仿生硅化固定化胰蛋白酶用于控制生物粘泥的研究

目的:采用仿生硅化法实现对胰蛋白酶的固定,并将固定化酶与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)相结合用于抗生物粘泥复合膜的制备。方法:研究了正硅酸甲酯(TMOS)与酶的浓度比、介孔氧化硅(MPS)与酶的质量比、有机溶剂等因素的影响。并以MPS固定化酶为对照实验,对复合膜酶的稳定性、催化活性、重复使用性、抗蛋白质吸附性能等进行了分析。结果:通过仿生硅化法制备的仿生氧化硅-酶-聚甲基丙烯酸甲酯复合膜(Si O_2-Enzyme-PMMA film),与介孔氧化硅-酶-聚甲基丙烯酸甲酯复合膜(MPS-Enzyme-PMMA film)相比,具有更好的稳定性,在25℃和50℃储藏30 d后,两种膜酶活性分别为86.3%和81.2%。Si O_2-Enzyme-PMMA film在重复使用6次之后,复合膜的酶活剩余89.1%。将复合膜浸泡在牛血清白蛋白(BSA)溶液中18 d后,其表面蛋白质吸附量仅为不含酶PMMA的三分之一。两种复合膜均具有良好的抗蛋白吸附性能。结论:仿生硅化制备固定化酶,与介孔氧化硅载体相比,在提高固定化酶的包埋率和稳定性方面有更显著的优势,其条件温和,操作简便,活性高,应用于抗生物粘泥涂层具有更好的防污效果。