于所述溶劑中得到；
[0018] 所述有機(jī)配體溶液由所述有機(jī)配體溶解于所述溶劑中得到。
[0019] 上述制備方法中，在所述反應(yīng)之前，所述方法還包括向蛋白質(zhì)溶液中加入表面活 性劑的步驟；
[0020] 所述表面活性劑可為聚乙烯吡咯烷酮和普朗尼克中任一種；
[0021] 所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量為2, 000?3, 000, 000,具體可為10000 ;
[0022] 所述蛋白質(zhì)溶液中，所述表面活性劑的濃度可為0. 1?100mg/mL，具體可為7. 5? 15mg/mL、7. 5mg/mL 或 15mg/mL ;
[0023] 所述表面活性劑與所述蛋白質(zhì)的質(zhì)量比可為0?100 :1，但表面活性劑的質(zhì)量不 為零，具體可為 〇.〇3 ?0.75 :1、0.075 ?0.3 :1、0· 15 ?0.5 :1、0·03 :1、0·075 :1、0· 15 :1、 0· 3 :1、0· 5 :1 或 0· 75 :1。
[0024] 上述制備方法中，所述蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料可經(jīng)空氣干燥或真 空干燥后得到，所述干燥時(shí)間具體可為6小時(shí)或48小時(shí)。
[0025] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了上述制備方法所制備的蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合 材料。
[0026] 本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料可用于檢測過氧化氫、過氧 化甲乙酮或叔丁基過氧化氫。
[0027] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0028] 本發(fā)明蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的制備方法操作簡單、條件溫和、 所得產(chǎn)品蛋白包埋率高、所需藥品易得；通過本發(fā)明制得的生物復(fù)合材料具有孔隙率高、t匕 表面積大、穩(wěn)定性好、催化活性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)；蛋白與金屬有機(jī)骨架材料復(fù)合后，蛋白穩(wěn)定性 提高、催化活性提高或得到較大程度保留。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0030] 圖2是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料的透射電鏡圖。
[0031] 圖3是實(shí)施例2所制備的復(fù)合材料的透射電鏡圖。
[0032] 圖4是實(shí)施例5所制備的復(fù)合材料的透射電鏡圖。
[0033]圖5是實(shí)施例5所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0034] 圖6是實(shí)施例7所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0035] 圖7是實(shí)施例7所制備的復(fù)合材料的激光共聚焦拍攝圖。
[0036] 圖8是實(shí)施例10所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0037] 圖9是實(shí)施例11所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0038] 圖10是實(shí)施例12所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0039] 圖11是實(shí)施例18所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0040] 圖12是實(shí)施例19所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0041] 圖13是實(shí)施例20所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0042] 圖14是實(shí)施例21所制備的復(fù)合材料的掃描電鏡圖。
[0043] 圖15是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料與ZIF-8晶體的X射線衍射數(shù)據(jù)圖。
[0044] 圖16是ZIF-8晶體、實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料和細(xì)胞色素 C的傅里葉紅外分析 數(shù)據(jù)圖。
[0045] 圖17是實(shí)施例1所制備的細(xì)胞色素 C/ZIF-8復(fù)合材料和細(xì)胞色素的熒光光譜圖。
[0046] 圖18是實(shí)施例1所制備的細(xì)胞色素 C/ZIF-8復(fù)合材料和ZIF-8晶體的熱重曲線。
[0047] 圖19是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料的酶活及對比圖。
[0048] 圖20是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線。
[0049] 圖21是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料對過氧化氫的檢測曲線。
[0050] 圖22是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料對過氧化甲乙酮（MEKP)的檢測曲線。
[0051] 圖23是實(shí)施例1所制備的復(fù)合材料對叔丁基過氧化氫（TBHP)的檢測曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0052] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0053] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0054] 下述實(shí)施例中所得復(fù)合材料中蛋白包埋率可通過下式得到：
[0055] 包埋率=復(fù)合材料中蛋白含量/體系中加入的總蛋白量X 100%。
[0056] 下述實(shí)施例中蛋白含量是通過熱重分析數(shù)據(jù)得到，復(fù)合材料熱重曲線的第一段下 降為蛋白（或蛋白和普朗尼克）分解產(chǎn)生，根據(jù)該質(zhì)量下降段所占的比重計(jì)算復(fù)合材料中 蛋白的含量。
[0057] 實(shí)施例1、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物的復(fù)合材料的合成
[0058] 1、配制含細(xì)胞色素 C50mg/mL、聚乙烯吡咯烷酮（PVP，分子量為10, 000) 15mg/mL的 水溶液。
[0059] 2、分別配制濃度為25mmol/L的水合硝酸鋅的水溶液，濃度為25mmol/L的2-甲基 咪唑的甲醇溶液，對所得溶液分別進(jìn)行超聲處理10分鐘。
[0060] 3、取步驟1所得的溶液50 μ L與步驟2中的鋅離子溶液、2-甲基咪唑溶液各50mL 混合，在25°C下靜置24小時(shí)。
[0061] 4、將步驟3所得產(chǎn)物通過離心分離出，用甲醇重復(fù)洗滌3次，將洗滌后的產(chǎn)品置于 25°C下空氣中干燥6小時(shí)，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率82 %。
[0062] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片和透射電鏡照片分別如圖1和圖2所 示，由圖1和圖2可知，所得復(fù)合材料的主體形狀為菱形正十二面體，顆粒粒徑在lOOnm? 1 μ m之間。
[0063] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的X射線衍射圖如圖15所示，由圖15可知，復(fù)合材料保 留了金屬有機(jī)骨架化合物（ZIF-8)中的晶面。
[0064] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的傅里葉紅外分析如圖16所示，由圖16可知，復(fù)合材料 指紋區(qū)紅外峰與金屬有機(jī)骨架化合物（ZIF-8)類似，在1664cm-l處的紅外峰與蛋白中的酰 胺鍵峰位一致。
[0065] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的熒光光譜分析如圖17所示，由圖17可知，鹽酸胍處理 前后，復(fù)合材料的熒光性質(zhì)與天然酶一致。
[0066] 本實(shí)施例制備的細(xì)胞色素 C/ZIF-8復(fù)合材料和ZIF-8晶體的熱重分析如圖18所 示，由圖18可知，復(fù)合材料在250°C左右開始分解，250?350°C出現(xiàn)第一段下降，而ZIF-8 晶體的分解溫度在450°C左右。
[0067] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的酶活如圖19所示，由圖19可知，復(fù)合材料中細(xì)胞色 素 C的酶活比天然酶高出10倍左右，制備體系中的PVP和鋅離子對細(xì)胞色素 C酶活分別有 79%和57%的提高，而2-甲基咪唑、ZIF-8等對催化活性均無明顯影響。
[0068] 上述細(xì)胞色素 C酶活的測定具體以過氧化氫和22-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻 唑-6-磺酸）二銨鹽（ABTS)為底物。將8 μ Μ細(xì)胞色素 C、2mM過氧化氫與532 μ M ABTS加 入lmL磷酸緩沖溶液（50mM，ρΗ7.0)中，測定415nm處的紫外吸光度，根據(jù)紫外吸光度的變 化計(jì)算酶活。將細(xì)胞色素 C分別替換為上述實(shí)施例中制備的復(fù)合材料、添加有PVP的細(xì)胞 色素 C或添加有鋅離子的細(xì)胞色素 C,其它操作一致，以細(xì)胞色素 C測定的酶活為100%,分 別計(jì)算復(fù)合材料、添加有PVP的細(xì)胞色素 C或添加有鋅離子的細(xì)胞色素 C的相對酶活。
[0069] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)曲線如圖20所示，由圖20可知，復(fù)合 材料中細(xì)胞色素 C的Vmax升高而Km降低。
[0070] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料對過氧化氫檢測如圖21所示，由圖21可知，以細(xì)胞色素 C/ZIF-8復(fù)合材料為催化劑時(shí)，對濃度在5nM到1 μ Μ之間的過氧化氫待測液，過氧化氫濃度 與熒光強(qiáng)度有較好的線性關(guān)系。選用天然細(xì)胞色素 C作催化劑時(shí)，無法對過氧化氫進(jìn)行有 效檢測。
[0071] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料對過氧化甲乙酮檢測如圖22所示，由圖22可知，以細(xì)胞 色素 C/ZIF-8復(fù)合材料為催化劑時(shí)，對濃度在ΙΟΟηΜ到1 μ Μ之間的過氧化甲乙酮待測液， 過氧化甲乙酮濃度與熒光強(qiáng)度有較好的線性關(guān)系。選用天然細(xì)胞色素 C作催化劑時(shí)，無法 對過氧化甲乙酮進(jìn)行有效檢測。
[0072] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料對叔丁基過氧化氫檢測如圖23所示，由圖23可知，以細(xì) 胞色素 C/ZIF-8復(fù)合材料為催化劑時(shí)，對濃度在2 μ Μ到20 μ Μ之間的叔丁基過氧化氫待測 液，叔丁基過氧化氫濃度與熒光強(qiáng)度有較好的線性關(guān)系。選用天然細(xì)胞色素 C作催化劑時(shí)， 無法對叔丁基過氧化氫進(jìn)行有效檢測。
[0073] 實(shí)施例2-7、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0074] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將細(xì)胞色素 C依次替換為辣根過氧化物酶、 乙醇脫氫酶、疏棉狀嗜熱絲孢菌脂肪酶、乙酰膽堿酯酶、漆酶和綠色熒光蛋白，得到產(chǎn)物中 蛋白包埋率均大于70%。
[0075] 復(fù)合辣根過氧化物酶的復(fù)合材料的透射電鏡圖如圖3所示。
[0076] 復(fù)合乙酰膽堿酯酶的復(fù)合材料的透射電鏡圖如圖4所示，掃描電鏡圖如圖5所示。
[0077] 復(fù)合綠色熒光蛋白的復(fù)合材料的掃描電鏡圖如圖6所示，激光共聚焦拍攝圖如圖 7所示。
[0078] 由上述各圖可得知，實(shí)施例2-7制備得到的復(fù)合材料主體形狀均為菱形正十二面 體。由圖7可以看出包埋了綠色熒光蛋白的復(fù)合材料顯現(xiàn)綠色熒光。
[0079] 實(shí)施例8-9、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0080] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將步驟3的反應(yīng)溫度由25°C分別替換為-4°c 和35°C，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率均大于80 %。
[0081] 實(shí)施例10、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0082] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將步驟1的蛋白濃度替換為100mg/mL，得到 產(chǎn)物中蛋白包埋率約78%。
[0083] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖8所示，由圖8可知，本實(shí)施例制備 得到的復(fù)合材料與實(shí)施例1制得的復(fù)合材料相比表面不規(guī)則程度增加。
[0084] 實(shí)施例11、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0085] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將步驟1的聚乙烯吡咯烷酮濃度替換為 7. 5mg/mL，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約75%。
[0086] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖9所示，由圖9可知，本實(shí)施例制備 得到的復(fù)合材料與實(shí)施例1制得的復(fù)合材料相比表面不規(guī)則程度增加。
[0087] 實(shí)施例12、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0088] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將步驟1的蛋白濃度替換為100mg/mL，將步 驟1的聚乙烯吡咯烷酮濃度替換為7. 5mg/mL，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約67%。
[0089] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖10所示，由圖10可知，本實(shí)施例制 備得到的復(fù)合材料與實(shí)施例1制得的復(fù)合材料相比表面不規(guī)則程度增加。
[0090] 實(shí)施例13、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0091] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，水合硝酸鋅溶液和2-甲基咪唑溶液濃度替 換為50mmol/L，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約84%。
[0092] 實(shí)施例14、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0093] 操作步驟同實(shí)施例1，不同之處在于，將2-甲基咪唑替換為苯并咪唑，得到產(chǎn)物中 蛋白包埋率約80%。
[0094] 實(shí)施例15、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0095] 操作步驟同實(shí)施例14,不同之處在于，將細(xì)胞色素 C替換為疏棉狀嗜熱絲孢菌脂 肪酶，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約78%。
[0096] 實(shí)施例16、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0097] 操作步驟同實(shí)施例14,不同之處在于，將甲醇替換為N，N_二甲基甲酰胺，得到產(chǎn) 物中蛋白包埋率約73%。
[0098] 實(shí)施例17、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0099] 操作步驟同實(shí)施例14,不同之處在于，將水合硝酸鋅溶液和2-甲基咪唑溶液濃度 由25mmol/L替換為30mmol/L，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約82%。
[0100] 實(shí)施例18、蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成 [0101] 1、分別配制濃度為〇. 49mol/L的水合硝酸鋅水溶液，濃度為3. 47mol/L的2-甲基 咪唑水溶液，對所得溶液分別進(jìn)行超聲處理10分鐘。向2-甲基咪唑溶液中加入細(xì)胞色素 C，使細(xì)胞色素 C濃度為0· lmg/mL。
[0102] 2、取步驟1所得的鋅離子溶液0. 5mL與步驟1中的2-甲基咪唑和細(xì)胞色素 C的 混合溶液5mL混合，在25°C下靜置2小時(shí)。
[0103] 3、將步驟2所得產(chǎn)物通過離心分離出，用水重復(fù)洗滌3次，將洗滌后的產(chǎn)品置于真 空下25°C干燥48小時(shí)，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約82%。
[0104] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖11所示，由圖11可知，本實(shí)例所得 的復(fù)合材料粒徑分布范圍較大，菱形十二面體的棱角較不明顯。
[0105] 實(shí)施例19、蛋白/金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0106] 操作步驟同實(shí)施例18,不同之處在于，將步驟1的細(xì)胞色素 C濃度替換為0. 15mg/ mL，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約75%。
[0107] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖12所示，由圖12可知，本實(shí)例所得 的復(fù)合材料粒徑分布范圍較大，菱形十二面體的棱角較不明顯。
[0108] 實(shí)施例20、蛋白/金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0109] 1、配制含細(xì)胞色素 C20mg/mL、含聚乙烯吡咯烷酮（PVP，分子量為10, 000) 15mg/mL 的水溶液。
[0110] 2、分別配制濃度為0. 49mol/L水合硝酸鋅的水溶液，濃度為3. 47mol/L的2-甲基 咪唑的水溶液，對所得溶液分別進(jìn)行超聲處理10分鐘。
[0111] 3、取5mL步驟2所得的2-甲基咪唑溶液，加入步驟1所得的溶液25 μ L，將所得溶 液與0. 5mL步驟2所得的水合硝酸鋅溶液混合，在25°C下靜置2小時(shí)。
[0112] 4、將步驟3所得產(chǎn)物通過離心分離出，用水重復(fù)洗滌3次，將洗滌后的產(chǎn)品置于真 空下25°C干燥48小時(shí)，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約84%。
[0113] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖13所示，由圖13可知，本實(shí)例所得 的復(fù)合材料粒徑分布范圍較大，菱形十二面體的棱角較不明顯。
[0114] 實(shí)施例21、蛋白/金屬有機(jī)骨架化合物復(fù)合材料的合成
[0115] 操作步驟同實(shí)施例20,不同之處在于，將步驟1的細(xì)胞色素 C濃度替換為30mg/ mL，得到產(chǎn)物中蛋白包埋率約78%。
[0116] 本實(shí)施例制備的復(fù)合材料的掃描電鏡照片如圖14所示，由圖14可知，本實(shí)例所得 的復(fù)合材料粒徑分布范圍較大，菱形十二面體的棱角較不明顯。
[0117] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的變化與修 飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物的復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟： 蛋白質(zhì)、鋅離子和有機(jī)配體在溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，即得到所述復(fù)合材料； 所述有機(jī)配體為2-甲基咪唑、苯并咪唑和咪唑中任一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述蛋白質(zhì)的分子量為5?300kDa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述蛋白質(zhì)為細(xì)胞色素 C、細(xì)胞 色素 P450、辣根過氧化物酶、乙醇脫氫酶、脂肪酶、乙酰膽堿酯酶、漆酶、綠色熒光蛋白、葡萄 糖氧化酶、胰蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、碳酸酐酶、乙醇脫氫酶、蔗糖酶、超氧化物歧化酶和 過氧化氫酶中任一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述蛋白質(zhì)與所述鋅離 子的質(zhì)量比為0.00001?1 :1 ; 所述鋅離子與所述有機(jī)配體的摩爾比為1 :〇. 1?100。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于： 所述鋅離子來自于可溶性鋅鹽； 所述溶劑為水、甲醇、二甲基甲酰胺、乙醇、二甲基亞砜、乙腈和丙酮中任一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述反應(yīng)的溫度 為-10?50°C，時(shí)間為0. 05?72小時(shí)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：在所述反應(yīng)之前，所述方 法還包括對鋅離子溶液和有機(jī)配體溶液分別進(jìn)行超聲處理的步驟； 所述鋅離子溶液由所述鋅離子溶解于所述溶劑中得到； 所述有機(jī)配體溶液由所述有機(jī)配體溶解于所述溶劑中得到。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：在所述反應(yīng)之前，所述方 法還包括向蛋白質(zhì)溶液中加入表面活性劑的步驟； 所述表面活性劑為聚乙烯吡咯烷酮和普朗尼克中任一種； 所述聚乙烯吡咯烷酮的分子量為2, 000?3, 000, 000 ; 所述蛋白質(zhì)溶液中，所述表面活性劑的濃度為〇. 1?l〇〇mg/mL ; 所述表面活性劑與所述蛋白質(zhì)的質(zhì)量比為〇?100 :1，但所述表面活性劑的質(zhì)量不為 零。
9. 一種權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述制備方法所制備的蛋白質(zhì)與金屬有機(jī)骨架化合物 復(fù)合材料。
【文檔編號】C12N11/14GK104087572SQ201410309718
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】戈鈞, 呂鳳姣, 吳曉玲, 侯淼, 王瑞, 劉錚 申請人:清華大學(xué)