維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料，三維有序介孔碳相比于二維有序介孔碳具有高的比表面積和大的孔體積，還具有很好的水熱穩(wěn)定性及吸附性等特點(diǎn)，能負(fù)載更大量的溶菌酶，從而提高了羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的活性。
[0030](3)本發(fā)明提供了一種羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料，結(jié)合了羧基化三維有序介孔碳的吸附性能和溶菌酶對(duì)細(xì)菌的水解作用，兩者相輔相成，在去除水中病原菌的應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
[0031](4)本發(fā)明提供了一種羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的制備方法，采用共價(jià)交聯(lián)法制備得到的羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料操作穩(wěn)定性好，固定的酶不易從載體上脫落，復(fù)合材料重復(fù)利用性更優(yōu)。
[0032](5)本發(fā)明的羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料可應(yīng)用于去除水中的病原體，其殺菌的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。
【附圖說(shuō)明】
[0033]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0034]圖1為本發(fā)明的三維有序介孔碳的透射電鏡圖。
[0035]圖2為本發(fā)明的羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的透射電鏡圖。
[0036]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性隨溶菌酶溶液初始濃度的變化關(guān)系圖。
[0037]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性隨固定時(shí)間的變化關(guān)系圖。
[0038]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4中羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性隨固定溫度的變化關(guān)系圖。
[0039]圖6為本發(fā)明實(shí)施例5中羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料對(duì)金黃色葡萄球菌的去除率隨時(shí)間變化的關(guān)系示意圖。
[0040]圖7為本發(fā)明實(shí)施例6中羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料在去除金黃色葡萄球菌的應(yīng)用中的重復(fù)利用效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例
[0042]以下實(shí)施例中所采用的材料和儀器均為市售。
[0043]實(shí)施例1
一種羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料，以羧基化三維有序介孔碳為載體，溶菌酶通過(guò)交聯(lián)劑，共價(jià)交聯(lián)在羧基化三維有序介孔碳上。交聯(lián)劑包括N- (3-二甲氨基丙基)-N’ -乙基碳二亞胺鹽酸鹽和N-羥基琥珀酰亞胺。
[0044]本實(shí)施例的羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
(I)制備羧基化三維有序介孔碳
1.1、合成有序介孔硅模板:首先將0.3 g賴(lài)氨酸溶解于286 g去離子水中，再加入22g正硅酸乙酯，油浴加熱攪拌反應(yīng)48 h，攪拌速度為500 rpm,溫度控制在60 V，得到混合溶液。將所得的混合溶液于70°C下干燥24 h，然后于600°C下煅燒24 h，得到有序介孔硅模板。
[0045]1.2、合成三維有序介孔碳:將0.03 g草酸溶解于6 g糠醇中，得到混合溶液。將所得的混合溶液滴到步驟1.1制得的有序介孔硅模板上，于70°C干燥2天得到干燥產(chǎn)物。將干燥產(chǎn)物置于氮?dú)庵杏?00°C下熱處理4 h得到熱處理產(chǎn)物。將所得的熱處理產(chǎn)物用濃度為6 mol/L的氫氧化鉀溶液在180°C下脫除硅模板，過(guò)濾，洗滌，于70°C下干燥，得到三維有序介孔碳。
[0046]1.3、合成羧基化三維有序介孔碳:將200 mg步驟1.2制得的三維有序介孔碳溶解于50 mL濃度為2 mol/L的硝酸溶液中，80°C水浴下加熱反應(yīng)3 h，過(guò)濾，洗滌，于60°C下干燥，得到羧基化三維有序介孔碳。
[0047](2)制備羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料
2.1、羧基化三維有序介孔碳的活化:將67 mg的N-(3-二甲氨基丙基)-N’ -乙基碳二亞胺鹽酸鹽和40 mg N-羥基琥珀酰亞胺溶解于10 mL濃度為0.1 M的MES緩沖溶液(pH=5.5)中，得到交聯(lián)劑溶液。將10 mg步驟(I)制得的羧基化三維有序介孔碳加入到上述交聯(lián)劑溶液中，于30°C下攪拌活化I h，攪拌速度為300 rpm。然后，過(guò)濾，洗滌，去除多余的交聯(lián)劑，得到活化的羧基化三維有序介孔碳。
[0048]2.2、溶菌酶的固定:先將溶菌酶溶解于磷酸鹽緩沖溶液(pH=10)中，形成3 mg/mL的溶菌酶溶液。將步驟2.1中制得的活化的羧基化三維有序介孔碳加入到10 mL，濃度為3mg/mL的溶菌酶溶液中，于室溫下以200 rpm的振蕩速度振蕩反應(yīng)9 h。然后過(guò)濾并經(jīng)磷酸鹽緩沖溶液洗滌后，于冷凍干燥機(jī)中以_50°C干燥24h，得到羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料。
[0049]分別對(duì)實(shí)施例1中步驟(I)中制得的三維有序介孔碳和羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料進(jìn)行透射電鏡掃描。
[0050]圖1為本發(fā)明的三維有序介孔碳的透射電鏡圖，從圖1可以看出孔道分布有序規(guī)則。
[0051]圖2為本發(fā)明的羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的透射電鏡圖。從圖2可以看出溶菌酶覆蓋到了載體的表面(圖中白色的一片就是負(fù)載上的溶菌酶)，同時(shí)，溶菌酶也填充到載體的孔隙中。
[0052]實(shí)施例2
考察不同濃度的溶菌酶對(duì)羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性的影響: (O制備制備羧基化三維有序介孔碳:同實(shí)施例1。
[0053](2)羧基化三維有序介孔碳的活化:同實(shí)施例1。
[0054](3)設(shè)置7組含10 mg活化的羧基化三維有序介孔碳，將其投入10 mL濃度分別為
0.5 mg/mL、1.0 mg/mL、1.5 mg/mL、2.0 mg/mL、2.5 mg/mL、3.0 mg/mL、4.0 mg/mL 的溶菌酉每溶液(PH=1)中，于室溫200 rpm下振蕩9 h，過(guò)濾并經(jīng)磷酸鹽緩沖溶液洗滌后于冷凍干燥機(jī)中干燥得到羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料。
[0055]利用紫外分光光度法測(cè)定7組羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活。實(shí)驗(yàn)結(jié)果參見(jiàn)圖3。圖3表明，活化羧基化三維有序介孔碳與溶菌酶的質(zhì)量比為1:1?I: 4時(shí)，羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性較高；在溶菌酶初始濃度為
2.0 mg/mL時(shí)，即活化羧基化三維有序介孔碳與溶菌酶的質(zhì)量比為1: 2時(shí)，羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性最大。
[0056]實(shí)施例3
考察不同固定時(shí)間對(duì)羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性的影響:
(O制備制備羧基化三維有序介孔碳:同實(shí)施例1。
[0057](2)羧基化三維有序介孔碳的活化:同實(shí)施例1。
[0058](3)設(shè)置6組含10 mg活化的羧基化三維有序介孔碳，將其投入10 mL濃度為3.0mg/mL溶菌酶溶液，調(diào)節(jié)pH為10得到混合溶液1~6，將混合溶液1~6分別于室溫下以200rpm下振蕩3 h、6 h、9 h、12 h、18 h、24 h，完成固定。然后過(guò)濾并經(jīng)磷酸鹽緩沖溶液洗滌后于冷凍干燥機(jī)中干燥，得到羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料。
[0059]利用紫外分光光度法測(cè)定6組羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，表明固定時(shí)間為3 h?24 h時(shí)，羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性較高；在固定時(shí)間為9 h時(shí)，羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的酶活性最大。
[0060]實(shí)施例4
考察不同溫度對(duì)羧基化三維有序介孔碳-溶菌酶復(fù)合材料的