磁性MOF表面介孔硅膜封装固定化酶提高酶催化性能

张明 2024-04-03

酶是一种绿色、可持续的生物催化剂，具有催化活性高和底物特异性好等优势，已经广泛应用在生物制药、食品加工、精细化工、生物燃料等领域。然而，酶易受温度、pH等因素的影响变性或失活，且难以回收利用和连续化生产。因此，将酶进行固定化，不仅可以提高酶的稳定性和减少酶失活，还可以提高酶的重复利用性。

传统的酶固定化方法如吸附、包埋、共价、交联等存在种种弊端。为了克服酶吸附固定不牢固和共价偶联易导致酶失活的缺点，并解决包埋固定易引起底物/产物传质障碍的问题，本文将结合吸附法和包埋法的优点，利用介孔硅膜将酶分子封装固定在ZIF-8磁性微球表面。我们首先制备了ZIF-8磁性微球，将CRL脂肪酶吸附到微球表面，然后使用硅酸四乙酯（TEOS）水解缩合在载体表面形成具有一定孔径大小的SiO₂薄膜，从而将脂肪酶包封固定在ZIF-8磁性微球表面，如图1所示。该固定化策略无需共价结合即可将酶牢固固定于载体表面，既保留了酶活性构象，还提高了酶稳定性。而且，介孔纳米硅膜能够保证酶的可及性，提高表观催化活性。

图1.Scheme of lipase encapsulated by silica nano-membrane on the surface of magnetic ZIF-8.

近期，Chin Chem Lett在线刊发了河北大学张东浩教授课题组的文章，题目：Encapsulating lipase on the surface of magnetic ZIF-8 nanosphers with mesoporous SiO₂nano-membrane for enhancing catalytic performance，DOI：10.1016/j.cclet.2024.109751。

本研究利用纳米硅膜将酶封装在ZIF-8磁性微球表面，制备得到Fe₃O₄@ZIF-8@CRL@SiO₂。该固定化策略无需共价结合即可将酶牢固固定于载体表面，既保留了酶活性构象，还提高了酶稳定性。而且，介孔纳米硅膜能够保证酶的可及性，提高表观催化活性。

内容来源：网络

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磁性MOF表面介孔硅膜封装固定化酶提高酶催化性能

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