基于有机框架材料的酶固定化及其催化性能研究文献综述

 2021-10-28 20:45:42

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摘要: 迄今为止,已经各种不同类型的MOFs材料被人们制造出来,并且在气体存储、气体吸附、气体分离、传感器、药物缓释、催化反应等领域都有重要的应用。

随着MOFs材料种类的日益增多以及复合MOFs材料的逐渐兴起,MOFs材料有着巨大的应用前景。

其中利用金属-有机框架材料作为酶固定化载体已成为固定化酶技术目前研究的热点。

固定化酶技术的应用提高了酶的稳定性和重复使用性,为酶的大规模工业应用创造了条件。

综述介绍了载体材料固定化酶研究过程中的普通制备方法和分析表征手段。

1有机框架材料1.1 MOFs金属-有机框架材料[1](MOFs=MetalOrganicFrameworks)是近十年来发展迅速的一种配位聚合物,MOFs主要包括两个重要组分:结点(connectors)和配体(linkers),即MOFs是由不同连接数的有机配体和金属离子结点通过配位作用自组装而成的高度有序结晶型多孔材料,它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性等优点,是沸石和碳纳米管之外的又一类重要的新型多孔材料,在催化、储能和分离中都有广泛应用。

目前,MOFs已成为无机化学、有机化学等在内的多个化学分支的重要研究方向。

到目前为止,已发现的MOFs材料被划分为了四大类,分别是网状金属-有机骨架材料( isoreticular metal-organic frameworks,IRMOFS )、类沸石咪唑酯骨架材料( zeolitic imidazolate frameworks,ZIFs )、濑瓦希尔骨架材料( material sofinstitute Lavoisier frameworks,MILs )和孔-通道式骨架材料( pocket-channel frameworks,PCNs )。

2015年,liu[2]的课题组首次采用一步法在水相中合成了ZIF-8,并建立了多酶反应体系,将葡萄糖氧化酶和过氧化物酶同时包埋到了ZIF-8中,该固定化酶展现了良好的热稳定性和化学稳定性,提高了酶促反应速率,在工业化应用和生物传感器方面显示了巨大的潜能。

同年,Hou等人[3]在乙醇中制备了带有磁性并包埋有葡萄糖氧化酶的ZIF-8材料,此固定化酶不仅能完成葡萄糖氧化酶和过氧化酶的级联反应,而且可以利用磁场进行回收,使得酶的重复使用率获得了极大的提高。

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