【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于固定化酶，涉及一種靜電紡絲納米纖維復合載體的制備方法及其在固定化酶中的應用。
技術介紹
1、木聚糖酶是一類降解木聚糖的酶系，通過水解木糖分子β-1?,4-糖苷鍵將木聚糖水解為木寡糖，包括木二糖、木三糖等低聚木糖以及少量阿拉伯糖。半纖維素酶為復合酶系，主要包括木聚糖酶和甘露聚糖酶，對于木聚糖也有降解作用。纖維素可以促進植物細胞壁的溶解，在水解纖維素的同時促進半纖維素的釋放，有利于后續水解制備低聚木糖。木聚糖酶、半纖維素酶與纖維素酶常常被用于水解木質纖維素，制備高附加值產品，實現木質纖維素的綠色轉化。然而，游離酶具有不易回收，穩定性差等缺點導致使用成本增加。而固定化酶具有易回收，可重復使用，良好的穩定性等特點，彌補了游離酶的缺陷。
2、在固定化酶的諸多材料中，納米材料具有高比表面積，多附著位點，良好的生物相容性等優點，受到了研究人員廣泛關注。但是粉狀或顆粒狀納米材料在反應體系中不易分離和回收，繼而形成新的雜質，限制了固定化酶的應用。納米纖維膜不僅具有微觀上的納米結構，在宏觀上還具有連續性。靜電紡絲納米纖維作為一種優良的固定化載體，已經成為固定化酶的研究熱點，其在固定化酶領域具有良好的應用前景。
3、近年來，國內外開發了許多關于納米纖維固定化酶的工藝，例如牛等人公開了一種聚乳酸電紡纖維固定漆酶的方法，聚乳酸纖維生物相容性好，易降解不產生二次污染。劉等人公開了一種復合纖維制備方法，將多肽制備成納米纖維，接枝在聚(甲基丙烯酸縮水甘油酯-co-丙烯酸甲酯)電紡纖維上，提高了酶固定性能和成膜性。這些研究證
4、現有研究利用非水溶性聚合物制備的納米纖維固定化酶已經展現了優良性能，但聚乙烯醇類水溶性聚合物的電紡纖維固定化酶的應用仍有很大局限，納米纖維穩定性差，易溶于水的缺陷有待解決，將纖維浸泡在交聯劑溶液中可以降低溶解度，但纖維膜結構還是會受到破壞。因此研究一種新的多噴頭混紡工藝，在靜電紡絲的過程中，將交聯劑以靜電噴霧的形式加入到電紡纖維中，在不破壞纖維結構的同時完成交聯，快速制備高穩定性、良好生物相容性、高催化活性的納米纖維固定化酶是本領域技術人員亟需解決的關鍵技術問題。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種納米纖維復合載體的制備方法及其應用，本專利技術所用試劑來源于試劑公司。
2、本專利技術采用的技術方案為：
3、一種納米纖維復合載體的制備方法，其中，包括以下步驟：
4、（1）將聚乙烯醇與蒸餾水按一定比例混合，沸水浴加熱并不斷攪拌至充分溶解，用紗布過濾冷卻至室溫得到聚乙烯醇水溶液；（2）取一定體積（1）中聚乙烯醇溶液，加入一定量表面活性劑，加水稀釋溶解，攪拌4~8?h，室溫下超聲10~30?min后靜置，得到聚乙烯醇紡絲液；（3）取一定質量（1）中聚乙烯醇溶液，加入一定量水性聚氨酯，加水稀釋攪拌4~8?h，得到聚乙烯醇-水性聚氨酯紡絲液；（4）取一定質量交聯劑溶于水中，加入一定質量聚乙烯吡咯烷酮，攪拌溶解，得到交聯溶液；（5）將配置好的紡絲液和交聯溶液轉移到2.5~10?ml、針頭內徑為0.63~0.90?mm的注射器中，水平放置在四聯裝推進泵中，在溫度為20~30℃，濕度為40~70%的環境下靜電紡絲，并在烘箱中40~50℃干燥12~24?h；（6）將納米纖維膜在戊二醛蒸汽中放置4~8?h，用蒸餾水多次洗滌，得到納米纖維復合載體。
5、進一步的，所述（2）中稀釋后的聚乙烯醇濃度為5~13%，表面活性劑優選十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、吐溫-20中的一種或多種，表面活性劑與聚乙烯醇的比例為0.2/1~0.8/1?g/g。
6、進一步的，所述（3）中水性聚氨酯與聚乙烯醇的比例為1.25/1~1.5/1?g/g。
7、進一步的，所述（4）中交聯劑優選硼砂、硼酸、乙二醛、戊二醛中至少一種，交聯劑與聚乙烯吡咯烷酮的比例為0.7/1~1.8/1?g/g。
8、進一步的，所述（5）中紡絲工藝參數為，正高壓13~19?kv，負高壓0~-2?kv，推進速度0.03~0.05?mm/min，平移速度80~100?mm/min，針頭距離接收裝置的距離為10~15?cm，接收裝置為離型紙包裹的接受輥，接受輥接收速度為40~60?r/m。
9、進一步的，所述（6）中戊二醛蒸汽優選飽和蒸汽。
10、進一步的，所述納米纖維復合載體中，靜電紡絲纖維直徑為數百納米，所述水性聚氨酯分布在纖維表面。
11、本專利技術還公開了一種由上述方法制備的復合載體在固定化酶中的應用。
12、進一步的，將復合載體浸泡在酶緩沖溶液中，置于搖床上搖30~50分鐘，取出后用緩沖液清洗，得到納米纖維固定化酶。
13、進一步的，所述酶緩沖溶液中，緩沖液優選磷酸鹽緩沖液、醋酸鹽緩沖液、檸檬酸鹽緩沖液中至少一種，緩沖液ph值優選4~6，緩沖液濃度優選0.01~0.20?mol/l，酶的濃度為1~10?mg/ml，酶優選半纖維素酶、木聚糖酶、纖維素酶中至少一種。
14、進一步的，納米纖維固定化木聚糖酶和納米纖維固定化半纖維素酶的底物為玉米芯木聚糖、秸稈木聚糖、椰殼木聚糖以及粘膠纖維木聚糖中一種或多種；納米纖維固定化纖維素酶的底物為纖維素。
15、進一步的，所述粘膠纖維木聚糖制備工藝為，取50~100?ml半纖維素提取液，加入三倍體積95%乙醇，靜置過夜，抽濾后取固體，將固體用95%乙醇洗滌后烘干，得醇沉產物木聚糖，旋蒸濾液回收乙醇。
16、進一步的，納米纖維固定化酶使用方法如下：底物溶于ph為5~6的磷酸鹽緩沖液，底物濃度優選0.5%~5%。加入固定化酶，50℃恒溫振蕩0.5~4?h，取出固定化酶，收集上清液，備用。
17、進一步的，還原糖含量測定方法（dns法）如下：取2?ml待測液加入2?ml?dns溶液，沸水浴2?min，稀釋10倍后于540?nm測吸光度值，以葡萄糖作為標品配制標準曲線。
18、進一步的，酶活定義方法如下：1?g固定化酶在50℃的條件下，每分鐘從底物溶液中水解釋放還原本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（2）中稀釋后的聚乙烯醇濃度為5~13%，表面活性劑優選十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、吐溫-20中的一種或多種，表面活性劑與聚乙烯醇的比例為0.2/1~0.8/1?g/g。
3.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（3）中水性聚氨酯與聚乙烯醇的比例為1.25/1~1.5/1?g/g。
4.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（4）中交聯劑優選硼砂、硼酸、乙二醛、戊二醛中至少一種，交聯劑與聚乙烯吡咯烷酮的比例為0.7/1~1.8/1?g/g。
5.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（5）中紡絲工藝參數為，正高壓13~19?kV，負高壓0~-2?kV，推進速度0.03~0.05?mm/min，平移速度80~100?mm/min，針頭距離接收裝置的距離為10~15?cm，接收裝置為離型紙
6.根據權利要求1所述的納米纖維復合載體，其特征在于，所述納米纖維復合載體中，靜電紡絲纖維直徑為數百納米，所述水性聚氨酯分布在纖維表面。
7.根據權利要求1所述的制備方法得到的復合載體在固定化酶中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（2）中稀釋后的聚乙烯醇濃度為5~13%，表面活性劑優選十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、吐溫-20中的一種或多種，表面活性劑與聚乙烯醇的比例為0.2/1~0.8/1?g/g。
3.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（3）中水性聚氨酯與聚乙烯醇的比例為1.25/1~1.5/1?g/g。
4.?根據權利要求1所述的一種納米纖維復合載體的制備方法，其特征在于，所述（4）中交聯劑優選硼砂、硼酸、乙二醛、戊二醛中至少一種，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王樂，桂海濤，陸厚珍，李忠增，胡元森，
申請(專利權)人：河南工業大學，
類型：發明
國別省市：
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