基于空间位阻进行固定化优化的介孔二氧化硅微胶囊的制备

技术特征：
1.基于空间位阻进行固定化优化的介孔二氧化硅微胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步利用介孔二氧化硅固定葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶，随后通过室温聚合在已固定双酶的介孔二氧化硅表面形成一层具有良好渗透性的聚合物网络膜，最终形成带正电酶复合物纳米胶囊polymer@protein@sio2。2.按照权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)负载蛋白的介孔二氧化硅protein@sio2的制备将具有介孔的sio2纳米颗粒加入到含有god和cat两种酶的混合溶液中，于4℃冰箱匀速搅拌3-5h进行酶的固定即使得酶吸附固定到sio2纳米颗粒的介孔中；之后进行离心，将上清液去除，用pbs彻底清洗所得材料，即得负载蛋白的介孔二氧化硅protein@sio2，置于4℃冰箱保存；优选sio2纳米颗粒的粒径为100nm，介孔的尺寸为10nm；(2)蛋白负载胶囊的制备通过单体aam、apm和交联剂bis的原位聚合，在负载蛋白的介孔二氧化硅表面形成一层具有良好渗透性的聚合物网络膜即包封形成带正电纳米胶囊；具体步骤如下：将负载蛋白的介孔二氧化硅protein@sio2的磷酸盐缓冲液分散液加入试管中，搅拌条件下依次加入含有丙烯酰胺(aam)的磷酸盐缓冲液、含有n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺(apm)的磷酸盐缓冲液、含甲叉丙烯酰胺(bis)的超干二甲基亚砜，搅拌3-10min，然后加入含过硫酸铵(aps)的磷酸盐缓冲液和含有n，n，n'，n'-四甲基乙二胺(temed)的磷酸盐缓冲液，在负载蛋白的介孔二氧化硅表面形成一层具有良好渗透性的聚合物网络膜，最终形成酶复合物纳米胶囊polymer@protein@sio2。3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于，介孔二氧化硅(protein@sio2)、丙烯酰胺(aam)的质量比可为1：(3-20)，其中可改变丙烯酰胺(aam)与n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺(apm)两者质量比为(5-15):(1-2)，protein@sio2与甲叉丙烯酰胺(bis)质量比(1-2)：(1-5)，可以通过改变比例调控壳层的厚度大小和材料的电性，protein@sio2与过硫酸铵(aps)质量比控制在(10-2):1之间，该过程中要控制过硫酸铵(aps)与n，n，n'，n'-四甲基乙二胺(temed)的质量比为1:(1-4)之间。4.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)蛋白负载硅球的制备将10mg具有10nm介孔的100nm sio2加入到2ml的1.6％质量分数的god和cat(两种酶的质量比为10：1)混合溶液中于4℃冰箱匀速1000r/min搅拌4h进行酶的固定。之后对其进行4000r/mim离心3min，将上清液去除，用pbs彻底清洗所得材料，即得负载蛋白的介孔二氧化硅(protein@sio2)，置于4℃冰箱保存；(2)蛋白负载胶囊的制备实验前将aam(丙烯酰胺),apm(n-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺),aps(过硫酸铵),temed(n'-四甲基乙二胺)溶于磷酸盐缓冲液(pbs)制成100mg/ml储备液，bis(甲叉丙烯酰胺)溶于超干dmso(二甲基亚砜)中制成100mg/ml储备液；先将5mg/ml第一步负载蛋白的硅球1ml加入试管中，400r/min搅拌条件下加入200μlaam溶液,45μl apm溶液和32μl bis溶液，搅拌5min，然后通过加入8μl aps和16μltemed，来引发介孔二氧化硅上的自由基聚合，加入699μl pbs补足所需体积，本发明中制备的为2.5mg/ml体系，聚合在冰浴中进行400r/min反应2小时，之后，对样品进行纯化以除去未反
应的游离单体和引发剂和未包裹的负载蛋白介孔二氧化硅(polymer@protein@sio2)。5.按照权利要求1-4任一项所述的制备方法得到的基于空间位阻进行固定化优化的介孔二氧化硅微胶囊。6.按照权利要求1-4任一项所述的制备方法得到的基于空间位阻进行固定化优化的介孔二氧化硅微胶囊的应用，作为葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶进行联级反映的纳米胶囊生物反应器，用于葡萄糖酸钠制备。

技术总结
基于空间位阻进行固定化优化的介孔二氧化硅微胶囊的制备，属于胶囊技术领域。第一步利用介孔二氧化硅固定葡萄糖氧化酶与过氧化氢酶，随后通过室温聚合在已固定双酶的介孔二氧化硅表面形成一层具有良好渗透性的聚合物网络膜，最终形成带正电酶复合物纳米胶囊Polymer@Protein@SiO2。不仅仅保证了酶的稳定性，而且由于聚合物上的APM节点集团的微环境，也保持了酶的高效催化活性，与单纯的单独介孔二氧化硅物理吸附相比，具有更高的酶保留效率和抗逆性。和抗逆性。


技术研发人员：柳朝永 韩泽人
受保护的技术使用者：北京化工大学
技术研发日：2022.09.16
技术公布日：2022/12/16