水相中GOx@ZIF-7/PDA的制备及酶学性能研究

原位包埋策略因制备条件温和、操作简单,被普遍应用在酶-金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)生物复合材料的制备中。但只有少部分MOFs能在水相中通过原位包埋法合成酶-MOFs生物复合材料。该研究首次在水相中采用原位包埋法将葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOx)封装在ZIF-7(zeolitic imidazolate frameworks-7)载体中,并在所得的GOx@ZIF-7生物复合材料上合成了亲水性的聚多巴胺(polydopamine,PDA)修饰层,得到GOx@ZIF-7/PDA。采用单因素试验优化了GOx@ZIF-7/PDA的制备条件。结果表明,固定化pH值为7.0,酶质量浓度为5 g/L,苯并咪唑(benzimidazole,Bim)浓度为50 mmol/L,Zn^(2+)与苯并咪唑的摩尔比为1∶9,固定化温度为35℃,固定化时间为40 min,多巴胺的最佳质量浓度为2 g/L的条件下,GOx@ZIF-7/PDA具有最高酶活力回收率为(43.34±2.00)%。与游离酶相比,GOx@ZIF-7/PDA具有高的热稳定性、pH稳定性、贮存稳定性和良好的重复使用性,重复10次后,GOx@ZIF-7/PDA催化活性仍能保持(96.53±2.26)%。以上结果表明,水相原位包埋法制备固定化酶GOx@ZIF-7/PDA策略是高效可行的,有望实现低成本长期稳定的酶催化应用。