本發(fā)明涉及一種基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的CLEAs催化反應(yīng)器，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的存在使磁性CLEAs與反應(yīng)體系中的底物充分接觸并與產(chǎn)物快速分離，實(shí)現(xiàn)CLEAs的連續(xù)應(yīng)用。

背景技術(shù)：

目前，基于載體的傳統(tǒng)酶固定化方法已經(jīng)進(jìn)行了很多研究，也取得了豐碩成果，但由于引入了無催化活性的載體，占據(jù)反應(yīng)器大部分空間，降低了單位體積酶活，增加了生物酶的使用成本，也不利于工藝的小型化。而基于無載體固定化技術(shù)的交聯(lián)酶聚集體(CLEAs)無需載體、制備過程簡單、單位體積酶活高，克服了傳統(tǒng)酶固定化技術(shù)的缺點(diǎn)，近幾年深受重視，展示出了良好的應(yīng)用前景。然而，CLEAs黏滯性大、機(jī)械強(qiáng)度低、回收再利用難度大的缺點(diǎn)限制了其大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。

本發(fā)明利用納米Fe₃O₄的順磁性，加入脂肪酶CLEAs的固定化過程，得到磁性CLEAs，目的是為了克服CLEAs的粘滯性大、機(jī)械強(qiáng)度低、回收再利用困難的缺點(diǎn)。

本發(fā)明將磁性CLEAs分布在柱狀反應(yīng)器的砂芯板上，然后將反應(yīng)器置于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中；開啟旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，磁性CLEAs便可在反應(yīng)器內(nèi)左右往復(fù)穿梭，使磁性CLEAs與反應(yīng)體系中的底物的充分接觸并與產(chǎn)物快速分離，實(shí)現(xiàn)了CLEAs的便捷、高效、連續(xù)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的CLEAs催化反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)了CLEAs的便捷、高效、連續(xù)應(yīng)用并與產(chǎn)物快速分離。

所述的基于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的CLEAs催化反應(yīng)器包括以下步驟:

a.將磁性納米Fe₃O₄加入脂肪酶溶液中混勻后，依次加入沉淀劑、交聯(lián)劑得到磁性CLEAs，經(jīng)冷凍干燥后，將其分布在柱狀反應(yīng)器的砂芯板上，構(gòu)成CLEAs催化反應(yīng)器。

b.將15cm長條形磁鐵固定于電機(jī)上的矩形框一側(cè)，柱狀反應(yīng)器兩側(cè)各放置一套電機(jī)-條形磁鐵裝置，利用電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)條形磁鐵旋轉(zhuǎn)，便可得到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

d.反應(yīng)器由20cm(長)×2cm(直徑)玻璃柱制成，中間裝有3層砂芯篩板，用于支撐磁性CLEAs。反應(yīng)液從反應(yīng)器下端入口流入，從反應(yīng)器上端出口流出。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):

1、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的存在使反應(yīng)體系中的底物與CLEAs充分接觸，提高了CLEAs的催化效率。

2、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的存在使反應(yīng)產(chǎn)物與磁性CLEAs快速分離，實(shí)現(xiàn)了CLEAs不移出反應(yīng)器便可連續(xù)進(jìn)行多次催化反應(yīng)。

3、利用旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)代替機(jī)械攪拌，力度溫和，不易破壞CLEAs的天然結(jié)構(gòu)，延長了CLEAs的催化壽命。

4、克服了CLEAs黏滯性大、機(jī)械強(qiáng)度低的缺點(diǎn)，易于CLEAs的工業(yè)應(yīng)用。

5、多個(gè)柱狀反應(yīng)器-電極-條形磁鐵串聯(lián)，即可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器放大。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的裝置示意圖。

圖2為有無旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)磁性CLEAs催化合成油酸丁酯影響圖。

圖3為本發(fā)明反應(yīng)器中磁性CLEAs在催化合成油酸丁酯的重復(fù)利用性圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

驗(yàn)證有無旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)磁性CLEAs催化合成油酸丁酯的影響。先取880mmol環(huán)己烷于250ml的錐形瓶中，再依次加入12mmol油酸、12mmol正丁醇，混勻。反應(yīng)器分別在有、無旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中進(jìn)行，溫度保持在25℃，反應(yīng)液以30ml/min的流速從反應(yīng)器下端入口流入，從反應(yīng)器上端出口流出，循環(huán)進(jìn)行15h，每隔3h在反應(yīng)器上端出口取樣，測(cè)反應(yīng)體系中油酸的轉(zhuǎn)化率(油酸丁酯產(chǎn)率)，即可得到有無旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)磁性CLEAs催化合成油酸丁酯影響曲線。從圖2中可以看出：有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反應(yīng)器(本發(fā)明反應(yīng)器)中的油酸丁酯產(chǎn)率明顯高于無旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)反應(yīng)器，反應(yīng)15h后，油酸丁酯的產(chǎn)率最大提高23％。

實(shí)施例2：

驗(yàn)證本發(fā)明反應(yīng)器中磁性CLEAs在催化合成油酸丁酯的重復(fù)利用性。先取880mmol環(huán)己烷于250ml的錐形瓶中，再依次加入12mmol油酸、12mmol正丁醇，混勻。反應(yīng)器重復(fù)進(jìn)行4次，溫度保持在25℃，反應(yīng)液以30ml/min的流速從反應(yīng)器下端入口流入，從反應(yīng)器上端出口流出，循環(huán)進(jìn)行18h，每隔3h在反應(yīng)器上端出口取樣，測(cè)反應(yīng)體系中油酸的轉(zhuǎn)化率(油酸丁酯產(chǎn)率)，即可得到本發(fā)明反應(yīng)器中磁性CLEAs在催化合成油酸丁酯的重復(fù)利用性曲線。從圖3中可以看出：本發(fā)明反應(yīng)器中磁性CLEAs具有很好的重復(fù)利用性、催化壽命長，重復(fù)利用4次，催化反應(yīng)時(shí)間高達(dá)72h仍然無活力損失，單次反應(yīng)18h后，油酸丁酯產(chǎn)率達(dá)到80％以上。