【摘 要】
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本文首先构建了聚乙烯亚胺(PEI)修饰的磁性纳米粒子(MNPs)，并用此作为载体(MNPs-PEI )通过静电作用吸附固定磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)，最后在该复合物(MNPs-ENZ)表面利用PEI诱导的仿生硅化作用生长二氧化硅壳层(MNPs-ENZ@SiO2)，以提高固定化酶的稳定性。利用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、振动样品磁强计、纳米粒度分析仪等手段对纳米载体和两种固定化酶
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本文首先构建了聚乙烯亚胺(PEI)修饰的磁性纳米粒子(MNPs)，并用此作为载体(MNPs-PEI )通过静电作用吸附固定磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPcase)，最后在该复合物(MNPs-ENZ)表面利用PEI诱导的仿生硅化作用生长二氧化硅壳层(MNPs-ENZ@SiO2)，以提高固定化酶的稳定性。利用透射电子显微镜、X射线光电子能谱、振动样品磁强计、纳米粒度分析仪等手段对纳米载体和两种固定化酶(MNPs-ENZ和MNPs-ENZ@SiO2)进行了表征，证明了载体的成功合成、酶的顺利负载、以及二氧化硅矿化层的成功包覆，同时该硅化过程并不影响纳米粒子的超顺磁性，并且改善了纳米粒子的分散性。酶学研究结果表明，两种固定化酶(MNPs-ENZ和MNPs-ENZ@SiO2)的酶活性相比游离酶均有明显提高，可达到游离状态下的150%。而且使用二氧化硅矿化层包覆后固定化酶的催化活性并没有明显降低。同时，该硅化修饰可以极大的提高酶的热稳定性、pH稳定性和循环使用性，使得PEPcase在极端温度(50℃)或极端pH(pH 10.0)条件下孵育1h后依旧保持93%的活性，并且在8个循环后也能保存77%的酶活力。这表明MNPs-PEI作为载体固定化酶可以提高酶的稳定性，仿生硅化的方法能够进一步增强其稳定性，并且会改善载体的分散性，使其更适合工业应用。此外，本文也尝试了三种碳酸酐酶的固定化方法，包括使用PEI接枝载体吸附、使用聚多巴胺载体共价固定以及交联固定，为今后进行双酶的共固定奠定基础。本文研究结果将促进磁性纳米粒子、聚乙烯亚胺和仿生硅化在固定化酶中应用，并丰富酶固定化途径。
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