專利名稱：一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于脂肪酶固定化領域，特別是涉及一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法。
背景技術：
脂肪酶能區(qū)分外消旋體混合物中的兩種對映體，其中一種對映體比另一種更容易轉化成產物?，F(xiàn)在國內外有大量關于脂肪酶催化水解和酯化反應的研究。國外的Jan-E.Backval I > Jonathan M. J. W i 11 i ams > Mahn-Joo Kim等小組以及國內的曹淑桂、李燦、許建和等小組分別采用不同的方法對脂肪酶催化拆分反應進行了研究，如動態(tài)動力學研究、化學生物去消旋化研究等，分別得到了具有較高產率和對映選擇性的手性化合物。其中，關于將催化劑脂肪酶固定化的研究也有較多，例如有人將脂肪酶吸附在磁性分離的、疏水的硅藻土泡沫材料上，制備得到固定化酶，并將之用于催化仲醇的動力學拆分。這種固定化脂肪 酶顯示了高于自由酶4倍的活性，而且固定化酶連續(xù)使用7次，活性沒有明顯損失。這種方法克服了脂肪酶的不穩(wěn)定性和不能重復使用的缺陷，顯示了極大的應用潛力。在脂肪酶固定化后，固定化酶活性高低主要依賴載體的特性，包括載體的材料種類、組成和結構等。到目前為止，具有不同納米結構的材料也被用作固定化酶的載體，如介孔分子篩、碳納米管、納米顆粒及納米纖維。它們與其他載體有鮮明的區(qū)別，就是它們具有很高的表面積與體積比；這樣可以為固定化提供更多更有效地表面積，從而更有利于酶的穩(wěn)定。然而一些納米結構的材料也有其不能克服的缺陷。例如，介孔分子篩將酶分子局限在它的內表面，這限制了底物與酶的接觸，也就降低了酶的活性；另外，納米顆粒和納米管的擴散和重復利用比較困難。另一方面，電紡制備的納米纖維則可以較好地解決這些問題，并且在作為固定化酶的載體方面有極大的潛力。主要是因為有很多種高分子化合物能進行電紡，制備納米纖維，這樣就可以滿足不同的使用需要；納米纖維有較高的多孔性，有利于底物的質量轉移；另外納米纖維的表面還可以進行修飾，以較好地保持或增加酶的活性。納米纖維酶固定化方法主要有表面吸附和包埋兩種，現(xiàn)在研究較多的是利用吸附法實現(xiàn)酶的固定化，而關于包埋制備的研究較少。包埋法存在較多問題，如酶在纖維表面有較多殘留，易導致酶損失；酶包埋在纖維內部，底物分子不易接觸；纖維的交聯(lián)可能會影響酶的活性等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的為了解決上述的酶在纖維表面有較多殘留，易導致酶損失以及酶包埋在纖維內部，底物分子不易接觸兩方面的技術問題而提供一種核殼結構的納米纖維固定化酶制備方法，本發(fā)明制備方法簡單，易于操作；且所得的核殼結構的納米纖維固定化酶有較好的活性和穩(wěn)定性，有利于提高酶的重復使用性，降低生產成本。本發(fā)明的技術方案
一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，包括如下步驟(1)、將適量的疏水性高分子材料溶于N，N—二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲振蕩使其充分均勻溶解，形成濃度為8 IOwt. %的紡絲溶液，作為殼層紡絲溶液；
所述的疏水性高分子材料包括聚丙烯腈(PAN)、醋酸纖維素(CA)、尼龍66 (PA66)、聚三亞甲基碳酸酯(PTMC)、聚ε -己內酯(PCL)中的一種或任意兩種組成的混合物；
另外可在殼層紡絲液中添加少量水溶性高分子化合物，研究其對納米纖維膜孔徑大小的影響，優(yōu)選添加O. riwt. %的水溶性高分子化合物聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)；
(2)、將脂肪酶，溶解于水中，超聲振蕩使脂肪酶充分溶解，得到脂肪酶濃度為O.02^1g/mL的脂肪酶紡絲液，作為核層紡絲溶液；
所述的脂肪酶為固定化南極假絲酵母脂肪酶(Novozym 435)、豬胰脂肪酶(PPL)、圓柱 狀假絲酵母脂肪酶(CRL)、米赫毛霉脂肪酶(MML)或Lipase AY 30脂肪酶(LAY)等；
(3)、對步驟(I)所得的殼層紡絲溶液和步驟(2)所得的核層紡絲溶液采用同軸靜電紡絲裝置進行紡絲，得到纖維膜后，將纖維膜置于真空干燥箱中控制溫度為5(T60°C干燥過夜，以除去殘留的溶劑和濕氣，即得到直徑在5(T400nm的一種核殼結構的納米纖維固定化酶。上述的一種核殼結構的納米纖維固定化酶制備方法中所述的同軸靜電紡絲裝置，包括注射泵、注射器A、注射器B、紡絲噴頭、接地的接收板及高壓靜電發(fā)生器；
所述的注射器A和注射器B由同一注射泵控制，以便得到均勻的流速；
注射器B是注射器A的容積的5倍；
所述的紡絲噴頭為內部具有空腔的小正方體，小正方體在水平方向正中的位置上設有一入口及垂直方向正中的位置上通過的PE (聚乙烯)軟管連接的另一入口，同時在小正方體上與水平方向的入口對應的另外一側設有一水平方向的出口，其出口連有同軸噴頭；注射器A的注射針頭與紡絲噴頭在水平方向正中的位置上設有的入口相連，并保持水平方向穿過紡絲噴頭的內部與設置在紡絲噴頭另外一側出口處的同軸噴頭的內噴針保持水平等內徑相連；
注射器B與紡絲噴頭設有的另一入口即PE軟管連接；
所述的紡絲噴頭出口處的同軸噴頭的外噴針的內徑為內噴針的外徑的2倍；
接地的接收板安放在紡絲噴頭的出口處的前方15cm距離處；
所述的高壓靜電發(fā)生器可提供12. 5KV的電壓，并作用于注射器A的注射針頭并靠近紡絲噴頭的位置；
接地的接收板安放在紡絲噴頭出口處的同軸噴頭的前方15cm距離處；
所述的高壓靜電發(fā)生器可提供1(T15KV的電壓，并作用于注射器A的注射針頭并靠近紡絲噴頭的位置；
所述的注射泵的流速為O. Γ0. 8mL/h。本發(fā)明的有益技術效果
本發(fā)明的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，由于制備過程是將預先配制好的殼層紡絲溶液和核層紡絲溶液通過同軸靜電紡絲裝置進行紡絲，得到纖維膜后真空干燥去除殘留的溶劑和濕氣，即得一種核殼結構的納米纖維固定化酶，因此具有制備過程簡單，易于操作，不需要進行化學反應過程，便可將脂肪酶很好地包埋在納米纖維內部，避免了酶在纖維表面的殘留，減少了酶的損失。本發(fā)明的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，由于選取疏水性材料作為殼層，并添加少量親水性化合物，因此，所制備的納米纖維膜不僅形貌均勻良好，而且纖維內部呈現(xiàn)較好的多孔性，有利于酶與底物的充分接觸，促進酶促反應進行。另外，本發(fā)明的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法所得的核殼結構的納米纖維固定化酶，具有較好的活性和穩(wěn)定性，有利于提高酶的重復使用性，降低生產成本。



圖la、本發(fā)明所用的同軸靜電紡絲裝置結構示意 圖lb、本發(fā)明所用的同軸靜電紡絲裝置中的紡絲噴頭的局部放大 圖2、實施例I所得的核殼結構的納米纖維固定化酶的掃描電鏡 圖3、實施例I所得的核殼結構的納米纖維固定化酶的透射電鏡 圖4、實施例2所得的核殼結構的納米纖維固定化酶的掃描電鏡 圖5、實施例2所得的核殼結構的納米纖維固定化酶的透射電鏡 圖6、實施例3所得的核殼結構的納米纖維固定化酶的掃描電鏡圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例并結合附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。本發(fā)明所用的同軸靜電紡絲裝置，其結構示意圖如圖Ia所示，其中I為注射泵、2注射器A、3為注射器B、4為紡絲噴頭、5為接地的接收板及6為高壓靜電發(fā)生器；
所述的注射器A2和注射器B3均由注射泵I控制，以便得到均勻的流速；注射器B3是注射器A2的容積的5倍，本發(fā)明的實施例中所用的注射器A2的容積為lmL，注射器B3的容積為5mL ；
所述的紡絲噴頭4見圖Ib所示，為長、寬、高各為2cm的內部具有空腔的小正方體，小正方體在水平方向正中的位置上設有一入口及垂直方向正中的位置上通過的PE軟管連接的另一入口，同時在小正方體上與水平方向的入口對應的另外一側設有一水平方向的出口，其出口連有同軸噴頭；
注射器A2的注射針頭與紡絲噴頭4在水平方向正中的位置上設有的入口相連，并保持水平方向穿過紡絲噴頭4的內部與設置在紡絲噴頭4另外一側出口處的同軸噴頭的內噴針保持水平等內徑相連，注射器B3與紡絲噴頭設有的另一入口即PE軟管連接；
紡絲噴頭4的同軸噴頭的內噴針與注射器A2的注射針頭等徑相連，內噴針的內徑
O.51mm,外徑O. 81mm,外噴針的內徑I. 6mm ；
接地的接收板5安放在紡絲噴頭4的出口處的同軸噴頭的前方15cm距離處；
所述的高壓靜電發(fā)生器6可提供12. 5KV的電壓，并作用于注射器A2的注射針頭并靠近紡絲噴頭4的位置；
所述的注射泵的流速為O. 6mL/h。上述的同軸靜電紡絲裝置使用時，核層紡絲溶液注入到注射器A2中，殼層溶液注入到注射器B3中。
實施例I
一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，包括如下步驟
(1)、將O.4129g聚丙烯腈(PAN)和O. 0052g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶于5mL的N，N —二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲振蕩使其充分均勻溶解，形成PAN濃度為8wt.%、PVP濃度為
O.1%的紡絲溶液，作為殼層紡絲溶液，備用； (2)、將適量豬胰脂肪酶(PPL)溶解于5mL水中，超聲振蕩使脂肪酶充分溶解，得到豬胰脂肪酶濃度為O. 05g/mL的紡絲液，作為核層紡絲溶液，備用；
(3)、同軸靜電紡絲法制備核殼結構的納米纖維固定化酶
對步驟(I)所得的殼層紡絲溶液和步驟(2)所得的核層紡絲溶液采用同軸靜電紡絲裝置進行紡絲，得到纖維膜，將纖維膜置于真空干燥箱中控制溫度為5(T60°C干燥過夜，以除去殘留的溶劑和濕氣，即得到直徑約為200 nm的一種核殼結構的納米纖維固定化脂肪酶。在利用上述所得的核殼結構的納米纖維固定化脂肪酶催化醇或酯的酯化或水解反應時，要將該殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶固定放置在反應器中，從而有利于提高殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的重復使用性；而且反應開始前要進行預處理，即在水/有機兩相反應體系中平衡一段時間后，殼層的少量水溶性高分子化合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)會溶出，使得殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶內部呈現(xiàn)較好的多孔性，有利于殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶與底物的充分接觸，加快殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶促反應的進行。上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的形態(tài)和結構
將上述所得到的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶進行性能和結構表征，分別使用掃描電鏡和透射電鏡觀察殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的表面形態(tài)和內部結構，結果見附圖2和3。從圖2中掃描電鏡的結果可以看出，上述得到的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶形貌和結構較好，纖維直徑也比較均勻，約為200nm ；
從圖3中透射電鏡的結果可以看出，上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶有明顯的核殼結構，豬胰脂肪酶被很好地包埋在納米纖維內部，由于豬胰脂肪酶與高分子材料的質量密度等的不同而顯現(xiàn)出不同的明暗襯度。上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶中豬胰脂肪酶的實際含量及酶活測定
稱取上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶20mg快速溶解于10 mL的二氯甲烷中，待殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶完全溶解，抽濾得到粗豬胰脂肪酶，經(jīng)二氯甲烷進行洗滌3次后，得到純豬胰脂肪酶，稱重。通過計算得到，上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的實際包埋含量為90%。采用經(jīng)典的橄欖油乳化法(周曉云.酶技術[M].北京石油工業(yè)出版社，1995)測定上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶活，具體方法如下
將4mL pH=7. 5的磷酸鉀緩沖液加入5mL濃度為25%的橄欖油聚乙烯醇乳化液中，40°C保溫2min后，加入ImL酶液(將上述得到的純豬胰脂肪酶溶于水，定容配制成濃度為
O.004g/mL的酶液)，于40°C反應15min后，加入15mL乙醇終止反應，通過NaOH滴定生成的油酸從而得到NaOH的消耗量，同時作空白對照試驗(先加15mL乙醇終止反應，后加酶液，其余操作相同)，計算上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶活為26000 u/g，與自由酶的活力接近。在40°C、pH=7. 5條件下每分鐘催化產生I μ mo I油酸的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶量定義為一個酶活單位(U)。通過上述的結果表明，通過同軸靜電紡絲工藝制備的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶很好地保持了豬胰脂肪酶的活性。實施例2
一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，包括如下步驟
(1)、將O. 3553 g 聚丙烯腈(ΡΑΝ)、0. 1777 g 醋酸纖維素(CA，PAN/CA=2/1)和 O. 0533 g聚乙二醇(PEG)溶于5mL的N，N 一二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲振蕩使其充分均勻溶解，形成PAN/CA濃度為IOwt. %、PEG濃度為1%的紡絲溶液，作為殼層紡絲溶液，備用；
(2)、將適量圓柱狀假絲酵母脂肪酶(CRL)溶解于5mL水中，超聲振蕩使脂肪酶充分溶解，得到圓柱狀假絲酵母脂肪酶濃度為lg/mL的紡絲液，作為核層紡絲溶液，備用；
(3)、同軸靜電紡絲法制備核殼結構的納米纖維固定化酶
對步驟(I)所得的殼層紡絲溶液和步驟(2)所得的核層紡絲溶液采用同軸靜電紡絲裝置進行紡絲，得到纖維膜，將纖維膜置于真空干燥箱中控制溫度為5(T60°C干燥過夜，以除去殘留的溶劑和濕氣，即得到直徑約為400nm的一種核殼結構的納米纖維固定化脂肪酶。在利用上述所得的核殼結構的納米纖維固定化脂肪酶催化醇或酯的酯化或水解反應時，要將該殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶固定放置在反應器中，從而有利于提高殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的重復使用性；而且反應開始前要進行預處理，即在水/有機兩相反應體系中平衡一段時間后，殼層的少量水溶性高分子化合物聚乙二醇(PEG)會溶出，使得殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶內部呈現(xiàn)較好的多孔性，有利于殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶與底物的充分接觸，加快殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶促反應的進行。上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的形態(tài)和結構
將上述所得到的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶進行性能和結構表征，分別使用掃描電鏡和透射電鏡觀察殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的表面形態(tài)和內部結構，結果見附圖4和5。從圖4中掃描電鏡的結果可以看出，上述得到的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶形貌和結構較好，纖維直徑也比較均勻，約為400nm ；
從圖5中透射電鏡的結果可以看出，上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶有明顯的核殼結構，圓柱狀假絲酵母脂肪酶被很好地包埋在納米纖維內部，由于圓柱狀假絲酵母脂肪酶與高分子材料聚丙烯腈、醋酸纖維素的質量密度等不同而顯現(xiàn)出不同的明暗襯度。上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶中圓柱狀假絲酵母脂肪酶的實際含量及酶活測定
稱取上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶20mg快速溶解于10 mL的二氯甲烷中，待殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶完全溶解，抽濾得到粗圓柱狀假絲酵母脂肪酶，經(jīng)二氯甲烷進行洗滌3次后，得到純圓柱狀假絲酵母脂肪酶，稱重。通過計算得到，上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的實際包埋含量約為86%。
然后采用經(jīng)典的橄欖油乳化法(周曉云.酶技術[M].北京石油工業(yè)出版社，1995)測定殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶中的圓柱狀假絲酵母脂肪酶的酶活，具體方法如下
將4mL pH=7. 5的磷酸鉀緩沖液加入5mL濃度為25%的橄欖油聚乙烯醇乳化液中，40°C保溫2min后，加入ImL酶液(將上述得到的純圓柱狀假絲酵母脂肪酶溶于水，定容配制濃度為O. 004g/mL的酶液)，于40°C反應15min后，加入15mL乙醇終止反應，通過NaOH滴定生成的油酸從而得到NaOH的消耗量，同時作空白對照試驗(先加15mL乙醇終止反應，后加酶液，其余操作相同)，計算上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶活約為22000u/g,與自由圓柱狀假絲酵母脂肪酶的活力接近。在40°C、pH=7. 5條件下每min催化產生I μ mol油酸的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶量定義為一個酶活單位(U)。 通過上述的結果表明，通過同軸靜電紡絲工藝制備的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶很好地保持了自由圓柱狀假絲酵母脂肪酶的活性。實施例3
一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，包括如下步驟
(1)、將O.2360g聚三亞甲基碳酸酯(PTMC)、0. 2360g聚ε -己內酯(PCL，PTMC/PCL=I/1)和O. 0288 g聚乙二醇(PEG)溶于5mL的N，N 一二甲基甲酰胺(DMF)中，超聲振蕩使其充分均勻溶解，形成PTMC/PCL濃度為9wt. %、PEG濃度為O. 55%的紡絲溶液，作為殼層紡絲溶液，備用；
(2)、將適量米赫毛霉脂肪酶(MML)溶解于5mL水中，超聲振蕩使脂肪酶充分溶解，得到米赫毛霉脂肪酶濃度為O. 51g/mL的紡絲液，作為核層紡絲溶液，備用；
(3)、同軸靜電紡絲法制備核殼結構的納米纖維固定化酶
對步驟(I)所得的殼層紡絲溶液和步驟(2)所得的核層紡絲溶液采用同軸靜電紡絲裝置進行紡絲，得到纖維膜，將纖維膜置于真空干燥箱中控制溫度為5(T60°C干燥過夜，以除去殘留的溶劑和濕氣，即得到直徑約為300 nm的一種核殼結構的納米纖維固定化脂肪酶。在利用上述所得的核殼結構的納米纖維固定化脂肪酶催化醇或酯的酯化或水解反應時，要將該殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶固定放置在反應器中，從而有利于提高殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的重復使用性；而且反應開始前要進行預處理，即在水/有機兩相反應體系中平衡一段時間后，殼層的少量水溶性高分子化合物聚乙二醇會溶出，使得殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶內部呈現(xiàn)較好的多孔性，有利于殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶與底物的充分接觸，加快殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶促反應的進行。上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的形態(tài)和結構
將上述所得到的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶進行性能和結構表征，使用掃描電鏡觀察殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的表面形態(tài)，結果見附圖6。從圖6中掃描電鏡的結果可以看出，上述得到的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶形貌和結構較好，纖維直徑也比較均勻，約為300nm ；
使用透射電鏡觀察殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的內部結構，透射電鏡結果與實施例I中的圖3相同。由此表明上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶有明顯的核殼結構，米赫毛霉脂肪酶被很好地包埋在納米纖維內部。
上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶中米赫毛霉脂肪酶的實際含量及酶活測定
稱取上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶20mg快速溶解于10 mL的二氯甲烷中，待殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶完全溶解，抽濾得到粗米赫毛霉脂肪酶，經(jīng)二氯甲烷進行洗滌3次后，得到純米赫毛霉脂肪酶，稱重。通過計算得到，上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶中米赫毛霉脂肪酶的實際包埋含量約為87%。 然后采用經(jīng)典的橄欖油乳化法(周曉云.酶技術[M].北京石油工業(yè)出版社，1995)測定殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶活，具體方法如下
將4mL pH=7. 5的磷酸鉀緩沖液加入5mL濃度為25%的橄欖油聚乙烯醇乳化液中，40°C保溫2min后，加入ImL酶液(將上述得到的純米赫毛霉脂肪酶溶于水，定容配制濃度為
O.004g/mL的酶液)，于40°C反應15min后，加入15mL乙醇終止反應，通過NaOH滴定生成的油酸從而得到NaOH的消耗量，同時作空白對照試驗(先加15mL乙醇終止反應，后加酶液，其余操作相同)，計算上述所得的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶的酶活約為5000u/g，與自由米赫毛霉脂肪酶的活力接近。在40°C、pH=7. 5條件下每分鐘催化產生I μ mol油酸的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶量定義為一個酶活單位(U)。通過上述的結果表明，通過同軸靜電紡絲工藝制備的殼核結構的納米纖維固定化脂肪酶很好地保持了自由米赫毛霉脂肪酶的活性。綜上所述，本發(fā)明的一種核殼結構的納米纖維固定化酶制備方法，制備方法簡單，易于操作；且所得的核殼納米纖維固定化酶有較好的活性和穩(wěn)定性，從而改善了納米纖維作為固定化酶載體的缺點，也滿足了節(jié)約能源和可持續(xù)發(fā)展的需要。
以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)、將疏水性高分子材料溶于N，N—二甲基甲酰胺中，超聲振蕩使其充分均勻溶解，形成濃度為8 IOwt. %的紡絲溶液，作為殼層紡絲溶液； 所述的疏水性高分子材料為聚丙烯腈、醋酸纖維素、尼龍66、聚三亞甲基碳酸酯及聚ε-己內酯中的一種或任意兩種組成的混合物； (2)、將脂肪酶溶解于水中，超聲振蕩使脂肪酶充分溶解，得到濃度為O.02^1g/mL的脂肪酶紡絲液，作為核層紡絲溶液； 所述的脂肪酶為固定化南極假絲酵母脂肪酶、豬胰脂肪酶、圓柱狀假絲酵母脂肪酶、米赫毛霉脂肪酶或Lipase AY 30脂肪酶； (3)、將步驟(I)所得的殼層紡絲溶液和步驟(2)所得的核層紡絲溶液采用同軸靜電紡絲裝置進行紡絲，得到的纖維膜真空干燥后即得一種核殼結構的納米纖維固定化酶。
2.如權利要求I所述的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的殼層紡絲液中添加水溶性高分子化合物聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。
3.如權利要求2所述的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，其特征在于步驟(I)所述的添加水溶性高分子化合物聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮的量按其在殼層紡絲液中最終濃度為O. riwt. %為準。
4.如權利要求3所述的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，其特征在于步驟(3)所述的真空干燥過程控制溫度為5(T60°C。
5.如權利要求1、2、3或4所述的一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法所用的同軸靜電紡絲裝置，其特征在于所述的同軸靜電紡絲裝置，包括注射泵、注射器A、注射器B、紡絲噴頭、接地的接收板及高壓靜電發(fā)生器； 所述的注射器A和注射器B均由注射泵控制，注射器B是注射器A的容積的5倍； 所述的紡絲噴頭為內部具有空腔的小正方體，小正方體在水平方向正中的位置上設有一入口及垂直方向正中的位置上通過的PE軟管連接的另一入口，同時在小正方體上與水平方向的入口對應的另外一側設有一水平方向的出口，其出口連有同軸噴頭； 注射器A的注射針頭與紡絲噴頭在水平方向正中的位置上設有的入口相連，并保持水平方向穿過紡絲噴頭的內部與設置在紡絲噴頭另外一側出口處的同軸噴頭的內噴針保持水平等內徑相連； 注射器B與紡絲噴頭設有的另一入口即PE軟管連接； 所述的紡絲噴頭出口處的同軸噴頭的外噴針的內徑為內噴針的外徑的2倍； 接地的接收板安放在紡絲噴頭的出口處的同軸噴頭的前方15cm距離處； 所述的高壓靜電發(fā)生器可提供1(T15KV的電壓，并作用于注射器A的注射針頭并靠近紡絲噴頭的位置； 所述的注射泵的流速為O. Γ0. 8mL/h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核殼結構的納米纖維固定化酶的制備方法，即首先將疏水性高分子材料溶于N,N－二甲基甲酰胺中，超聲振蕩使其充分均勻溶解，形成濃度為8~10wt.%的紡絲溶液，作為殼層紡絲溶液；然后將脂肪酶溶解于水中，超聲振蕩使脂肪酶充分溶解，得到濃度為0.02~1g/mL的脂肪酶紡絲液，作為核層紡絲溶液；最后將所得的殼層紡絲溶液和核層紡絲溶液采用同軸靜電紡絲裝置進行紡絲得到的纖維膜真空干燥后即得一種核殼結構的納米纖維固定化酶。所得的核殼結構的納米纖維固定化酶有較好的活性和穩(wěn)定性，有利于提高酶的重復使用性，降低生產成本，并且制備方法簡單，易于操作。
文檔編號D01D5/00GK102776170SQ20121024974
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權日2012年7月19日
發(fā)明者吳小梅, 徐毅, 翟宗德, 袁聯(lián)群 申請人:上海應用技術學院