Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10397/65613
Title: Recent advances in immobilized enzymes on nanocarriers
Other Titles: 納米載體固定化酶的最新研究進展
Authors: Cao, S
Xu, P
Ma, Y
Yao, X
Yao, Y
Zong, M
Li, X
Lou, W
Keywords: Biodegradable material
Cellulose nanocrystal
Enzyme immobilization
Polydopamine
Issue Date: 2016
Publisher: 科学出版社
Source: 催化学报 (Chinese journal of catalysis), 2016, v. 37, no. 11, p. 1814-1823 How to cite?
Journal: 催化学报 (Chinese journal of catalysis) 
Abstract: Recent progress in nanotechnology has provided high-performance nanomaterials for enzyme immobilization. Nanobiocatalysts combining enzymes and nanocarriers are drawing increasing attention because of their high catalytic performance, enhanced stabilities, improved enzyme-substrate affinities, and reusabilities. Many studies have been performed to investigate the efficient use of cellulose nanocrystals, polydopamine-based nanomaterials, and synthetic polymer nanogels for enzyme immobilization. Various nanobiocatalysts are highlighted in this review, with the emphasis on the design, preparation, properties, and potential applications of nanoscale enzyme carriers and nanobiocatalysts.
催化劑是化學工業的重要基礎, 其中酶是重要的高效天然催化劑. 近年來, 酶被越來越多地應用于工業領域, 如精細化工、 食品工業、 制藥工業、 紡織業和制漿造紙. 然而, 由于游離酶存在價格昂貴及操作穩定性(特別是回收與重復使用性能)低等缺點, 其在工業上的進一步應用受到一定限制. 對酶進行固定化是解決上述問題的有效途徑. 一個理想的酶固定化技術需要載體具有良好的生物相容性和高比表面積, 能夠負載適量的酶并且具有很好的重復使用性能, 固定化酶的過程簡單溫和, 所得到的固定化酶制劑具有良好的催化性能、 穩定性以及工業應用價值. 盡管固定化酶技術經過了多年的發展, 但仍需進一步研究.近幾年, 人們研究了基于纖維素納米晶類、 聚多巴胺類納米載體以及生物相容性合成有機物納米膠等新型載體對酶的固定化, 取得了較好的成果. 本文綜述了這些新型納米載體的制備以及酶的固定化過程, 闡述了納米載體固定化酶的結構和催化性能, 并展望了發展前景. 纖維素是全球產量最高、 來源最廣的生物聚合物.纖維素經過一定的酸(常用硫酸和鹽酸)水解處理后, 剩下的是具有高結晶度的纖維素納米晶. 它具有高比表面積、 高機械強度和高長徑比等優異性能. 因此, 研究者利用纖維素納米晶作為載體進行酶固定化, 獲得了高負載量、高催化性能的固定化酶制劑. 基于仿生礦化法制備的聚多巴胺類材料近年來獲得研究者越來越多的關注. 多巴胺具有良好的自聚合能力, 可以對無機、有機等各種材料進行表面修飾. 同時, 聚多巴胺中含有的活性官能團可以與酶發生交聯, 從而達到固定化酶的效果. 基于合成性聚合物納米膠載體的固定化酶技術同樣是一個新興的、 有意義的研究領域. 相關的固定化過程可分為兩大類: (1)在酶分子表面通過原位聚合生成納米膠(growing-from過程); (2)將酶與預先合成的納米膠進行交聯(grafting-to過程). 其中, growing-from 過程是先將酶分子丙烯酰化, 再進行原位聚合. 而原位聚合又可分為自由基聚合、 原子轉移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-斷裂鏈轉移聚合(RAFT). 其中, ATRP和RAFT主要用于制備環境響應型的酶-聚合物納米凝膠.
URI: http://hdl.handle.net/10397/65613
ISSN: 0253-9837
DOI: 10.1016/S1872-2067(16)62528-7
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